Lucrarea 4

1.Construcţia şi funcţionarea punţii din faţă rigide.

- Sistemul de prindere al punţii pe caroserie/şasiu

Punţile rigide, sau punţi cu oscilaţie dependentă a roţilor, sau punţi cususpensie dependentă, sunt punţile la care lagărele roţilor sunt legate întreele printr-un element rigid (grindă). În consecinţă, la trecerea peste unobstacol a unei roţi, cealaltă roată se înclină simultan şi egal, provocândînclinarea şi deplasarea transversală a caroseriei. În plus, datorită elasticităţiiarcului lamelar al suspensiei (majoritatea puntilor rigide sunt combinate cuarcuri lamelare care asigură şi ghidarea punţii), se produce înaintarea uneiroţi în raport cu cealaltă şi deci schimbarea direcţiei de mers, aşa cum sevede din figura 4.1. Prezenţa grinzii transversale face imposibilă dispunereaîntre roţi, într-o pozitie cât mai coborâtă a motorului sau a cadrului, deciînălţimea centrului de masă al automobilului este mai mare. Se poate obţineînsă, o mărire a capacităţii de trecere a automobilului prin creşterea gărzii lasol, prin micşorarea razei transversale de trecere şi prin posibilitatea mare derotire a punţii faţă de caroserie (exemplu UNIMOG) fără a recurge la soluţiiconstructive complicate şi costisitoare. Un alt avantaj al punţii rigide estenumărul redus de articulaţii care îi conferă siguranţă în exploatare şifiabilitate ridicate.

Punţile rigide se folosesc la majoritatea autocamioanelor, la autobuze,la autoutilitare şi la unele autoturisme de teren.

Fig.4.1

B. Dupa capacitatea de a realiza autopropulsarea automobilului punţile potfi motoare şi nemotoare.

Pentru a realiza autopropulsarea automobilului puntea motoare trebuiesă fie echipată cu mecanismele care asigură transmiterea fluxului de putereal motorului de la SV sau transmisia cardanică la roţile motoare, respectiv:transmisia principală, diferenţialul, arborii planetari. Aceste mecanisme aufost studiate în cadrul disciplinei “Transmisia automobilului”. Atât puntearigidă cât şi puntea fractionată pot fi şi punţi motoare. Singura condiţieprincipală care trebuie îndeplinită la proiectare este ca să fie posibilă olegatură cinematică între axa roţii şi axa diferenţialului, respectiv caelementele suspensiei să nu fie dispuse în planul transversal definit de celedouă axe.

4.2. Compunerea de bază a punţilor

Puntea de direcţie rigidă este compusă din grindă, pivoţi şi fuzete. Încazul punţilor de direcţie şi motoare, pivotul cilindric este fracţionat în două(pivotul superior şi pivotul inferior), iar secţiunile grinzii şi ale arborilorfuzetelor sunt tubulare pentru a permite montarea arborilor planetari.

In figura 4.6 sunt prezentate tipuri constructive de bază pentru pivoţişi fuzete la punţile rigide de direcţie.

bFig.4.6.Tipuri constructive de bază pentru pivoţi şi fuzete la punţilerigide: a) punte nemotoare: 1-fuzetă; 2-grinda punţii; 3-pivotul fix înpumnul grinzii; 4-rulment axial pentru transmiterea forţelor verticale;5-lagărul dintre braţul inferior al fuzetei şi pivot; 6-şurub pană pentrublocarea pivotului în grindă; b) punte motoare: 1-fuzetă tubulară; 2-rulmenţi radiali-axiali cu role conice; 3-pivot superior; 4-pivotinferior; 5-carterul tubular al punţii; OO’ – axa pivotului.

Puntile şi suspensiile automobilului, deşi îndeplinesc funcţiuni cutotul diferite, datorită cerinţelor numeroase şi exigente pentru asigurareastabilităţii şi a confortului în condiţiile maselor şi a dimensiunilor de gabaritreduse, sunt tratate şi realizate constructiv în cadrul unor ansambluri unice,ale caror funcţiuni sunt în esenţă următoarele:

- transmiterea greutăţii automobilului la roţi;- transmiterea forţelor şi momentelor de reacţiune de la roţi la cadru sau

caroserie;- limitarea solicitărilor dinamice transmise de la roţi la cadru sau

caroserie;- realizarea unui confort cât mai ridicat pentru călători şi mărfurile

transportate;- asigurarea contactului continuu şi constant între roţi şi cale;- ghidarea precisă a mişcării roţilor în raport cu şasiul sau caroseria, în

timpul dezbaterii suspensiei;- asigurarea stabilităţii pe traiectorie;- asigurarea echilibrului automobilului în diverse condiţii de deplasare.

Concluzii:10 Puntea reprezintă ansamblul organelor care leagă şi ghidează roţile pe şifaţă de şasiu sau caroserie cu excepţia dispozitivelor suspensiei (arcuri,amortizoare, bară stabilizatoare) şi a elementelor sistemului de direcţie(bielete).20 Organele care contribuie atât la ghidarea roţilor cât şi la suspensie seconsideră ca părţi ale suspensiei (arcuri lamelare, bară stabilizatoare).

Oricare dintre punţile automobilului poate fi punte motoare şi/saupunte de direcţie. Este posibil ca toate punţile automobilului (două, trei saupatru) să fie atât punţi motoare cât şi punţi de direcţie.

