CATEGORII DOCUMENTE |
Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
1 Bilantul de tractiune si caracteristica fortei la roata
Performantele reprezinta posibilitatile maxime in privinta, capacitatii de autopropulsare, capacitatilor de sporire a vitezei, capacitatilor de franare si capacitatilor de functionare economica din punct de vedere al consumului de combustibil. Cu ajutorul acestor studii se stabilesc criteriile de calitate, prin care se apreciaza si se diferentiaza autovehiculele. Criteriile de apreciere ale performantelor dinamice se fac prin studii utilizand caracteristica puterilor, caracteristica de tractiune si caracteristica dinamica.
Caracteristica fortei la roata (Fr)
Pentru fiecare punct al caracteristicii externe de functionare a motorului, se poate calcula, la mersul in fiecare treapta a cutiei de viteze, atat forta la roata Fr, cat si viteza de deplasare a automobilului V. Forta la roata se calculeaza cu relatia:
Fr= ;
Iar viteza de deplasare a automobilului este :
;
In care sunt viteze unghiulare ale rotii motoare si respectiv a arborelui motorului.
Prin caracteristica fortei la roata se defineste dependenta grafica dintre forta la roata si viteza de deplasare a automobilului. In cazul autovehiculului dat spre proiectare caracteristica fortei la roata, avand in vedere relatiile de mai sus arata astfel:
Caracteristica fortei la roata serveste pentru calculul caracteristicii dinamice. Pentru o singura treapta de viteze caracteristica fortei la roata este prezentata in continuare:
Jeep Cherokee Limited |
Chevrolet Tahoe 3 LS |
Mercedes G320 Cabriolet |
Nissan Terrano II 2.4 |
Mitsubishi Pajero 3.2DI-D |
Toyota Land Cruiser100 |
|
Caroserie |
4 4 |
4 4 |
4 4 |
4 4 |
4 4 |
4 4 |
Nr usi | ||||||
Nr. locuri | ||||||
Cilindree |
2499 cmc |
5327cmc |
3199cmc |
2389cmc |
3200cmc |
4164cmc |
Alezajcursa |
8089 |
8989.5 |
8789,5 |
9393 |
8989 |
9091.5 |
Lungime |
4240 mm |
5052 mm |
4257 mm |
4185 mm |
4280 mm |
4890 mm |
Latime |
1790 mm |
2068 mm |
1760 mm |
1750 mm |
1856 mm |
1941mm |
Inaltime |
1625 mm |
1840 mm |
1940 mm |
1820 mm |
1840 mm |
1880 mm |
Ampatament |
2555 mm |
2725 mm |
2850 mm |
2620 mm |
2662 mm |
3025 mm |
Ecatament |
1540 mm |
1780 mm |
1540 mm |
1540 mm |
1525 mm |
1600 mm |
Putere max.. |
85CP/ 4000 rpm |
201CP/ 5200 rpm |
158CP/ 5600 rpm |
116CP/ 4800 rpm |
3800 rpm |
150CP/ 3400 rpm |
Cuplu max . |
262Nm/ 1800 rpm |
427Nm/ 4000 rpm |
300Nm/ 2800 rpm |
197Nm/ 3200 rpm |
373Nm/ 2000 rpm |
430Nm/ 2800 rpm |
Masa proprie |
1677kg |
2419kg |
2165kg |
1705kg |
2000kg |
2495kg |
Pneuri |
75R15 |
70R16S |
70R18S |
75R15S |
80R15 |
R16 |
Viteza max. |
165Km/h |
170Km/h |
170 Km/h |
160Km/h |
165Km/h |
165Km/h |
Calculul si constructia Ambreajului
Alegerea tipului constructiv
Ambreiajul este inclus in transmisia automobilului in scopul compensarii principalelor dezavantaje ale motorului,care constau in imposibilitatea pornirii sub sarcina,extstenta unor zone de functionare instabila si mersul neuniform al arborelui cotit.Ambreajul realizeaza cuplarea si decuplarea transmisiei de motor.Ambreiajul cuprinde elemente solidare cu arborele cotit al motorului si elemente solidare cu transmisia.
Comanda de decuplare si cuplare a celor doua parti se face prin sistemul de actionare .Cerintele pe care trebuie sa le indeplineasca acest sistem sunt :
-transmiterea momentului motor maxim sa se faca fara patinare in conditii normale de functionare .
-sa se asigure cuplarea lina si completa .
-sa asigure alunecari care sa evite suprasolicitarea organelor tramsimisiei sau a arborelui motor .
-sa permita o decuplare rapida si totala cu eforturi reduse din partea conducatorului.
-caldura care apare in urma patinarii suprafetelor partii conduse in raport cu cele ale partii conducatoare sa fie cedata cu usurinta mediului.
