Alcatuirea si organizarea generala a automobilelor

Alcatuirea si organizarea generala a automobilelor

1 Alcatuirea automobilului

Automobilul este alcatuit din mai multe ansambluri, subansambluri si mecanisme care pot fi impartite in urmatoarele grupe: motorul, transmisia, sistemul de conducere, sitemul de sustinere si propulsie, caroseria si instalatiile auxiliare(elemente de pornire, semnalizare, control, ventilatie, incalzire, audio, GPRS, etc)[8];[5].

Motorul, care constitue sursa energetica a automobilului, transforma energia chimica a combustibilului folosit in caldura, in cazul motoarelor cu ardere interna, care la randul ei se transforma in energie mecanica necesara deplasarii automobilului

Grupul motor cuprinde mecanisnul motor care are in componenta mecanismul biela-manivela, mecanismul de distributie si instalatiile: de alimentare, de ungere, de racire, de aprindere, de pornire.

Alegerea motorului se face tinanddu-se seama de destinatia si conditiile de exploatare a automobilului. Acestea sunt echipate in marea majoritate cu: motoare termice: cu aprindere prin scanteie, cu aprindere prin comprimare, cu gaze de butelie, cu generator de gaze, cu turbina de gaze si cu aburi; motoare electrice: cu alimentatoare, cu pile de combustibil.

Automobilele fabricate in Romania sunt echipate cu aprindere prin scanteie(CARPATI, BUCEGI, M-461, ARO-210, DACIA 1100, DACIA1300, DACIA 1310, OLCIT, DACIA 500, DACIA NOVA, DACIA SUPERNOVA, DACIA SOLENZA, DAEWO TICO, DAEWO MATIZ, DAEWO CIELO,DAEWO ESPERO, DACIA LOGAN) si cu motoare cu aprindere prin comprimare (ROMAN, DAC, ROCAR,DACIA SOLENZA 1.9, DACIA LOGAN 1.5)

In figura 1.1 este prezentata schematic clasificarea automobilelor dupa urmatoarele criterii: destinatie, tipul motorului, tipul transmisiei, numarul de punti.

Fig. 1.1. Clasificarea automobilelor

Modul de amplasare a motorului influenteaza constructia generala a automobilului si poate fi realizata:

in partea din fata la majoritatea automobilelor;

in partea din mijloc la unele autobuze;

in partea dein spate la unele autoturisme si autobuze;

intre cabina si caroserie la unele autocamioane.

Transmisia cuprinde : ambreiajul, cutia de viteze, trnasmisia longitudinala, angrenajul principal, diferentialul, arborii planetari.

Transmisia la modificarea, transmiterea si distribuirea momentului motor la rotile motoare ale automobilului. In constructia de automobile se utilizeaza diferite tipuri de transmisii care influenteaza atat asupra parametrilor constructivi, cat si asupra calitatilor dinamice si de trecere a automobilului.

Acestea se pot clasifica astfel:

transmisii mecanice;

transmisii hidraulice;

transmisii hidrodinamice;

transmisii electrice.[8]

In functie de numarul rotilor motoare si ne motoare, automobilele pot fi realizate in diferite variante dupa cum urmeaza:

automobile cu doua punti: 4x2 sau 4x4 prima cifra indicand numarul total al rotilor si a doua numarul rotilor motoare;

automobile cu trei punti: 6x2, 6x4, 6x6;

automobile cu patru punti: 8x4, 8x6, 8x8.

Grupul sistemelor de conducere este format din sistemul de directie si sistemul de franare. Sistemul de directie are rolul de a asigura automobilului deplasarea pe traiectorii curbe si de a avea o manevrabilitate buna, iar sistemul de franare asigura incetinirea sau oprirea automobilului din mers, evitarea accelerarii la coborarea pantelor si imobilizarea automobilului oprit.