Compunerea punţii din faţă rigide.La capetele osiei sau grinzii se găsesc două fuzete prevăzute cu câte o furcă care serveştela articularea lor pe grindă. Aceasta are forma de I sau dublu T iar pentru a se coborîcentrul de greutate al autovehiculului, aceasta are partea din mijloc curbată spre jos. Pefuzete se montează rulmenţi cu role conice şi butucul roţii. Pe flanşa fuzetei se monteazăşi platoul de frână. Pivotul este imobilizat în grindă de către un bolţ. Arcurile in foi alesuspensiei se fixează cu ajutorul bridelor de fixare pe suprafeţele special prevăzute pentrufixare. Una dintre fuzete primeşte mişcarea pentru efectuarea virajului de la mecanismulde direcţie iar cealaltă fuzetă primeşte mişcarea de la bara transversală de direcţie.

Conţinutul referatului.1) Se vor repera pe standul funcţional fiecare din elementele componente enumerate

anterior. Toate elementele se vor măsura cu o ruletă şi se vor trece cotelenecesare. Cotele care nu se pot măsura se vor aproxima prin similitudine laindicaţiile laborantului. Cotele se vor trece în tabelul 4.1. specificândsemnificaţia şi rolul fiecărei cote.

2) Considerând grinda cu secţiune de forma din figura 6.2.. modulele de rezistenţă laîncovoiere în plan vertical Wiv în plan orizontzal WiH şi la torsiune Wt, se potcalcula cu relaţiile

WiV = (BH3-bh3)/6H =……: Wih = [(H-h)B3+h(B-b)3]/6B=….Wt = 1,3/3 t2(H+2b) = 1,3/3 t2(2B=h)=…..

De pe standul funcţional se determină cotele B, H, h, t, b şi se calculează cu relaţiilede mai sus modulele de rezistenţă.

Eforturile unitare de încovoiere şi torsiune se stabilesc cu relaţiile:σiV = MiV/WiV ; σiH = MiH/WiH ; τ = Mt/Wt ;

Grinzile punţilor din faţă fiind executate din oţel carbon de calitate (OLC 50) efortulunitar de încovoiere total σi = σiV + σiH se admite între 3500 şi 4000 daN/cm3 iar efortulunitar de torsiune τ = 2500..3000 daN/cm3 . Momentele de încovoiere se calculează curelaţia dată în literatura de specialitate (se pot aplica relaţiile utilizate la efectuareaproiectului de an).

Fiecărui student i se va da ca exemplu de calcul o altă sarcină pe punte şi va calculadimensiunile punţii rigide atât motoare cât şi nemotoare.

Fig.4.7. Punte faţă nemotoare (schemă de măsurare)

Fig.4.8. Formă de secţiuni punţi faţă rigide

Tabelul 4.1. Cotele măsurate pe standul funcţional al punţii faţă rigide nemotoare.Cota Unitatea de măsură Valoarea Semnificaţia şi rolul

coteia mmb mmc mmd mme mmf mmg mmh mmR mmα grade, minute

4.3.Puntea din faţă rigidă motoareAceastă soluţie constructivă se întâlneşte la autovehiculele cu tracţiune integrală. În

figura 4.9. se prezintă o punte din faţă rigidă.

Fig.4.9. Punte fata rigidă motoare.

Conţinutul referatului.1) Se vor evidenţia pe schema punţii faţă cotele echivalente de la puntea din faţă

rigidă nemotoare. Se va compara pivotul de la puntea nemotoare cu pivotul(articulaţiile) de la puntea motoare. Cotele echivalente se vor trece în tabelul 4.2.

2) Calculul carterului punţii motoare. Carterul se calculează la încovoiere şi torsiune.Efortul unitar rezultant la încovoiere şi torsiune este:

σ = Sqrt(Mi2 + Mt2) / Wi

Se va determina, în funcţie de un diametru exterior ales din considerente de gabarit,grosimea peretelui necesar astfel încât modulele de rezistenţă la încovoiere şi torsiunesă aibă aceleaşi valori cu cele de la grinda I sau dublu T de la puntea rigida nemotoarecalculată anterior.

Tabelul 4.2. Cotele măsurate (preconizate) pentru puntea faţă motoare rigidă

Cota Unitatea de măsură Valoarea Semnificaţia şi rolulcotei

a mmb mmc mmd mme mmf mmg mmh mmR mmα grade, minute

3) Datorită arborelui motor, grinda are formă circulară şi modulul de rezistenţă polarse calculează cu formula:

Wp = π(D4-d4)/16D

Tema de calcul va consta în completarea tabelului 4.3. impunând diferite valori alediametrului exterior prin încercări şi determinând d din condiţia ca Wp să aibă aceeaşivaloare cu cea determinată la grinda cu secţiunea I sau dublu T.

Tabelul 4.3. Valorile diametrelor carterului calculate la torsiune.D D1 D2 D3d

4) De asemenea se calculează şi modulul de rezistenţă la încovoiere aplicândformula

Wi = π(D4-d4)/32DPentru aceleaşi valori ale diametrului D din tabelul 4.3. punând aceleaşi condiţii caWi să fie egal cu cea mai mare valoare obţinută cu formulele de la grinda sub formăde I sau de dublu T.

