VIBRATIILE AUTOVEHICULULUI

VIBRATIILE AUTOVEHICULULUI

Deplasarea autovehiculelor pe diferite categorii de drumuri si terenuri este insotita de prezenta permanenta a socurilor si vibratiilor. Aceste fenomene se manifesta la nivelul maselor suspendate si nesuspendate ale autovehiculelor. Socurile si vibratiile influenteaza negativ confortabilitatea autovehiculelor, integritatea marfurilor transportate, durabilitatea tuturor subansamblelor si ansamblelor, fiabilitatea autovehiculului si nu an ultimul rand gradul de oboseala al conducatorilor, respectiv securitatea circulatiei li a muncii.

Socurile si vibratiile la care sunt supuse autovehiculele sunt determinate de cauze exterioare si interioare, in majoritatea cazurilor acestea actioneaza simultan. Efectele socurilor si vibratiilor la autovehicule se manifesta prin influente nocive asupra organismului uman. Acestea provoaca oboseli mari si senzatii fiziologice neplacute, culminand cu raul de automobil, manifestat cu greturi si varsaturi .

Socurile si vibratiile autovehiculelor determina reducerea considerabila a vitezelor medii de circulatie, cresterea consumului de combustibil necesar invingerii rezistentelor suplimentare in elementele si in pneuri, toate acestea reducand transportului cu astfel de mijloace.

Elementele elastice care amortizeaza socurile la automobil sunt pneurile, arcurile si amortizoarele. Arcul si amortizorul sunt legate in paralel, iar in serie cu acesta este pneul .

Fig.1. Elementele elastice ale automobilului.

Vom studia cazul in care nu luam in seama amortizorul

Fig.2. Suspensiile automobilului in cazul nefolosirii amortizoarelor.

In acest caz vom considera ca toate arcurile au constanta elastica k_a=500 N/cm si toate pneurile au aceeasi constanta elastica k_p=2000 N/cm .

Vom calcula un coeficient de elasticitate echivalent al automobilului, iar apoi vom calcula frecventa .

Pentru fiecare roata, avem in serie un arc si un pneu, deci vom avea un coeficient de elasticitate echivalent pe roata k_er :

(1)

k_er=400 N cm

Pentru fiecare punte (fata si spate) avem legate in paralel doua elemente elastice cu coeficient de elasticitate k_er . Coeficientul de elasticitate echivalent, al fiecarei punti k_ep va fi :

(2)

k_ep=800 N cm

Cele doua punti, fiind legate in paralel, vom obtine coeficientul de elasticitate echivalent al automobilului k_e :

(3)

k_e=1600 N cm

Cu ajutorul acestor coeficienti de elasticitate putem afla pulsatia ω, iar apoi frecventa ν :

(4)

In relatia 4 notatiile reprezinta:

pulsatia

m_a masa autovehiculului

k_e-coeficientul de elasticitate a autovehiculului

=15.69 s^-

(5)

In relatia 5 ν reprezinta frecventa vibratiilor

2.497 Hz

Criteriul cel mai utilizat in aprecierea efectului oscilatiilor asupra organismului omenesc are la baza asa numita lege fundamentala psihofiziologica potrivit careia senzatiile cresc proportional cu logaritmul intensitatii excitatiilor . Criteriul de apreciere al efectului fiziologic al miscarii oscilatorii este bazat pe energia specifica a oscilatiei . Unitatea de masura in acest sens, este stabilita prin analogie cu cea folosita in masurarea intensitatii perceptiilor sonore in acustica:

(6)

In relatia 6 se noteaza

E-energia cinetica specifica, adica energia oscilatiei raportata la unitatea de masura a corpului si la valoarea perioadei oscilatiei ;

E₀-aceiasi energie, la limita de percepere a oscilatiilor de catre organismul omenesc .

Scriind relatia 6 in functie de iniltimea obstacolelor peste care trece autovehiculul in care x₀ reprezinta valoarea obstacolului, in m, relatia se va scrie:

(7)

Valoarea ξ =1, reprezinta unitatea de masura si se numeste pala . In functie de numarul de pale al oscilatiilor avem urmatoarele senzatii:

Tabelul 1.

Tipul oscilatiilor

Fig. 3. Variatia coeficientului ζ in functie de inaltimea obstacolului depasit

Se observa pe graficul de mai sus, ca pana la un obstacol cu inaltimea de 2 cm, oscilatiile nu sunt resimtite in mod neplacut de pasageri, iar mai departe pentru obstacole de pana la7 cm oscilatiile sunt suparatoare, dupa o inaltime de 10 cm oscilatiile devin daunatoare

Concluzii

Autovehiculul studiat este o auto-utilitara care isi indeplineste scopul pentru care a fost proiectat. Din studiul fortelor pe care le ofera la roata se constata ca autovehiculul ofera forte de propulsare destul de mari pentru a-i asigura propulsia pe majoritatea categoriilor de drum. El prezinta performante foarte bune pentru categorii de drum destul de dificile apand posibilitatea de a fi incarcata cu un coeficient de utilizare al gerutatii foarte bun.

Din constructia transmisiei se remarca faptu ca autovehiculul are o acoperire foarte buna in treptele de viteza ceea ce reiese si din digrama fierastrau (Fig.5.1.) si din diagrama momentelor transmise la roata motoare (Fig.5.6). Acoperirea mare in trepte determina o usurinta la deplasare prin posibilitatea de a creste forta cu care este propulsat autovehiculul fara a scadea semnificativ valoarea vitezei de deplasar. Acest lucru determina o durabilitate mai mare a organelor motorului si a transmisiei.

Se poate observa din bilanturile de putere si de tractiune ca autovehiculul se comporta soarte bine pe categorii de drum si conditii de mesrs destul de severe raportat la greutatea pe care o are oferind astfel un randament mare a utilizarii greutatilor.

Fiind echipat cu un motor de capacitate cilindrica redusa spre deosebire de alte autovehicule de acest gen el va avea un consum de combustibil mult mai redus chiar daca vitezele de deplasare nu sunt foarte mari.

Dat fiind faptul ca autovehiculul nu se deplaseaza cu vieze foarte mari nu are o constructie aerodinamica aria frontala a acestuia fiind destul de mare el ne-intampinand o rezistenta mare din partea aerului ceea ce ii ofera posibilitatea de a transporta marfui care ocupa un volum mare

Din caracteristica de stabilitate se poate observa ca autovehiculul isi pastreaza stabilitatea pentru unghiuri de inclinare longitudinal si transversal cu valori mari si poate obtine rasze de viraj mici pastrandusi stabilitatea si in aceste cazuri datorita faptului ca puntea motoare este cea din spate neavand arbori planetari care sa limiteze virajul. Din punct de vedere al comfortului se poate observa ca la acest autovehicul scopul principal nu a fost comfortul pasagerilor. El ofera comfort numai pe portiuni de drum pe care denivelarile acestuia nu sunt foarte mari.

In consecinta autovehiculul este unul destinat transportului de marfuri grele pe orice categorii de drum la viteze reduse altfel el nu isi justifica elementele constructive.

Putem spune ca autovehiculul este unul performant din punct de vedere al utililzabilitatii sale precum si din punct de vedere ecologic. El pastreaza renumele firmei MERCEDES care se remarca prin dimensiuni mici forme futuristice randamente ridicate si autovehicule cu rol bine stabilit in functie de cererea pietei.