Grupul sistemelor de sustinere si propulsie este format din suspensie, cadru(cand este ansamblu distinct), punti si roti. Aceste sisteme asigura elastica a masei automobilului pe sol si transforma miscarea de rotatie in miscare de translaitie, in vederea deplasarii automobilului.

Caroseria reprezinta suprastructura automobilului, in interiorul caruia sunt prevazute spatii pentru transportul personelor, al marfurilor sau pentru insatalarea unor dispozitive.

Instaltiile auxiliare sunt formate dintr-o serie de mecanisme si dispozitive care au scopul de a marii productivitatea automobilului in exploatare, confortul si siguranta in circulatie.

In figura 1.2 este prezentata schema generala de amplasare a partilor principale la tipurile clasice de automobile.[5]

MOTRUL 1 constitue sursa de energie a automobilului si de regula se monteaza in fata. La multe autoturisme si autobuze, precum si la sasiurile autopropulsate, motorul se monteaza in spate. La unele autocamioane, motorul se monteaza sub cabina sau intre cabina si caroserie, iar la unele autobuze sub podea intre cele daoua punti. In prezent se folosesc aproape exclusiv motoare cu ardere interna.

Fig.  Componenta automobilului

Transmisia serveste pentru transmiterea, modificarea si distribuirea cuplului motor la rotile motoare ale automobilului si cuprinde urmatoarele subansambluri: ambreiajul principal, cutia de viteze, cuplaje cardanice si de legatura, transmisia centrala, diferentialul si transmisia finala.

AMBREIAJUL PRINCIPAL 2 serveste la cuplarea si decuplarea motorului de transmisie, in vederea pornirii si opririi automobilului, precum si pentru schimbarea treptelor de viteze.

CUTIA DE VITEZE 3 permite modificarea vitezelor de deplasare si a fortelor de tractiune ale automobilului, mersul inapoi si stationarea indelungata cu motorul in functiune.

TRANSMISIA CARDANICA 9 montata in general la automobile, transmote momentul de la cutia de viteze la puntea din spate.

TRANSMISIA CENTRALA 4 transmite cuplul motor  la puntea din spate si participa la realizarea raportului total de transmitere.

DIFERENTIALUL 5 asigura rotirea rotilor motoare cu turatii diferite, la deplasarea automobilului in curbe sau pe teren accidentat.

TRANSMISIA FINALA 6 se monteaza la unele automobile si are rolul de a mari raportul total de transmitere si de a asigura o anumita lumina(distanta de la sol pana la punctul sel mai de jos al corpului automobilului).

Sistemul de rulare transforma miscarea de rotatie in miscare de translatie. La automobilele 4x2, sistemul de rulare este format din rotile motoare din spate 7 si rotile directiei din fata 8(fig. ). La unele automobile, rotile din fata sunt si motoare si de directie, transforma miscarea de rotatie in miscare de translatie.

Caroseria este montata pe corpul sau sasiul automobilului si este rezervata conducatorului auto, pasagerilor sau marfurilor transportate. La autocamioane, caroseria se compune din cabina conducatorului si inca una sau doua persoane si platforma pe care se aseaza bunurile transportate. Mecanismele de lucru si instalatiile de control. La unele auomobile, sunt prevazute cu o serie de mecanisme de lucru ca priza de putere, roata de curea, ridicatorul hidraulic, dispozitivul de remorcare etc., cu ajutorul carora puterea motorului este utilizata pentru executarea unor lucrari. Automobilele moderne sunt echipate cu instalatii si aparatura moderna pentru asigurarea confortului, sigurantei circulatiei si pentru controlul exploatarii din care fac parte: instalatia de incalzire si aerisire, aparatajul de bord, de iluminat, centuri de siguranta etc.