Tabelul 4.4.

D D1 D2 D3d

Concluzii.Nota acordată............. Data efectuării lucrării.......................Student....................... Grupa......................Cadru didactic îndrumător...............Semnătura.........................

6. Construcţia şi funcţionarea punţilor din spate rigide şisemirigide.

Punţi din spate pentru autocamioanePunţile din spate ale autocamioanelor pot fi:

- punţi motoare simple;- punţi motoare duble;- punţi suplimentare de sprijin (nemotoare).Acestea din urmă pot fi cu roţile în contact permanent cu calea, sau cucontact temporar al roţilor cu calea (numai când autocamionul esteîncărcat). Uneori, pentru a mări manevrabilitatea, ele pot fi si punţi dedirecţie, cu acţionare hidraulică si comandă electronică.

Cea mai simpla soluţie de montare şi de ghidare a punţii pe cadru esteprin intermediul arcurilor lamelare ale suspensiei, care au rol dublu:

1. element elastic al suspensiei;2. preiau forţele şi momentele de reacţie.În figura 6.1 se prezinta montarea şi ghidarea punţii motoare din spate

a unui autocamion DAF prin intermediul arcurilor lamelare parabolice. Seconstată că suspensia punţii este prevăzută cu amortizoare hidraulice şi barăstabilizatoare. Legăturile arcului cu lonjeronul sunt: în faţă articulaţie fixă,iar în spate reazem alunecător. Arcul suplimentar este tot parabolic, iarlegăturile sale cu lonjeronul sunt temporare (cand autocamionul esteîncărcat) şi realizate sub formă de reazeme alunecătoare. Suspensia esteprevăzută cu amortizoare, baăa stabilizatoare şi tampoane limitatoare decursă.

Fig.6.1.Ghidarea punţii motoare spate prin intermediul arcurilorlamelare parabolice ale suspensiei (DAF)În figura 6.2 se prezintă montarea şi ghidarea punţii motoare din spate

a unui autocamion VOLVO FH 12 prin intermediul arcurilor lamelareparabolice în “S”. Şi in acest caz suspensia puntii este prevăzută cuamortizoare şi bară stabilizatoare.

Fig.6.2.Ghidarea punţii motoare spate prin intermediul arcurilorlamelare parabolice în “S” (VOLVO)

În figura 6.14 se prezintă construcţia unei punţi motoare duble, la carepunţile sunt articulate la capetele grinzilor balansier, iar acestea suntarticulate prin intermediul unor suporţi speciali în partea centrală a douăarcuri lamelare montate clasic pe lonleroanele cadrului. Două bare de reacţiedispuse central deasupra punţilor formează împreună cu grinzile balansiermecanismele longitudinale cu bare care preiau forţele longitudinale dereacţie şi momentele lor. Forţele transversale sunt preluate de arcurilelamelare.

Fig.6.14.Punte motoare dublă cu grinzi balansier şi arcuri lamelaredispuse clasic; schemă de funcţionare (FORD CANADA)

În figura 6.15 se prezintă o construcţie asemănăoare ca principiu, darcare foloseşe drept elemente elastice câte două arcuri din cauciuc pentrufiecare grindă balansier. Arcurile din cauciuc pot fi înlocuite eventual cuperne de aer tip diafragmă.

Fig.6.15.Punte motoare dublă cu grinzi balansier şi arcuri din cauciuc(FORD CANADA)

Punţile motoare spate fracţionate cu suspensie independentă suntfolosite pentru autocamioane cu capacitate mărită de trecere. Un exempludevenit clasic este autocamionul TATRA, care are punţi motoare fracţionatecu braţe oscilante transversale şi suspensii independente, fie cu arcurilamelare montate în sistem balansier pentru puntile din spate, fie cu bare detorsiune dispuse longitudinal pentru puntea din faţă. Organizarea şasiuluiechipat al autocamionului TATRA 148 este prezentata în figura 6.16.

Fig.6.16.Organizarea şasiului echipat al autocamionului TATRA 148Se constată că deosebita mobilitate în teren dificil este în principal asiguratăde construcţia punţilor şi a suspensiilor. Punţile rigide, au câte un arcelicoidal şi un amortizor pe fiecare roată şi pot oscila în plan transversal cu

un unghi de 30˚; fiecare punte are bara sa stabilizatoare. Transmisiaprincipală este în două trepte, cu reductor cilindric în butucul roţii dispus peverticală în sus. Astfel, carterul central al punţii are înălţime redusă, parteacentrala a punţii este foarte ridicată faţă de sol, garda la sol în zona punţilorare valori mari (între 415 şi 500 mm funcţie de variantă), iar razele detrecere au valori reduse. Transmisia cardanică este de tip închis cu tubcentral (trompa cardanică), fixat rigid cu unul din capete pe carterul centralal punţii, iar prin celălalt capăt articulat sferic de carterul reductorului-distribuitor. Tubul central este rigidizat suplimentar de carterul punţii prindoi tiranţi. Fiecare punte este prevăzută cu o bară transversală (barăPanhard) pentru preluarea reacţiunilor transversale.

Dispunerea punţilor pe autocamion este prezentată în figura 6.19.