In constructia de autoturisme se intalnesc mai multe tipuri de ambreiaje care, dupa modul de transmitere al momentului motor ,se clasifica astfel .
-ambreiaje mecanice .
-ambreiaje hidrodinamice
-ambreiaje electromagnetice
Ambreiajele mecanice pot fi cu arcuri elicoidale, dispuse periferic sau cu arc diafragma.Datorita momentelor relativ mici de transmis,la autoturisme si a gabaritului redus,ambreiajul mecanic cu arc central tip diafragma a capatat o larga raspandire .
Ambreiajele cu arc central tip diafragma necesita o forta de cuplare mai mica ,respectiv o actionare mai usoara .De asemeni,forta de apasare a arcului tip diafragma se mentine constanta,odata cu uzura garniturilor de frecare ,eliminandu-se tendinta de patinare ,pe masura uzurii datorita scaderii fortei de apasare a arcurilor elicoidale .
In urma acestui studiu si avand in vedere autoturismul impus ,cat si solutiile similare,adopt ambreiaj mecanic monodisc uscat,cu arc central tip diafragma .
Alegerea valorilor principalilor parametri constructivi si de functionare
Coeficientul de siguranta -
Transmiterea integrala a momentului maxim al motorului in orice conditii este posibila ca momentul capabil (momentul de calcul ) al ambreiajului Ma este mai mare decat momentul maxim al motorului Mmax .In calculul de predimensionare se introduce un coeficient de siguranta "beta" care tine cont de acest lucru .
Pentru autoturisme ,in cazul ambreiajului mecanic,se recomanda .
=1,6*1,75. Adopt =1,3
Ma=Mmax=1,6295= 472 N*m.
Presiunea specifica - ps
La ambreiajele mecanice ,legatura de cuplare este determinata de marimea fortelor de frecare ,ce iau nastere in suprafetele de frecare ale partilor conduse si conducatoare,puse in contact fortat prin intermediul unor forte normmale de apasare .Raportul dintre forta de apasare a arcurilor de presiune F si marimea suprafetei de frecare a ambreiajului defineste presiunea specifica a ambreiajului.
Ps= ;
In functie de tipul cuplurilor de frecare ,presiunea specifica se admite intre limitele :
Ps=1,5 - 2 N/mm2; se adopta pentru calcul Ps=1,5 N/mm2 Fizic valoarea maxima a presiunii este limitata de tennsiunea admisibila de strivire a materialului garniturilor.
Cresterea de temperatura la cuplare
In procesul de cuplare si decuplare al ambreiajului ,o parte din lucrul mecanic de patinare al ambreiajului,se transforma in caldura ,incalzind piesele metalice ale ambreiajului,din aceasta cauza garniturile de frecare functioneaza la temperaturi ridicate.Ca urmare a caldurii preluate, are loc o scadere a durabilitatii de doua,trei ori .Pentru mentinerea calitatilor de functionare in domeniul de durabilitate ,se admite o crestere a temperaturii de maxim 10-15C;
unde :
cresterea de temperatura
=coeficient ce exprima a cata parte din lucrul mecanic de frecare este cheltuit pentru incalzirea piesei verificate ; =0,5,pentru discul de presiune exterior la ambreiaje monodisc
c=caldura specifica a pieselor ce se incalzesc c=500 J/Kg C
np=masa pieselor ce se verifica
Ambreiajul se considera bun din punct de vedere al incalzirii si rezistentei la uzura daca
cresterea de temperatura se incadreaza in limitele =8-15C
Dimensionarea suprafetelor de frecare ale ambreiajelor
Pentru a putea transmite momentul motor maxim,ambreiajul are nevoie de o suprafata de frecare a carei marime se determina cu relatia :
A=2-2,
Unde.
Re-raza maxima
Ri-raza minima
Raportul dintre Rmin si Rmax are o valoare cuprinsa intre 0,53-0,75 ,se adopta c=0,53.Cunoscand coficientul c ,presiunea specifica ps ,I=2,I fiind numarul suprafetelor de frecare ,rezulta raza maxima ;
A=2-Ri2
Unde:
Re-raza maxima;
Ri-raza minima
=2,5.3,adopt =3;
-coeficient de frecare,se adopta=0,3.
Raportul intre Rmin si Rmax are o valoare cuprinsa intre 0,53-0,75,adopt c=0,65.Cunoscand coeficientul c,presiunea specifica ps,i=2;i,fiind numarul suprafetelor de frecare rezultand raza maxima:
Re===167mm
Stiind raza maxima si coeficientul c vom putea determina raza minima cu relatia : Ri=Rec
Ri=1160,6
Ri= 100 mm. Re= 167 mm
Cu aceste valori determinate ,vom putea obtine aria suprafetei de frecare tinand cont derelatia urmatoare:
A=== 56171 mm2
Se adopta urmatoarele dimensiuni principale conform STAS 7793-67:
Re=150 mm
Ri=100 mm
Grosimea g=3,5 mm.
