Universitatea Politehnica din Bucuresti

Facultatea de Transporturi

Catedra Autovehicule Rutiere

Dosar cu lucrari la Dinamica Autovehiculelor

LUCRAREA DA 1

COMPUNEREA GENERALA, PARAMETRII DIMENSIONALI

SI MASICI AI AUTOVEHICULELOR

Scopul lucrarii

Studiul organizarii generale si specificarea principalilor parametri dimensionali si masei ai unui autovehicul. Stabilirea pozitiei centrului de masa si a incarcarilor procentuale la punti. Studiul repartitiei coeficientului sarcinii utile la diferite tipuri de autovehicule.

1.2. Consideratii teoretice

Autovehiculul este un vehicul rutier destinat deplasarii pe o cale rutiera sau chiar pe teren neamenajat, autopropulsat suspendat pe roti, senile, talpi de alunecare sau perna de aer, care serveste la transportul pasagerilor si/sau de bunuri, la tractarea de remorci, semiremorci si utilaje, precum si la efectuarea unor lucrari speciale.

In categoria autovehiculelor sunt incluse:

automobilele;

tractoarele;

autovehicule speciale

Automobilul este un vehicul rutier carosat si suspendat elastic pe cel putin trei roti care se deplaseaza prin mijloace proprii de propulsie pe o cale rutiera sau chiar pe teren neamenajat. Este destinat transportului direct sau prin tractare, al persoanelor si/sau bunurilor, sau efectuarii unor servicii speciale.

In mod exceptional, in categoria automobilului sunt incluse si triciclurile  ( vehicule pe trei roti, la care masa vehiculului carosat depaseste 400kg ), precum si troleibuzele ( vehicule alimentate de la o sursa de energie exterioara - liniile electrice ) .

In categoria automobilelor, dupa destinatie, sunt incluse:

automobile pentru transportul persoanelor ( autoturisme, autobuze, troleibuze);

automobile pentru transportul marfurilor (autovehicule utilitare, autocamioane);

automobile cu destinatie speciala (autocisterne, autosanitare, autostropitoare etc.)

Partile principale ale automobilului sunt: sasiul si caroseria.

Sasiul reprezinta totalitatea organelor indispensabile functiei de deplasare a autovehiculului si cuprinde sistemele: 

motorul;

transmisia;

sistemul de conducere;

sistemul de sustinere, propulsie si rulare.

Caroseria serveste ca organ purtator si protector al incarcarii utile.

Organizarea generala a automobilelor

Amplasarea motorului si a elementelor transmisiei constituie problema fundamentala de conceptie constructiva care stabileste de la inceput caracterul automobilului si limiteaza posibilitatile de dezvoltare si de amplasare a celorlalte elemente componente ale automobilului.

Se disting urmatoarele variante de organizare a automobilelor

a)      Solutia "clasica" la care motorul este amplasat in fata, iar puntea motoare este dispusa in spate (tractiune la puntea spate)

b)      Solutia "totul fata , la care motorul si puntea motoare sunt amplasate in fata;

c)      Solutia "totul spate", la care motorul si puntea motoare sunt amplasate in spate.

Organizarea generala a autoturismelor este prezentata in fig. 1.1

Astfel in figura 1.1a - 1.1e sunt prezentate variante constructive ale solutiei "totul fata" si anume:

amplasare grup motor-transmisie longitudinal, cu motorul dispus in consola din fata (fig. 1.1a);

amplasare grup motor-transmisie transversal, in fata axei puntii din fata (fig. 1.1b);

	Fig. 1.1 - Variante de organizare generala la autoturisme

amplasare grup motor-transmisie longitudinal, cu motorul dispus in spatele axei din fata (fig 1.1 c);

amplasare longitudinala sau transversala a motorului suprapus transmisiei (fig. 1.1 d si e)

In fig 1.1f  - 1.1i sunt prezentate variante constructive ale solutiei "totul spate" si anume:

amplasare longitudinala grup motor-transmisie, cu motorul dispus in consola din spate (fig. 1.1f);

amplasare transversala grup motor-transmisie, in spatele axei puntii din spate (fig 1.1g);

amplasare longitudinala centrala grup motor-transmisie, cu motorul dispus in fata axei puntii din spate (fig 1.1h);

amplasare transversala grup motor-transmisie, in fata axei puntii din spate (fig 1.1i)

In fig 1.1 j - 1.1l sunt prezentate variante constructive ale solutiei "clasica" si anume:

amplasare longitudinala grup motor-ambreiaj-schimbator de viteze deasupra axei puntii din fata, intre roti (fig 1.1j);

amplasare schimbator de viteze intr-un singur corp cu carterul puntii motoare din spate (fig 1.1k);

amplasare longitudinala grup-motor-ambreiaj-schimbator de viteze, in care schimbatorul de viteze este pozitionat central, in spatele axei puntii din fata, intre locurile din fata ale autoturismului