Fig.6.19.Dispunerea punţilor pe UNIMOG

Detaliile constructive pentru reductorul cilindric dispus pe verticală înbutucul roţii şi efectul asupra creşterii gărzii la sol sunt prezentate în figura6.20.

Fig.6.20.Detaliile constructive pentru reductorul cilindric dispusvertical în butucul roţii

Punţile suplimentare din spate ale autocamioanelor (punţile desprijin), mai ales dacă sunt şi punti de direcţie, au o construcţieasemănătoare, dacă nu chiar identică cu puntea din faţă.

Punţi motoare din spate ale autoturismelor şi ale autoutilitarelorPunţile motoare din spate ale autoturismelor şi ale autoutilitarelor pot

fi rigide cu suspensie dependentă şi fracţionate cu suspensie independentă.Ca punţi motoare ele trebuie să conţină mecanismele pentru transmitereafluxului de putere de la transmisia cardanică la roţile motoare respectivtransmisia principală, diferenţialul şi arborii planetari. Ceea ce diferenţiazăconstructiv punţile motoare din spate este sistemul de montare şi de ghidareal punţilor şi/sau al roţilor pe şasiu sau pe caroseria autoportantă.

Cea mai simplă soluţie de montare şi de ghidare al PMS rigide esteprin intermediul arcurilor lamelare, soluţie care se foloseşte la autoturismede teren şi la autoutilitare. În figura 6.21 se prezintă PMS rigidă cu suspensiedependentă cu arcuri lamelare parabolice folosită pe autoutilitara VW LT.

Fig.6.21.PMS rigidă cu suspensie dependentă de la VW LT

Puntea are două arcuri parabolice, fixate pe trompe prin bride,articulate fix la capătul din faţă şi prin intermediul unui cercel la capătul dinspate. Ele au atât rol de element elastic cât si de a prelua integral forţele şimomentele de reacţie. Ultima lamelă are rol de arc suplimentar (preia sarciniverticale mari), iar contactul capetelor sale cu arcul principal când setransportă încărcături mari se face prin tampoane din material plastic.Suspensia are două amortizoare montate în faţa axei roţilor, înclinat spre faţăşi o bară stabilizatoare articulata cu partea centrală de cadru, iar cu capeteleprin două bielete de trompele punţii.

Folosirea arcului elicoidal drept element elastic al suspensiei impuneadoptarea unui mecanism cu bare de reacţie care să preia forţele şimomentele de reacţie. Mecanismul patrulater dispus longitudinal cu braţtriunghiular central preia integral forţele şi momentale de reacţie. O astfel desoluţie este prezentată în figura 6.22.

Fig.6.22.PMS cu mecanism patrulater longitudinal de ghidare şi braţtriunghiular superior central

Pe fiecare trompă este sudat câte un suport de care este fixat în parteade jos capptul din spate al unui braţ longitudinal, capătul din faţă fiindarticulat de caroserie. În partea centrală superioară a carterului, de o parte şide alta, sunt articulate două braţe dispuse în V spre faţă, astfel încât să preiaforţele transversale, iar împreuna cu braţele inferioare longitudinale preiauintegral forţele longitudinale şi momentele lor. Braţele inferioare au oconstrucţie masivă deoarece pe ele se montează arcurile elicoidale.Amortizoarele, dispuse înclinat spre interior, sunt articulate în spatelesuporţilor sudaţi pe trompe.

O soluţie constructivă mai simplă (are mai puţine articulaţii) esteprezentată în figura 6.23.

Fig.6.23.PMS cu ghidare prin două braţe longitudinale şi o barăPanhard (Mitsubishi Pajero): 1-carterul punţii motoare; 2-braţlongitudinal; 3-articulaţia elastică a braţului longitudinal cu şasiul; 4-bara Panhard; 5-bară stabilizatoare.

De trompele punţii se fixează câte un braţ longitudinal forjat care estearticulat elastic cu capătul din faţă de şasiu. Cele două braţe preiau forţelelongitudinale, dar momentele acestor forţe solicită suplimentar arcurile. Înspatele punţii este dispusă bara Panhard, articulată la capătul din stânga detrompa punţii, iar la capătul din dreapta este articulată de şasiu. Ea preiaforţele transversale. Amortizoarele sunt dispuse în faţa punţii şi montateînclinat spre faţă. Bara stabilizatoare este articulată cu partea sa centrală depunte, iar la capete prin două bielete de şasiu. Ea este curbată în zonacentrală pentru a ocoli capacul pinionului de atac.

Bara Panhard impune o deplasare transversală a punţii (puntea sedeplasează pe verticală pe o traiectorie circulară cu centrul în axa articulaţieifixe a barei cu caroseria). Pentru a diminua această deplasare, lungimea bareise adoptă cât mai mare posibil. O ghidare pe verticală a punţii este realizatăde mecanismul Watts. Acesta constă din două bare de reacţie egale şiparalele, dispuse transversal în planuri de nivel diferite, articulate cilindric lacapetele exterioare de structură portantă, iar la capetele interioare de un

levier cu braţe egale dispus vertical în planul longitudinal al automobiluluişi articulat la mijloc pe grinda punţii.

Problema ghidării pe verticală a PMS rigide folosind drept elementeelastice arcuri lamelare este rezolvată simplu şi elegant pe Maserati A6GCSdin 1953. Puntea este prezentata în figura 6.24.A.