In acest caz aria de frecare va fi:
A=(Re2-Ri2)=(1502-1002)= 39250mm2
Pentru a carecteriza solicitarile ambreiajului si rezistenta lui la uzura utilizam ca parametri de apreciere lucrul mecanic specific Ls,definit ca raportul intre lucrul mecanic de patinare L,si suprafata de frecare,A.
Ls=; pentru autoturisme Ls=100.120daNmm
Lucrul mecanic de patinare se calculeaza in cazul pornirii din loc a autoturismului cu relatia:
Lm20,5ma= 98596*0,5*2220*96856.7 daNmm
= 314rad/s
ma-masa automobilului ma=2220 Kg
rr-raza de rulare rr=0,332 mm
icv1-raportul de transmitere in treapta I acutiei de viteze
i0-raportul de transmitere principal
Ls===2.45daNm/cm2
Calculul partii conducatoare
Discul de presiune
Discurile de presiune sunt dimensionate functie de misiunile indeplinite reprezentand o suprafata de contact cu frecare pentru cuplare.
Pentru asigurarea contactului prin frecare ,discul de presiune in forma unui cilindru are urmatoarele dimensiuni:
Red=Re+(3.5)mm=150+4=154mm
Red-raza exterioara a discului
Rid=Ri-(3.5)mm= 100-4= 96mm
Rid-raza interioara a discului
Arcurile de presiune
Arcurile sunt elemente ale partii conductoare care dezvolta forta pentru mentinerea starii cuplate a ambreiajului .Forta necesara de apasare normala pe suprafata de frecare este .
F=
Unde.
-coeficientul de frecare.Pentru calcul adopt =0,3
Ma=1,6*295=472
i-numarul suprafetelor aflate in contact i=2
Rme=
Rmed== 125mm
F== 5686.7N
Momentele limita ce solicita arcurile si care limiteaza rigiditatea lor maxima sunt
Mmax=169
Si
Mp=== 258Nm
Forta Fa care solicita un arc al izolatorului ,considerand ca arcurile participa in mod egal la preluarea Mmax este:
Fa=
Unde:
Za-numarul de arcuri ale izolatorului
Za=10
Ra-raza de apasare a arcurilor
Ra=60mm
Fa=491.6 N
Se adopta pentru arcuri urmatoarele dimensiuni.
D- 17.5 mm-diametrul exterior
Dm- 12 mm-diametrul mediu al arcului
h-39,7 inaltimea de lucru a arcului
d-3.5mm diametrul sarmei in mm
Calculul partii conduse
Arborele ambreiajului
Arborele ambreiajului este solicitat la torsiune si incovoiere,deoarece solicitarea principala este de torsiune ,pentru dimensionare avem :
di unde.
m2 -efortul unitar admisibil la torsiune,se adopta=100 N/mm2
di=30mm
Din STAS 6858-80 se adopta caneluri in evolventa cu centrare pe flancuri
m-1,25
Z-22
di-32 mm
de-35 mm
L=40 mm
b-2,685
Cu aceste dimensiuni adoptate se verifica la solicitarea de forfecare si la strivire:
sa=ja=20.30N/mm2
-forfecare ja=== 8.25 N/mm2
-strivire sa===13.39 N/mm2
.Butucul discului condus
De=35.5 mm
Di= 32.5 mm
Z=22 mm
L= 40 mm
Butucul se verifica la forfecare si inconvoiere si la strivire.
fb===8.73 N/mm2
fb== =13.89 fb=fb=20.30N/mm2
Calculul elementelor elastice suplimentare
Mc= Nm
Daca R-este raza medie de dispunere a arcului atunci:
F==667 N
Momentul de pretensionare va avea valoarea :
Mpr=Mmax* Nm
Forta de pretensionare asupra unui arc va fi:
Fpr= = 65.4 N
In stare blocata arcul va avea lungimea :
Li=*d=(10.-0,5)*3.5=32
Lungimea minima a arcului sub actiunea momentului maxim va fi:
Lmin=Li+js*n
Unde: js=jocul dintre spire js=0,009
Lmin=32+0,09*10=35.04
Sageata pe care o are arcul sub actiunea Mmax va fi:
n=6.48
Sageata pe care o are arcul sub actiunea p va fi:
r=== 9.34
Fp== 4266N
Lungimea ferestrei Lf din butuc va fi:
Lf=Lmin+n ,Lf=35.04+5.23 Lf=40.27 ,se adopta Lf=40
Diametrul limitatorului se recomanda d=10.12 mm se adopta d=10 mm.Valoarea taieturii din butuc va fi:=d+n+r=7.15+5.23+10=22 mm
Verificarea arcului la torsiune
425 N/mm2
K=1,4 unde, K-coeficient de corectie
N/mm2
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 802
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved