1 STUDIU DE NIVEL PRIVIND MECANISMELE DE GHIDARE A ROŢILOR

1.1 FUNCŢIUNILE SUSPENSIEI

Sistemele de suspensie pot fi împărțite în două categorii: rigide și independente. Acești termeni se referă la posibilitatea ca roțile de pe aceeași punte (față sau spate) să se miște independent una fata de cealaltă. Sistemele de suspensie cu punte rigida inseamna ca rotile opuse sunt fixate intre ele printr-o bara rigida. In acest fel,cand, pe o parte a caroseriei, distanta dintre roata si caroserie semodifica, pe partea opusa aceeasi distanta se modifica la fel demult, insa in sens opus. Sistemul de suspensie este un mecanism ce face legatura intre roti si caroseria masinii, care transmite uniform fortele (greutatea) ce actioneaza asupra vehiculului catre suprafata de rulare (sosea) si, în acelasi timp, îl izoleaza de fortele ce apar dinspre calea de rulare, îmbunatatind astfel comfortul si manevrabilitatea acestuia. Are rolul de asigura confortabilitatea, pasagerilor si de a proteja incarcatura siorganele componente impotriva socurilor, trepidatiilor si oscilatiilor daunatoare,cauzate de neregularitatile drumului, ea cuprinzand elemente elastice, dispozitive deghidare, amortizoare si stabilizatoare. Materialele utilizate la arcurile suspensiei: la arcurile in foi oteluri de arc silicioase, cele elicoidale din bare de otel arc, iar cele bara de torsiune din oteluri arc aliate.Clasificarea suspensiilor: cu roti dependente si suspensii cu roti independente. Cele cu roti dependente se intalnesc in cazul puntilor rigide, iar suspensia cu roti independente in cazul puntilor articulate la care fiecare roata este suspendata directde cadru sau caroserie.Elemente elastice ale suspensiei intalnite la automobile sunt: arcurile in foi, arcurile elicoidale, bare de torsiune si elemente elastice pneumatice si hidropneumatice.

1.2 FUNCŢIUNILE MECANISMULUI DE GHIDARE

Mecanismul de ghidare asigura transmiterea fortelor si a momentelor de la rotile motoare la cadrul sau caroseria automobilului sau in cazul puntilor directoare apare si rolul de a permite schimbarea directiei de deplasare a autovehiculului. Dupa modul de transmitere a fortelor si a momentelor de la punte la cadru, puntile motoare pot fi : punti la care fortele motoare se transmit prin arcurile suspensiei (suspesiile puntilor rigide cu arcuri foi), punti motoare la care fortele se transmit prin arcurile suspensiei, iar momentele se transmit prin bare de reactie, punti motoare la care fortele si momentele se transmit prin bare de reactie. Sistemele de ghidare ale puntilor, indiferent daca sunt motoare sau nemotoare, pot fi articulate sau rigide (suspensii independente sau punti rigide).

In cazul puntilor directoare mecanismul de ghidare trebuie sa asigure stabilizarea directiei. Prin stabilizarea rotilor de directie se intelege capacitatea acestora de a-si mentine directia la mersul in linie dreapta si de a reveni in aceasta pozitie dupa ce au fost bracate. Pentru acest scop apare notiunea de geometria directiei , data de unghiurile pivotilor si amortizorului, fata de planul longitudinal si transversal al automobilului.

1.3 GEOMETRIA DIRECŢIEI ŞI POSIBILITĂŢI DE REGLARE

Poziţia vehiculului reprezintă condiţia geometrică a tuturor componentelor ce contribuie la determinarea poziţiei roţilor în timpul deplasării, fie aceasta în linie dreaptă sau în curbă.Poziţia geometrică poate fi verificată numai în timpul staţionării.Atunci când autovehiculul se afla în mişcare,datorită stărilor de încărcare variabile, multiple forţe îşi fac apariţia, forţe creată de rezistenţă la înaintare, greutate, acceleraresau decelerare create de cuplul motor, forţa centrifugă, frâne, etc. ce tind să modifice poziţia geometrică. Atunci când se ajustează poziţia geometrică, în concordanţă cu datele furnizate de producător, factorii enumeraţi mai sus sunt luaţi în considerare,dar şi balanţa corectă a forţelor precum şi punctul de aplicare al acestora în timpul mişcării. Toate acestea înseamnă că adevărata “balanţă a forţelor” poate fi efectuată, exact ca şi cum autovehiculul ar fi în mişcare.

Prin geometria rotii se inteleg totalitatea elementelor ce asigura pozitionarea rotii fata de planul longitudinal si transversal al autovehiculului, si valorile de reglare ale acestora. Unele valori ale diferitor unghiuri sunt obtinute constructiv iar altele se pot regla intre anumite plaje. Acest lucru este posibil in functie de varianta constructiva a mecanismului de suspensie si de directie.

1.3.1 Unghiurile roţii

Unghiul de cădere

Unghiul de cădere este unghiul de înclinare al roții fata de planul longitudinal al autovehiculului. Efectul sau stabilizator se manifesta prin impiedicarea tendintei rotilor de a oscila in limita jocului din rulmentii butucului. De asemenea prin micsorarea deportului dintre roata si pivot atrage dupa sine micsorarea momentului care tinde sa roteasca roata in jurul pivotului, micsorand astfel momentul necesar bracarii rotilor.