Fig 1.2. - Variante de organizare generala la autobuze

Organizarea generala a autobuzelor este prezentata in fig 1.2. In acest caz caracteristicile constructive sunt influentate de destinatia autobuzelor care impune conditii specifice fiecarei categorii de autobuz.

amplasare longitudinala, deasupra axei puntii fata, a grupului motor-ambreiaj-schimbator de viteze, specifica autobuzelor interurbane destinate exploatarii in conditii grele (fig. 1.2a);

amplasare longitudinala motor orizontal in consola fata si a grupului ambreiaj-schimbator de viteze lateral stanga, intre cele doua punti specifica autobuzelor urbane cu platforma joasa (fig. 1.2b);

amplasare centrala a grupului motor-ambreiaj-schimbator de viteze, specifica autobuzelor urbane cu platforma ridicata, dar cu posibilitatea utilizarii a trei usi duble de acces (fig. 1.2 c);

Amplasare grup motor-transmisie longitudinal in partea din fata si cu tractiune la puntea din fata (solutia "totul fata"), specifica autobuzelor de aeroport (fig. 1.2 d);

Amplasare grup motor-transmisie longitudinal in consola spate si cu tractiune la puntea din spate (solutia "totul spate"), specifica autobuzelor urbane de ultima generatie si autobuzelor turistice (fig. 1.2 e).

Organizarea generala a autocamioanelor presupune utilizarea unica a solutiei "clasica ", diferentierile constand in plasarea relativa, in cadrul ansamblului, a platformei utile si a cabinei (fig 1.3 )

amplasarea motorului deasupra puntii din fata si a cabinei in spatele motorului determina un autocamion cu post de conducere retras  (fig. 1.3a)

amplasarea motorului deasupra axei puntii fata si a cabinei deplasata spre motor determina un autocamion cu post de conducere semiretras (fig 1.3b)

	Fig 1.3 - Variante de organizare generala la autocamioane

amplasarea motorului deasupra axei puntii din fata si a cabinei deasupra motorului determina un autocamion cu post de conducere semiavansat (fig 1.3 c);

amplasarea motorului deasupra (eventual putin in spatele) axei puntii din fata si a cabinei in fata motorului determina un autocamion cu post de conducere avansat (fig 1.3 d)

Dimensiunile principale exterioare ale unui autovehicul pot fi grupate in trei categorii (fig 1.4):

a) Dimensiuni de gabarit

Lungimea totala (La) reprezinta distanta dintre doua plane verticale, perpendiculare pe planul longitudinal de simetrie al autovehiculului si tangente la punctele extreme din fata si din spate;

Latimea totala (la) reprezinta distanta intre doua plane verticale si paralele cu planul longitudinal de simetrie, tangente la autovehicul, de o parte si de alta a sa. In aceastra dimensiune nu sunt incluse oglinzile retrovizoare;

Inaltimea totala (Ha) reprezinta distanta dinstre planul de sprijin si planul orizontal tangent la partea superioara a autovehiculului, fara incarcatura si cu pneurile umflate la presiunea indicata de producator.

	Fig 1.4 - Dimensiunile principale ale unui autovehivul

b) Dimensiuni care reflecta organizarea autovehiculului

Ampatamentul (L) reprezinta distanta dintre axele geometrice verticale ale puntilor autovehiculului;

Ecartamentul (E) reprezinta distanta dintre planele mediane ale rotilor aceleiasi punti. In cazul puntilor echipate cu roti duble (jumelate) ecartamentul se defineste ca fiind distanta dintre planele, perpendiculare pe calea de rulare si paralele cu planul de simetrie al autovehiculului, care trec la jumatatea distantei dintre rotile de pe aceeasi parte a puntii respective;

Consola fata/spate (C₁ C₂) reprezinta distanta dintre doua plane verticale transversale care trec prin punctul extrem din fata al autovehiculului si axa puntii fata, respectiv, prin punctul extrem din spate si axa puntii spate.

Rezulta astfel relatia dimensionala:

c) Dimensiuni care reflecta capacitatea de trecere a autovehiculului (fig. 1.5)

Garda la sol (h_s) reprezinta distanta, masurata pe verticala, dintre partea cea mai mare de jos a sasiului autovehiculului complet incarcat si calea de rulare;

Raza longitudinala de trecere _l) reprezinta raza suprafetei cilindrice conventionale tangenta la rotile din fata si din spate, precum si la punctul cel mai coborat al autovehiculului situat in zona ampatamentului;

Raza transversala de trecere _t) reprezinta raza suprafetei cilindrice conventionale tangenta la rotile aceleiasi punti si la punctul cel mai coborat al autovehiculului situat in zona ecartamentului;

	Fig. 1.5 - Dimensiuni caracteristice pentru capacitatea de trecere a autovehiculului

Unghiul de atac/de degajare (α₁/α₂) reprezinta unghiul format de calea de rulare cu tangenta la pneul din fata si punctul cel mai coborat al consolei fata, respectiv, cu tangenta la pneul din spate si punctul cel mai coborat al consolei spate.

o  Parametri masici principali ai unui autovehicul

Masa proprie (m₀) reprezinta masa autovehiculului complet echipat, dar fara persoane si incarcatura;

Masa utila (m_u) reprezinta capacitatea de incarcare a autovehiculului.