Fig.6.24.A PMS rigidă Maserati A6GCS

Montarea şi ghidarea punţii se realizează prin două mecanismepatrulater dispuse longitudinal, formate din două bare de reacţie lateralemontate deasupre axei roţilor, articulate la capătul din spate de suporţi fixaţipe trompele punţii, iar la capetele din faţă de caroserie şi dintr-un braţtriunghiular central montat sub axa roţilor, articulat la capătul din spate decarterul central al punţii, iar la capetele din faţă de caroserie. Elementeleelastice ale suspensiei sunt două semiarcuri lamelare dispuse longitudinal,încastrate cu partea groasă de caroserie şi articulate la vârf prin articulaţiimobile cu cercel de trompele punţii. Suspensia este prevăzută cu barăstabilizatoare şi amortizoare cu levier.

O soluţie intermediară între PMS rigidă cu suspensie dependentă şiPMS fracţionată cu suspensie independentă poate fi considerată puntea DEDION, prezentată în figura 6.25.

Fig.6.25.PMS cu suspensie DE DION

Carterul central cu transmisia principală şi diferenţialul este separat depunte şi montat prin reazeme elastice pe caroserie, iar fluxul de putere setransmite la roţi prin arbori planetari cu articulaţii homocinetice(caracteristică a PMS fracţionate). Fuzetele sunt montate la capetele uneibare transversale (tub De Dion), dispusă sub axa roţilor şi arcuită spre spate.Pe ea se montează arcurile elicoidale în spatele axei roţilor pentru a permitetrecerea arborilor planetari. Tubul de Dion este ancorat în partea din faţă dedouă brate dispuse în V şi articulate la vârf de o traversă ce se montează prinreazeme elastice pe caroserie. Pe braţe se montează amortizoarele uşorînclinate spre interior. Între cele doua braţe este montat’ bara stabilizatoare.Preluarea forţelor transversale este realizată de un mecanism Watts culevierul articulat pe tubul De Dion.

La majoritatea autoturismelor organizate dupa soluţia “clasică” sefoloseşte puntea motoare spate fracţionată cu suspensie independentă.

Un sistem foarte răspândit de montare şi de ghidare al roţilor acesteipunţi este cu brat triunghiular tras şi axa de oscilaţie înclinată faţă de axatransversală (braţ oblic).

În figura 6.26 se prezintă PMS fracţionata cu suspensie independentăşi braţe oblice trase folosită de BMW pe unele din modelele sale.

Fig.6.26.PMS fracţionată cu braţe oblice (BMW)

Carterul central se fixează pe o grindă suport dispusă transversal, cucapetele uşor deplasate spre faţă, iar ansamblul astfel format este montat petrei reazeme elastice (două la capetele grinzii şi al treilea în spatelecarterului) pe caroseria autoportantă. Pe părtile laterale ale grinzii suntmontate două braţe. Fiecare braţ are formă triunghiulară şi este articulat prindouă articulaţii cilindrice elastice cu axele dispuse pe o dreaptă înclinată cu150 faţă de transversală. La capătul din spate al braţului este fixată fuzetaroţii. Astfel braţul prin dispunerea şi forma sa preia forţele longitudinale şitransversale, dar momentele acestor forţe solicită suplimentar arcul elicoidalîn formă de butoi montat între braţ şi caroserie. Amortizoarele sunt dispuseîn spatele axei roţilor, uşor înclinat spre faţă, articulate la un capăt de braţe,iar la celălalt capăt de caroserie. Bara stabilizatoare este articulată la capetede braţele oblice prin două bielete, iar prin partea centrală de caroserie.

Punţi nemotoare din spate

La automobilele organizate după soluţia compactă “totul în faţă”(majoritatea autoturismelor şi unele autoutilitare) puntea din spate are numairol de susţinere şi de rulare.

Constructiv, puntea din spate nemotoare poate fi:- rigidă cu suspensie dependentă;- semirigidă cu deformare la torsiune controlată;- fracţionată cu suspensie independentă.

Puntea din spate nemotoare rigidă este montată şi ghidată simplu pecaroserie prin intermediul arcului lamelar, asa cum se vede în figura 6.27.

Fig.6.27. PS rigidă cu arcuri monolamelare (FORD)

Puntea propriu-zisă constă dintr-o grindă centrală cu secţiunatubulară, care are montate la capete fuzetele, proiectate astfel încât axul roţisa fie deasupra axei grinzii (se realizează reducerea nivelului podelei în zonapunţii din spate). Tot la capetele grinzii, puţin spre interior, sunt sudateflanşele orizontale pentru montarea arcurilor parabolice. Fiecare arc

parabolic monolamelar este asamblat pe flanşa grinzii prin bride şi o placăsuperioară, care constitue şi suportul pentru arcul suplimentar din cauciuc(are rol şi de tampon limitator de cursă) şi pentru articulaţia amortizorului,dispus într-un plan longitudinal şi puţin înclinat spre faţă. La capătul de susamortizorul este articulat printr-un suport de pasajul roţii. Arcurileparabolice monolamelare sunt articulate fix la capătul din faţă şi printr-uncercel la capătul din spate de lonjeroane. Ele preiau reacţiunile longitudinaleşi momentele lor. O bară Panhard preia reacţiunile transversale. O astfel deconstrucţie se foloseşte şi la FIAT Doblo.