Unghiul de cadere se poate regasi atat la puntile directoare cat si la cele nedirectoare, iar in functie de varianta constructiva a suspensiei acesta paote fi constructiv sau ajustabil.

Fig. 1.3.1.1 Unghiul de cadere al rotilor

Unghiul de convergenţă

Unghiul de convergență este  unghiul format intre planul median longitudinal al autovehiculului si dreapta de intersectie a planului median al rotii cu planul caii de rulare. Acesta este pozitiv când partea frontala a rotii este inclinata spre planul median longitudinal al autovehiculului. Unghiul de convergenta este stabilit in functie de tipul rotii ; motoare sau nemotoaer cat si de pozitionarea puntii motoare pe spate sau pe fata.

Unghiul de convergenta este intotdeauna reglabil pentru puntea directoare iar pentru puntea nedirectoare este constructiv sau ajustabil in functie de constructia suspensiei.

Fig. 1.3.1.2 Unghiul de convergenta al rotilor

1.3.2 Unghiurile pivotului

Unghiul de inclinare longitudinala a pivotului (unghiul de fuga)

Unghiul de fugă este  proiectia pe planul median longitudinal al autovehiculului a unghiului ascutit pe care il face cu verticala axa reala sau fictiva a pivotului fuzetei. Acest unghi este pozitiv când partea de sus a axei pivotului este inclinata spre spate.

Unghiul de fuga are rolul de a genera un moment stabilizator cand roata este virata si se ruleaza cu viteza. Acest moment cauta sa readuca rotile in pozitia de mers rectiliniu. Acest moment este denumit moment stabilizator de viteza,

Acest unghi este intotdeauna constructiv si reiese din geometria suspensiei.

Fig. 1.3.2.1 Unghiul de inclinare longitudinala a pivotului

Unghiul de inclinare transversala a pivotului

Unghiul de inclinara transversala este unghiul format dintre axa pivotului si verticala, masurat in plan transversal. Rolul acestui unghi este ca si cel al celui de fuga, de readucere a rotilor dupa efectuarea virajului in directia mersului rectiliniu si de a mentine aceasta miscare.

1.3.3 Deportul pneumatic, longitudinal şi transversal

1.4 TIPURI DE MECANISME DE GHIDARE STUDIATE

Suspensia cu Brate inegale apare cu aproximatie in anii 1980 si este introdusa de Packard Motor Car Company din Detroit. Acest tip de suspensie este cel mai recent dezvoltat si este dupa parerea specialisitilor cea mai performanta suspensie. Ea este folosita pe autovehicule personale medii si mari de la marci cum ar fi Alfa Romeo, Mercedes, Honda, Peugeot, Mazda (ex: Honda Accord, Mazda 6, Peugeot 407 , etc. ). Aceast tip de suspensie mai este foarte utilizat la masinile sport (ex: Ferrari F430) si masinile de curse ( ex: Formula 1, WRC). Mai rar intalnim acest tip de suspensie si la autovehiculele de teren (ex: Aro).

Fig. 1.4.1 Exemplu de punte fata independenta cu sistem de suspensie cu Brate Inegale

Fig. 1.4.2 Exemplu de punte spate cu suspensie independenta cu Brate Inegale

Fig 1.4.3 Exemplu de punte spate cu suspensie rigida cu trei brate

Sistemele de suspensie cu punte rigidă înseamnă ca roțile opuse sunt fixate între ele printr-o bară rigidă. În acest fel, când, pe o parte a caroseriei, distanța dintre roata și caroserie se modifică, pe partea opusă aceeași distanță se modifică la fel de mult, însă în sens opus. În configurația cu suspensie independentă, roțile sunt fixate de sașiu printr-un sistem articulat ce permite uneia să se ridice și să coboare independent de cealaltă. Acest sistem asigură stabilitate mai bună, comfort mărit și contact mai ferm între roți și drum.

1.5 ANALIZA COMPARATIVĂ – AVANTAJE – DEZAVANTAJE

Avantaje

-Constructive ieftina si usor de intretinut

- rotile opuse sunt fixate intreele printr-o bara rigida

- rotile sunt fixate de saiuprintr-un sistem articulat ce permite uneia sa se ridice i sa coboare independent de cealalta.

Dezavantaje

- influenteaza negativ stabilitatea si confortul

- directive imprecise, contact imperfect mai mare intre roata si drum

2 ANALIZA CINEMATICA A MECANISMULUI DE GHIDARE

2.1 COMPORTAMENTUL LA SĂLTARE

Fig.2.1.1 Comportamentul la trecera peste denivelari

2.2 VARIAŢIA DE ECARTAMENT

Fig. 2.2.1 Variatia de ecartament pt o suspensie

2.3 POSIBILITĂŢI DE REGLARE A GEOMETRIEI DIRECŢIEI (ROATĂ ŞI PIVOT)

La acest tip de suspensie se poate regla unghiul de convergenta si cel de cadere, iar cu ajutorul unei constructii mai speciale se poate regla chiar si unghiul de inclinare longitudinala si transversala a pivotului.