ORGANIZAREA GENERALA A AUTOVEHICULULUI PROIECTAT SI ALEGEREA PARAMETRIILOR PRINCIPALI

Avand in vedere solutiile similare, cunoscand datele impuse prin tema de proiect si urmarind tendintele actuale din constructia de automobile am adoptat principalele dimensiuni geometrice si de masa pentru un autoturism in trei volume, 5 locuri si viteza maxima 180 km/h.

Dimensiunile automobilului

Lungimea totala - 4110mm

Latimea totala - 1710mm ;

Inaltime totala - 1425mm ;

Ampatament - 2606mm ;

Ecartament fata - 1380mm ;

Ecartament spate - 1390mm ;

Dimensiune anvelope -175/70 R 14 H

Lungimea automobilului ( La), reprezinta distanta dintre doua plane perpendiculare pe planul longitudinal de simetrie al automobilului si tangenta la acesta in punctele extreme din fata si din spate. Toate elementele din fata sau din spate ale automobilului sunt incluse in aceste doua plane.

Latimea automobilului ( l ), reprezinta distanta dintre doua plane paralele cu planul longitudinal de simetrie al vehiculului tangente la acestea de o parte si de alta. Toate organele laterale ale vehiculului fixate rigid, cu exceptia oglinzilor retrovizoare sunt cuprinse intre aceste plane.

Inaltimea vehiculului ( h ), reprezinta distanta dintre planul de sprijin si un plan orizontal tangent la partea cea mai de sus a vehiculului pregatit de plecare in cursa fara incarcatura utila, cu pneurile umflate la presiune corespunzatoare masei totale maxime admise.

Ampatamentul ( L ), reprezinta distanta dintre perpendicularele coborate pe planul longitudinal de simetrie al vehiculului corespunzatoare la doua roti consecutive situate de aceiasi parte a vehiculului.

Ecartamentul ( E ), reprezinta distanta dintre centrele punctelor de contact ale pneurilor cu solul ale aceleiasi punti.

Garda la sol ( hf ) reprezinta inaltimea maxima a unui dreptunghi al carui plan este perpendicular pe planul longitudinal de simetrie al vehiculului, care imparte acest dreptunghi in doua parti egale. Dreptunghiul trebui sa se poata deplasa sub vehicul fara sa atinga vreun punct al acestuia.

Se adopta ( hf ) = 160mm

Raza longitudinala de trecere (ρt) reprezinta raza suprafetei cilindrice conventionale tangenta la rotile din fata, spate si la punctul cel mai coborat al automobilului situat intre punti.

Unghiurile de trecere ( ) in fata si ( ) in spate: sunt determinate de tangentele la pneu din fata si spate si parte cea mai din fata respectiv spate a sasiului.

25^o 17^o

Organizarea transmisiei

Transmisia automobilelor este organizata in diverse variante constructive, care depind de destinatia automobilului, de locul si modul de dispunere a motorului si a puntii motoare, de numarul acestora, de dimensiunile geometrice ale caroseriei si ale automobilului.

Pentru acest autoturism se adopta solutia " totul fata "care se intalneste la autoturismele de conceptie moderna. Ea permite o utilizare mai buna a volumului total al caroseriei, asigurand totodata o buna maniabilitate si stabilitate autoturismului, datorita comportamentului subvirator care este autostabilizant in viraje.

Greutatea autovehiculului, repartizarea acestea pe punti, determinarea coordonatelor centrului de greutate al autovehiculului proiectat

Masa autovehiculului face parte din parametri generali ai acestuia si reprezinta suma dintre masa utila si masa proprie .

Masa utila reprezinta o caracteristica constructiva esentiala a autovehiculului prin ea caracterizandu-se posibilitatile de utilizare ale acestuia. Masa utila este determinata de capacitatea de incarcare a autovehiculului prevazut prin tema de proiectare sau adoptata functie de tipul autovehiculului in concordanta cu capacitatea de incarcare a tipurilor similare .

Capacitatea de incarcare se precizeaza de regula prin numarul de locuri la autovehiculele de persoane, si prin sarcina utila transportata la autovehicule de bunuri.

In conformitate cu STAS 6926/1-68 la determinarea masei utile se vor considera urmatoarele :

masa unui pasager 68 kg ;

masa bagajului pentru un pasager :7kg

Pe baza acestor recomandari masa utila se determina pentru faza de proiectare in functie de capacitatea de incarcare si normele STAS cu relatia :

m_u= (68+7) * N + m_bs [kg] unde:

N - numar de locuri din autoturism

m_bs - masa bagaj suplimentar in limitele 50-200kg

m_u= (68+7) * 5 + 100 = 475 kg

Masa proprie este o marime ce caracterizeaza constructia automobilului si este determinata de suma maselor tuturor sistemelor si subsistemelor componente cand automobilul se afla in stare de utilizare. In cazul autoturismelor metoda recomandata pentru alegerea greutatii consta in adoptarea ei pe baza maselor proprii ale tipurilor similare. Avandu-se in vedere tendintele de dezvoltare care vizeaza utilizarea unor solutii constructive si materiale cu mase reduse, astfel ca se creeaza premisele reducerii maselor proprii.