La autoutilitarele lansate în fabricaţie după anul 2000 este oferităopţional şi versiunea de punte spate rigidă cu suspensie pneumatică. Înfigura 6.28.A este prezentată o astfel de punte care echipează la cerere noulFiat Ducato.

Fig. 6.28.A Punte spate rigidă cu suspensie pneumatică (FIATDUCATO)

Construcţia punţii propriu-zisă este asemănătoare cu cea precedentă,cu deosebirea că secţiunea transversală a grinzii este pătrată. Suspensiapunţii este pneumatică, iar toate componentele suspensiei (rezervorul de aercomprimat, electrocompresorul, dispozitivele pneumatice de control şiconductele de legătură) sunt montate pe o platformă portantă, montată larândul său prin reazeme elastice pe baza caroseriei autoutilitarei. Montarea şighidarea punţii se face prin intermediul a două lamele parabolice dispuselongitudinal şi montate pe grinda punţii prin bride. Cu capetele din faţălamelele sunt articulate de baza caroseriei, iar pe laturile scurte şi arcuitemult în jos din spate sunt montate pernele de aer în formă de tub cilindric.Suporţii de sus ai pernelor de aer sunt montaţi pe platforma portantă. Forţeletransversale sunt preluate de o bară Panhard dispusă deasupra grinzii punţii,articulată cu capătul din stânga de grindă, iar cu capătul din dreapta de

platforma portantă. Tampoanele elastice limitatoare de cursă sunt montate pebaza caroseriei, iar în cazul unui şoc se sprijină pe placa de fixare alamelelor parabolice. Amortizoarele sunt dispuse în planuri longitudinale şimult înclinate spre spate, sunt articulate cilindric de flanşele sudate lacapetele grinzii punţii cu capatele inferioare, iar cu capetele superioare debaza caroseriei. Întreaga construcţie se montează pe vehicul fără modificariale bazei caroseriei şi ridică foarte puţin nivelul platformei de încărcare.

Dacă se folosesc arcuri elicoidale, puntea trebuie prevăzută cumecanism de montare şi de ghidare. Un mecanism simplu folosit de AUDIeste prezentat în figura 6.29.

Fig.6.29.Punte spate rigidă AUDI: 1-bară Panhard; 2-contrafişă; 3-suportul comun al barei Panhard şi al contrafişei; 4-suportul dinstânga al contrafişei; 5-guseu spaţial; 6-braţ longitudinal.

Puntea constă dintr-o grindă cu secţiunea deschisă în V şi deschidereaîn jos, cu deformaţie la torsiune controlată (preia şi rolul barei stabilizatoareşi este dublată în interior de o bară cilindrică), dispusă sub axa roţilor, careare sudate la capete fuzetele. Pe grindă sunt sudate prin suprapunere şiîntărite cu gusee spaţiale două braţe longitudinale, iar spre capătul din stângaîn spate este sudat suportul articulaţiei barei Panhard. Grupurileelastoamortizoare ale suspensiei sunt articulate cu capetele inferioare degrindă, sunt dispuse într-un plan transversal, înclinate spre interior şiarticulate prin capetele superioare cu contraaripile. O contrafiţă preia parţialeforturile din suportul dreapta al articulaţiei barei Panhard cu caroseria şi letransmite la un suport de pe partea stângă.

O soluţie asemănătoare se foloseşte şi pentru puntea din spate aautoutilitarei RENAULT Trafic. Ea este prezentată în figura 6.30.

Fig.6.30.Puntea spate rigidă RENAULT Trafic A: 1-puntea propriu-zisă; 2-bară Panhard; 3-contrafişă; 4-amortizor; 5-arc butoi; 6-suportsuperior arc; 7-fuzetă; 8-siguranţă elastică 9-rulment roată 10-piuliţade capăt a fuzetei; 11-capac de protecţe; B: 1-şurub de fixare aarticulaţei braţului longitudinal; 2-şurub de fixare a articulaţiei bareiPanhard; 3-şurub de fixare a contrafişei; C: X-cota de reglaj pentrumontarea amortizorului şi a punţii (X=392±2mm).

Faţă de construcţia precedentă, sunt următoarele deosebiri: braţelelongitudinale şi grinda sunt în acelaşi plan; la capetele grinzii sunt sudatedouă flanşe pe care se montează prin şuruburi fuzetele şi permit ridicareaaxelor roţilor faţă de axa grinzii; suporţii inferiori ai arcurilor şiamortizoarelor sunt sudaţi în spatele grinzii; arcurile butoi scurte sunt

montate pe verticală; amortizoarele sunt dispuse în planuri longitudinale şiînclinate mult spre spate; bara Panhard şi contrafişa sunt dispuse deasupragrinzii în planul vertical care conţine şi axele roţilor (se micşoreazăsolicitarile în punte). Toate soluţiile constructive adoptate pentru puntepermit obţinerea unei podele plane şi cu un nivel coborât, fără a reduce multgarda la sol.

Folosirea barei Panhard pentru preluarea forţelor transversale estesimplă şi economică, dar introduce o deplasare transversală a punţii cuefecte negative asupra stabilităţii şi confortului. Nissan rezolvă aceastăproblemă folosind pe modelul Maxima un mecanism transversal care asigurădeplasarea pe verticală a punţii, mecanism bazat pe schema cinematică“Scott-Russell” prezentată în figura 6.31.