Pe langa cerintele specifice (ce vor fi prezentate in cpitolele respective), ansambluril, subansamblurile si mecanismele automobilelor trbuie sa indeplineasca urmatoarele conditii generale:

sa aiba greutate redusa si forme constructive simple;

sa necesite cheltuieli minime de fabricatie si exploatare;

sa aiba fiabilitate ridicata;

piesele si mecanismele componenete sa se monteze si demonteze usor, fara a necesita scule si dispozitive specilale;

reglajele sa fie simple;

sa aiba un randament ridicat;

ationarea mecanismelor sa fie simpla si sa necesite eforturi mici;

sa asigure o evacuare eficienta a caldurii de la locurile de frecare;

sa asidure o ungere buna a lagarelor si articulatiilor;

sa se asigure interschimbabilitatea pieselor si subansamblurilor;

sa stisfaca toate coditiile de tehnica securitatii muncii;

sa functioneze fara zgomot si vibratii;

sa polueze cat mai putin mediul ambiant;

sa asigure aspect estetic automobilului.

2 Solutii de amplasare a motoarelor si puntilor motoare

Organizarea generala  a automobilului constitue modul cum se imbina locurile de ampasare a motorului si puntlii motoare pe automobil.[8].

In cazul autoturismelor alcatuire si dispunerea echipamentelor de tractiune este realiztata in trei solutii dupa cum urmeaza:

solutia "clasica" - motorul in fata si punte motoare in spate (fig.1.3);

solutia "totul in fata" - motorul si punte motoare in fata (fig.1.4);

solutia "totul in spate" - motorul si puntea motoare in spate (fig.1.5).[8].

Solutia clasica se aplica in generalla autoturismele cu cpacitate cilindrica mare si prezinta atat avantaje cat si dezavantaje. Ca avantaje: o incarcare mai judicioasa a puntilor, o marire a posibilitatii de interventie la agregatele motor-transmisie si o uzura mai uniforma a pneurilor, iar ca dezavantaje: reducerea stabilitatii datorita ridicarii centrului de greutate, greutate la aderenta mai mica fata de solutia totul in spate si costuri mai ridicate.

In figura 1.3."a" este prezentata schema de amplsare "obisnuita" a agregatelor cu cutia de viteze dispusa langa motor, in schema din figura 1.3."b" cutia de viteze este grupata in cadrul puntii din spate, varianta care reduce din diferenta de incarcare a puntilor fata si spate cand automobilul este gol, iar in figura 1.3."c" amplasarea cutiei de vitze inspre mijlocul automobilului este impusa de conditii speciale de tractiune.[8].

Fig.1.3. Solutia clasica

Solutia totul in fata se aplica autoturismelor cu conceptie moderna si prezinta urmatoarele avantaje: permite o mai buna utilizare a volumului total al caroseriei, stabilitate mai buna in viraj, lipsa transmisiei longitudinale determina coborarea centrului de greutate al auomobilului, simplificarea legaturilor intre motor si organele de comanda.

Ca dezavantaje sunt urmatoarele: concentrarea functiilor de tractiune, franare si directiei pe rotile din fata conduce la o uzura mai tapida a pneurilor, la urcarea rampelor mari rotile motoare se descarca dinamic, pierzand din greutatea aderenta si solutii constructive complicate si scumpe la puntea din fata.

Schema de amplasare a achipamentelor de tractiune la solutia "totul in fata" sunt prezentate in figura 1.4.

Amplasrea longitudinala a motorului (fig.1.4. a) pe consola din fata asigura simplitae constructiva si buna accesiblilitate la motor;

Amplasarea transversala a motorului  (fig.1.4. b) asigura constructii compacte pentru automobile mai scurte;

Amplasarea centrala a motorului  (fig.1.4. c) conduce la marirea distantei intre punti la lungimi totale reduse;

Amplasrea longitudinala a motorului deasupra puntii fata (fig.1.4 d) asigura o repartitie judicioasa a sarcinii si accesibilitate la motor, dar se complica transmisia;

Amplasarea motorului alaturi de diferential (fig1.4. e) reduce inaltimea capotei dar complica transmisia si mareste distanta intre rotile din fata.[8].