Masa proprie a automobilului data prin tema de proiectare : m_o =1320 kg

Astfel masa automobilului este:

m_a= m_u + m_o = 457 +1320 = 1777 kg

Greutatea automobilului ( G_a ), face parte din parametri generali ai acestuia si reprezinta suma tuturor mecanismelor si agregatelor din constructia acestuia, precum si greutatea incarcaturii. Suma greutatii mecanismelor si agregatelor automobilului reprezinta greutatea proprie si se noteaza cu G₀ , iar greutatea incarcaturii prescrise reprezinta greutatea utila si se noteaza cu G_u .

Greutatea utila reprezinta o caracteristica constructiva esentiala a autovehiculului, prin ea caracterizandu-se posibilitatea de utilizare a acestuia. Aceasta este determinata de capacitatea de incarcare, a autovehiculului prevazuta prin tema de proiectare, in concordanta cu capacitatea de incarcare a tipurilor similare. Capacitatea de incarcare se precizeaza de regula prin numarul de locuri la autovehiculele de persoane si prin sarcina utila transportata la autovehiculele de bunuri. Pentru autovehiculul dat prin tema de proiectare, sarcina utila este

G_u =m _u*10 = 475*10 = 4750 N = 475 daN

Greutatea proprie este determinata de suma greutatilor tuturor sistemelor componente cand autovehiculul se afla in stare de utilizare. Pentru determinarea masei proprii, se are in vedere tendintele actuale cu privire la folosirea materialelor, cu mase proprii reduse, precum mase plastice, materiale compozite, oteluri de inalta rezistenta, creandu-se posibilitati de reducere a masei proprii.

Se adopta greutatea proprie, tinand cont de studiul solutiilor similare

G_O = m_o*10 =1320 * 10=13200 N = 1320 daN

Dupa determinarea greutatii utile si a greutatii proprii, se va trece la efectuarea calculului pentru obtinerea greutatii totale cu ajutorul relatiei urmatoare:

G_a = G_u + G₀ ;    G_a =4750+ ; Ga=17950 N = 1795 [daN]

Centru de greutate. Coordonatele centrului de greutate.

Masa autovehiculului este considerata in centrul de greutate situat in planul vertical, ce trece prin axa longitudinala de simetrie a autovehiculului. Pozitia centrului de greutate se apreciaza prin coordonatele longitudinale a si b si inaltimea h_g conform STAS 6926/2-78

Alegerea pozitiei centrului de masa se poate face prin mai multe metode, cum ar fii :

Utilizarea de valori in concordanta cu valorile coordonatelor centrului de masa al autovehiculelor considerate in studiul solutiilor similare .

Utilizarea de valori medii dupa date oferite de literatura de specialitate.

Determinarea analitica a coordonatelor centrului de masa.

Greutatea totala G_a este considerata concentrata in centrul de greutate al automobilului iar repartizarea sa pe puntile automobilului depinde de coordonatele centrului de greutate prin relatia:

In functie de coordonatele centrului de greutate, se pot determina relatiile de calcul pentru greutatile G_{1 ,} G₂ :

G₁ = * G_a ; G₂ = * G_a unde : L= a+b - ampatamentul

Cunoastem : G_a , L.

Adoptat ;

Adoptat ;

B=L-a=2606-1172.7=1433.3 mm

Greutatea care revine unei roti constituie, alaturi de viteza maxima, unul dintre parametrii de alegere a pneului care urmeaza sa echipeze un nou automobil.

Alegerea rotiilor

Rotile de automobil sunt alcatuite dintr-o janta metalica, pe care se monteaza o anvelopa de cauciuc in interiorul caruia se afla o camera cu aer comprimat, aceasta lipsind uneori. Rigiditatea anvelopei este data de raportul dintre cresterea fortei care actioneaza asupra pneului si deformatia determinata de aceasta crestere. Rigiditatea depinde de materialul anvelopei, de constructia ei, de presiunea interioara a aerului din pneu si de duritatea suprafetei de sprijin.

Alegerea tipului de pneuri este conditionata de mai multi factori cum ar fi, viteza maxima transmisa prin tema de proiect, si greutarea ce revine rotilor din spate si fata.

Pentru asigurarea unei bune confortabilitati puntea fata trebuie sa fie caracterizata de o elasticitate mai mare decat puntea spate. La obtinerea elasticitatii puntii fata contribuie si utilizarea presiunii interioare a aerului din pneu mai mica in fata decat in spate.

Prin reducerea presiunii pneurilor pe puntea din fata, se reduce rigiditatea laterala a pneului, astfel ca prin sporirea deviatiilor laterale se favorizeaza imprimarea unui caracter constructiv de subvirare, caracterizat de tendinta de autostabilizare pe traiectoria rectilinie.

Se adopta din literatura de specialitate, tinand cont si de solutiile similare pneurile 175/70 R14 H cu urmatoarele dimensiuni principale:

janta de masura 6 J

latimea sectiunii maxime 208mm

diametru exterior 736mm

circumferinta de rulare 1940mm

marimea camerei de aer 205-16

Pentru calculele de dinamica autovehiculului este necesara cunoasterea razei de rulare, care se apreciaza analitic functie de raza nominala a rotii si un coeficient de deformare.

In cazul in care se precizeaza marimea circumferintei de rulare, raza de rulare se calculeaza cu relatia:

r_r === 305 mm