In conformitate cu STAS 6926/1-90, la determinarea masei utile se vor considera urmatoarele:

masa persoanei de serviciu permanent la bord, 75 Kg;

masa pasagerului, 68 Kg;

masa bagajului unui pasager: 7 Kg la autoturisme si autobuze urbane, 20 Kg la autobuze interurbane, 25 Kg la autobuze turistice.

Masa totala (m_a) reprezinta suma celor doua componente mentionate anterior,

[Kg] (1.2)

Pe baza acestor recomandari, masa utila se determina in functie de capacitatea de incarcare si normele STAS, cu urmatoarele relatii:

pentru autovehicule destinate transportului de bunuri materiale,

[Kg] (1.3)

unde N reprezinta numarul de locuri in cabina;

- masa incarcaturii transportate;

pentru autoturisme,

[Kg] (1.4)

unde N reprezinta numarul de locuri, inafara celui ocupat de sofer;

- masa bagajului suplimentar (se afla in limitele 50200 Kg);

pentru autobuze urbane,

[Kg]  (1.5)

unde N1 reprezinta numarul de locuri pe scaune;

N2 reprezinta numarul de locuri in picioare

pentru autobuze interurbane,

[Kg] (1.6)

pentru autobuze turistice

[Kg] (1.7)

unde N este numarul total de locuri pe scaune.

Pemtru a putea compara diferite tipuri de autovehicule, din punct de vedere al utilizarii rationale a materialelor in constructia lor, se foloseste o marime specifica numita coeficientul sarcinii utile sau coeficientul de tara, definit de relatia

(1.8)

in care m_un reprezinta masa utila nominala (maxima constructiva) a autovehiculului.

Centrul de masa al autovehiculului reprezinta punctul imaginar, situat in planul longitudinal de simetrie al autovehiculului, in care se considera inmagazinata masa autovehiculului si care se aplica vectorul greutatii sale (fig 1.6).

	Fig. 1.6 - Coordonatele centrului de masa (de greutate) si reprezentarea statica a greutatii pe puntile autovehiculului

In conditii statice, centrul de greutate, C_g, are o pozitie bine determinata, aceasta fiind prezentata la autovehicule, in mod indirect, prin indicarea greutatilor ce revin fiecarei punti:

   si

, (1.9)

de unde unde rezulta evident relatiile:

si

    (1.10)

Modul de lucru

Compunerea generala si caracteristicile dimensionale si masice vor fi analizate si determinate pentru autoturismul aflat in laborator.

Pentru aceasta, automobilul se amplaseaza pe o suprafata orizontala cu imbracaminte dura, cu o abatere maxima admisibila de la planeitate de ±2 mm si o panta generala pentru scurgerea apelor de cel mult 0,3% ( conform STAS 6926

Cu ajutorul unui manometru auto se verifica presiunea aerului din pneuri, care trebuie sa corespunda prescriptiilor din cartea tehnica de exploatare a autoturismului.

Pentru studiul organizarii generale si stabilirea solutiei in care a fost construit automobilul se va avea in vedere dispunerea motorului si puntii motoare. Se vor indentifica si pozitiile celorlalte subansamble importante ce compun transmisia autoturismului (ambreiajul, cutia de viteze, transmisia principala, diferentialul si arborii planetari), in scopul desenarii schemei bloc a transmisiei automobilului analizat.

Determinarea caracteristicilor dimensionale exterioare ale autoturismului se va efectua prin masuratori directe, pentru cele trei grupe de dimensiuni mentionate anterior.

Determinarea pozitiei centrului de masa ala autoturismului (C_g) se va face pentru cazul sarcinii utile nule (autoturism "gol"), cat si pentru cazul sarcinii utile maxime constructiva (autoturism "complet incarcat"). In acest scop se vor calcula cotele a si b, pentru cele doua stari de incarcare ale autoturismului, pe baza valorilor incarcarilor statice la cele doua punti, extrase din cartea tehnica de exploatare a autoturismului.

Rezultatele masuratorilor, prelucrarea datelor si aplicatii numerice

Centralizarea rezultatelor studiului, al masuratorilor si al calculelor efectuate se va face in tab. 1.1, 1.2 si 1.3.

Tab 1.1 + Caracteristici constructive si de exploatare ale autoturismului

Tab 1.2 - Caracteristici dimensionale ale autoturismului

Tab 1.3 - Caracteristici masice si determinarea pozitiei centrului de masa la autoturismul..