Fig.1.4. Solutia totul in fata

Solutia totul in spate, datorita costurilor de realizare mai scazute, capatat o utilizare destul de mare. Ca avantje se mentioneaza: la urcare rampelor se incarca dinamic rotile motoare, coboara centrul de greutate al automobilului, in cazul impactului frontal se evita distrugerea grupului motor-transmisie, reducerea zgomotului in interiorul caroseriei, iar ca dezavantaje: legaturile intre grupul motor si organele de comanda sunt lungi si complicate stabilitate redusa in viraj, in cazul impactului frontal grupul motor-transmisie se poate desprinde (prezentand pericol de a strivii persoanele din interiorul caroseriei), incarcarea mai mare a rotilor din spate imprima auomobilului caracter supravirator(ceea ce determina instabilitate in mers).

In figura 1.5. sunt prezentate cateva variante de amplasare a motorului si transmisiei in spatele automobilului

Amplasraea longitudinala a motorului pe consola din spate (fig.1.5. a) asigura posibilitati de organizare judicioasa a spatiului din iterior

Amplasarea  transversala a motorului (fig.1.5. b) reduce intr-o oarecare masura instabilitatea in mers;

Ampalsarea centrala a motorului in directie longitudinala (fig.1.5. c) permite o repartizare mai buna a sarcinii si se aplica la automobilele sport;

Ampalsarea centrala a motorului in directie transversala (fig.1.5. d) ofera posibilitatea motoarelor lungi cu numar mare de cilindrii.[8].

Fig.1.5. Solutia totul in spate

In cazul autobuzelor puntea motoare este amplasata intodeauna in spate, iar motorul poate fi dispus: in fata (fig.1.6. a), la mijlocul autobuzului sub podea(fig.1.6 b) sau in spate(fig.1.6. c)[8]

Fig.1.6. Amplasarea motoarelor si puntii motoare la autobuze

Autobuzele cu motorul amplasat in fata, desi au avantjul comenzilor directe, datorita scaparilor de gaze de la motor si a unui centru de greutateridicat, se folosesc din ce in ce mai putin.

Amplasarea motorului la mijlocul autobuzului sub podea determina o repartitie mai buna a sarcinii pe punti si o crestere a stabilitatii autobuzului prin coborarea centrului de greutate, dar micsoreaza capacitatea de trecere si accesul la motor este ingreunat.

La autobuzele cu motorul amplasat in spate se mareste suprafata caroseriei destinata pasgerilor, se poate cobora centrul de greutate, deci o imbunatatire a stabilitatii, dar se complica sistemul de comanda al motorului si al transmisiei, situate ls distanta mare de locul conducatorului auto.

In cazul autocamioanelor puntea motoare este amplasata in todeauna in  spate(varianta 4x2) iar motorul este dispus: in fat cabinei (fig.1.7. a) in cabina (fig.1.7. b) intre cabina si caroserie (fig1.7. c) sau intre punti sub cadru (fig.1.7.d)[8]

Fig.1.7. Amplasarea motoarelor si a puntii motoare la autocnioane

Amplasarea motorului in fata cabinei permite o usurare a accesului la motor, dar reduce utilizarea lungimii totale si determina o amplasare a centrului de greutate spre puntea din spate pe care o supraancarca dinamic.

Motorul dispus deasupra puntii din fata, la unele autocamioane, duce la o utilizare mai rationala a lungimii totale, la o vizibilitate mai buna si la o incarcare dinamica mai judicioasa a puntilor, dar se reduce accesul la motor si necesita masuri speciale pentru izolarea impotriva gazelor si a zgomotului.

Prin deplasarea motorului spre spate, intre cabina si caroserie sau intre punti sub cadru se mentine o vizibilitate buna, creste capacitate cabinei dar se reduce capacitatea de acces la motor si se micsoreaza capacitate de trecere a autocmionului, mai ales in cazul dispunerii motorului sub cadru (fig.1.7. d).