Fig.6.31.Schema cinematică Scott-Russell

Dacă se dimensionează barele astfel încât raportul lungimilor “a-c” şi“b-c” este egal cu raportul lungimilor “b-c” şi “c-d”, la oscilaţia manivelei“a-c” traectoria punctului “d” este o dreaptă.

Articulând punctul “d” de caroserie, punctul “a” de grinda punţii, iarpunctul “b” tot de grinda punţii (articulaţia “b” are o construcţie specială), seobţin pentru punctele “a” şi “b” traiectorii rectilinii verticale (deci odeplasare pe verticală a punţii) şi o traiectorie circulară cu centrul în “d”pentru punctul “c”, mecanismul preluând forţele transversale, aşa cum sevede din figura 6.32.

Fig.6.32.Soluţia Nissan de preluare a forţelor transversale şi dedeplasare pe verticală a punţii: A-schema mecanismului careînlocuieşte bara Panhard: B-dispunerea mecanismului pe automobil.

Posibilitatea deplasării laterale a axului “b” faţă de centrul alezajuluidin bielă este asigurată de o bucşă specială din elastomer, care are origiditate mare pe verticală şi o rigiditate mică pe orizontală.

O construcţie deosebită de punte spate rigidă este puntea “Omega”folosită pe Fiat Panda şi Lancia Y 10 şi prezentată în figura 6.33.

Fig.6.33.Puntea spate rigidă “Omega” (FIAT)

Ea constă dintr-o grindă arcuită în formă de “Ω” cu partea deschisăspre spate. La capetele grinzii sunt sudate flanşe pentru montarea lagărelorroţilor. Grinda este articulată cilindric în partea centrală cu caroseria. Depărţile laterale sunt articulate două braţe dispuse simetric şi inclinat faţă deplanul longitudinal, axele articulaţiilor braţelor fiind puţin sub nivelularticulaţiei centrale. Cu capătul din faţă braţele sunt articulate tot cilindric decaroserie. În acest fel se anulează efectul forţelor laterale în curbe. Arcurileelicoidale sunt dispuse vertical în faţa axei roţilor şi se sprijină pe suporţisudaţi pe părtile laterale ale grinzii. Astfel arcurile sunt mai tari şi realizeazăo susţinere mai bună a caroseriei în curbe. Amortizoarele sunt articulatecilindric de capetele grinzii foarte aproape de roţi, sunt dispuse într-un plantransversal şi mult înclinat spre interior. Centrul de ruliu este la mijlocul axeiroţilor şi este influenţat de înălţimea articulaţiilor cu caroseria.

Lagărul şi butucul roţii la această punte are o construcţie deosebită şisunt prezentate în figura 6.34.

Fig.6.34.Lagărul şi butucul roţii de la puntea “Ω”

Caracteristic este faptul că lagărul şi butucul roţii formează unsubansamblu unic (fabricat de SKF). Inelul exterior al rulmentului radialaxial cu două rânduri de bile este proiectat sub forma unei flanşe şi semontează prin şuruburi direct pe flanşa de la capătul grinzii punţii. Inelulinterior are o construcţie masivă şi se termină spre exterior cu o flanşă pecare se montează tamburul cu şuruburi-stift de centrare pentru janta roţii,fixarea definitiva a tamburului pe flanşă realizându-se cu şuruburile demontare a roţii. Astfel rolul butucului roţii este preluat de inelul interiormasiv al rulmentului. Rulmentul butuc cuprinde şi sistemul de etanşare.

O construcţie apărută la începutul anilor 1970 pentru puntea din spatenemotoare este grinda în formă de “H” trasă. Ea constă din două braţelongitudinale sudate la capetele unei grinzi transversale dispusă în faţa axeiroţilor. Braţele sunt articulate cilindric de caroserie cu capetele din faţă, iarla capetele din spate sunt sudate fuzetele. Grupurile elastoamortizoare ale

suspensiei sunt dispuse cel mai adesea vertical pe axa roţilor şi articulate decapetele din spate ale braţelor pe partea interioară (faţă de fuzete). Astfelpuntea preia toate forţele şi momentele de reacţie. Grinda are secţiuneadeschisa în formă de U sau de V şi deformarea la torsiune controlată, astfelcă preia şi rolul barei stabilizatoare (în interiorul profilului U sau V al grinziieste montată o bară cu rol stabilizator). Schema constructivă şi modul detransmitere a forţelor transversale sunt prezentate în figura 6.35.

Fig.6.35.Schema constructivă şi modul de transmitere a forţelortransversale la puntea cu grindă în formă de H trasă.

Dacă automobilul se înscrie în viraj, asupra lui acţionează componentatransversală a fortei centrifuge, care se transmite punţii din spate prinarticulaţiile cu braţele Fcy2 şi determină la contactul roţilor cu caleareactiunile Y2s si Y2d . Notând cu Fox reacţiunile din articulaţiile grinzii H cucaroseria, se constată că apare un moment care roteşte puntea faţă decaroserie datorită elasticităţii articulaţiilor cu h şi imprima un caractersupravirator automobilului.

0

22022 b

rYYFbFrYYM ds

oxoxdsZ

Y2dY2s

Fcy2

Cu cât sunt mai lungi braţele longitudinale şi cu cât sunt mai apropiatearticulaţiile cu caroseria, cu atât cresc reacţiunile Fox şi se accentueazăcaracterul supravirator. Acest fenomen este evidenţiat în figura 6.36.

Fig.6.36.Caracterul supravirator al automobilului cu punte H trasă

Soluţia prezintă următoarele avantaje:- construcţie simpla (o singura grindă în formă de H şi două articulaţii);- montare şi demontare uşoare ale întregii punţi;- necesită puţin spaţiu;- prindere simplă pentru arcuri şi amortizoare;- permite o suprapunere avantajoasă a arcului şi a amortizorului;- grinda transversală poate prelua şi rolul barei stabilizatoare;- masă nesuspendată redusă;- modificare redusă a căderii roţilor la acţiunea forţelor laterale;- poziţie convenabilă pentru centrul de ruliu al punţii;- reducerea tendinţei de ridicare a spatelui automobilului la frânare.

Dezavantaje:- tendinţă supraviratoare la acţiunea forţelor laterale;- solicitări mari la torsiune şi la forfecare în grinda transversală;- solicitări mari în sudurile care asamblează braţele laterale cu grinda

transversală.În figura 6.37 se prezintă puntea din spate cu grindă trasă în formă de

H de la VW Golf 1 (unul dintre primele autoturisme care au folosit aceastăsoluţie).

Fig.6.37.Punte din spate cu grindă trasă în formă de H (VW Golf)

Construcţia se caracterizează prin următoarele: grinda transversală aresecţiunea în formă de U cu deschiderea spre faţă şi este dublată în zonacentrala de o bară cilindrică cu rol stabilizator; asamblarea prin sudură dintrebraţele laterale şi grinda transvesală este ranforsată spre spate prin guseespaţiale cu raza mare; grupurile elastoamortizoare sunt dispuse pe verticalăîn planul transversal al axei roţilor; articulaţiile cilindrice ale grinzii cucaroseria au o ghidare laterală pe con pentru a diminua valoarea unghiului δhşi prin aceasta comportarea supraviratoare a puntii in viraj.

Puntea spate cu grinda H trasă poate fi asociată şi cu arcul bară detorsiune dispus transversal, a.a cum se vede din figura 6.38, punte folosită deRENAULT pe multe din modelele sale.

Fig.6.38.Punte din spate cu grindă trasă in forma de H (RENAULT):1-bară longitudinal laterală; 4-bară de torsiune exterioară; 7-suportlongitudinal; 8-bară de torsiune interioară; 9-amortizor; 10-traversă cusectiune în V; 11-bucşă canelată pentru fixarea barei 4; 12-lagărcentral pentru barele de torsiune; 13-bucşă canelată pentru fixareabarei de torsiune 8.

Puntea prezintă următoarele particularităţi constructive: grinda trasă înforma de H este formată din două braţe longitudinale şi o grindă transversalăcu secţiune în formă de V, cu deschiderea înspre faţă, asamblate prin sudură;grinda nu este articulată direct de caroserie, ci pe doi suporţi laterali care semontează pe caroserie prin reazeme elastoamortizoare; articulaţiile cilindricedintre grinda H şi suporţii laterali au o construcţie tubulară pentru a permiteîncastrarea barei transversale de torsiune în suporţi; bara de torsiuneinterioară, cu rol preponderent stabilizator, este demontabilă şi se rigidizeazăprin bucţe canelate cu braţele laterale ale grinzii H; un lagăr central dublu,dispus în planul longitudinal de simetrie asigură montarea şi ghidarea celordouă bare de torsiune prin caneluri; amortizoarele, articulate cilindric, suntdispuse în planuri longitudinale şi mult înclinat spre faţă pentru a reducenivelul podelei.

O rezolvare deosebită a problemelor specifice punţii cu grindă trasă înformă de “H” este prezentată în figura 6.39.A. Tendinţa supraviratoare a

Fig.6.39.A.Punte cu grindă trasă în formă de “H” (FIAT GRANDEPUNTO)

punţii este diminuată prin dispunerea axelor articulaţiilor cilindrice alegrinzii înclinat faţă de transversală. Partea centrală a grinzii deformabilă latorsiune are secţiune tubulară variabilă; astfel efectul stabilizator este realizatfără utilizarea unei bare suplimentare. Arcurile elicoidale butoi scurte suntmontate pe axele roţilor, între braţele grinzii şi podeaua portbagajului, iaramortizoarele sunt montate vertical, în spatele axelor roţilor, foarte înexterior; astfel s-a obţinut o lătime mare a portbagajului.

Pentru puntea din spate nemotoare fracţionată cu suspensieindependentă se folosesc soluţii de montare şi de ghidare ale roţilorasemănătoare cu cele de la PMS fracţionată dar cu probleme constructivemai puţine deoarece dispar mecanismele de putere.

Tema de lucru individual pentru studenţi.

1) Studenţii vor nota dimensiunile punţilor spate motoare şi nemotoaredin laborator, cu dimensiunea grinzilor sau a profilelor semideschise.

2) Studenţii vor dimensiona o punte rigidă spate si o punte semirigidăspate, pentru un autovehicul cu sarcina pe puntea spate de valoarea datăanterior.