Post on 01-Mar-2018
7/25/2019 Examen Final SFDS
1/199
10.10. CINEMATICA
MECANISMELORPUNILOR
1Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
7/25/2019 Examen Final SFDS
2/199
1. INTRODUCERE
soluia constructiv adoptat pentru punte i pentru suspensie; organizarea general amnunit a automobilului;
organizarea automobilului n zona punii care se proiecteaz;
soluia constructiv adoptat pentru structura portant i pentru
caroseria automobilului;
Cinematica punii se adopt n funcie de:
soluia constructiv adoptata pentru sistemul de direcie;
organizarea postului de conducere.
Obiectiv ul stab i l i r i i schemei cin ematice cons t n :
2
Poziiile articulaiilorPoziiile barelorLungimile barelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
3/199
Calculul cinematicii urmrete modificarea elementelordefinitorii ale punii datorit:
Modificrii sarcinii verticale care acioneaz asupra roiiForelor transversale care acioneaz asupra roiiBracarea roilor
Deplasarea roii din fa la VW-Pasatdatorita for ei de trac iune cu 14 mm,
1. INTRODUCERE
3
respectiv a forei de frnare cu 12 mm
7/25/2019 Examen Final SFDS
4/199
2. CARACTERISTICILE GEOMETRICE PRINCIPALE
2.1 Ampatamentul
Ampatamentul distana dintre puni
Ampatament
Spaiu mai generos pentru pasageriSe reduce influenta ncrcturii asupra
sarcinii pe punteMicorarea tangajului
LUNG
4
SCURT Raze de viraj mai reduse
L
a
L ampatamentkL lungime
0,56....0,67Lk
Limuzine
Autoturisme clasa compact
Valoarea ampatamentului la autoturisme: 21603040 mm
7/25/2019 Examen Final SFDS
5/199
2. CARACTERISTICILE GEOMETRICE PRINCIPALE
2.2 Ecartamentul
Ecartamentul distana dintre planele de simetrie ale roilor aceleiai puni
E
a
E ecartamentk
l ltime 0,84....0,87Ek
Valoarea ecartamentului fa la autoturisme: 12101602 mmPentru punte McPherson: 14301520 mm
5
n ueneaz racarea ro or
Valoarea ecartamentului spate la autoturisme depinde de organizareaprii posterioare
Variaia ecartamentului influeneaz stabilitatea mersului rectiliniui n viraj.
7/25/2019 Examen Final SFDS
6/199
2. CARACTERISTICILE GEOMETRICE PRINCIPALE
2.2 Ecartamentul
Influena dimensiunilor anvelopelor asupravalorii ecartamentului la VW Golf
6
7/25/2019 Examen Final SFDS
7/199
3. CINEMATICA MECANISMELOR PUNII
3.1 Calculul general al cinematicii
ETAPE DE MODELARE- SIMULARE
1. Realizarea modelului 3D al punii: poziiile articulaiilor, barele,elementele suspensiei, elementele mecanismului de direcie, roata
2. Simularea deplasrii verticale a roii corespunztor mersului rectiliniu3. Simularea bracrii roilor4. Simularea deplasrii verticale a roii pentru diferite unghiuri de bracare
7
Rezultate:
1. Variaia ecartamentului i a unghiurilor roii2. Variaia poziiei petei de contact
3. Reaciunile n articulaii datorate sarcinii dinamice verticale.
7/25/2019 Examen Final SFDS
8/199
3. CINEMATICA MECANISMELOR PUNII
3.1 Calculul general al cinematicii
8
7/25/2019 Examen Final SFDS
9/199
3. CINEMATICA MECANISMELOR PUNII
3.2 Variaia ecartamentului
Implic determinarea traiectoriei centrului petei de contact dintre roata icale, atunci cnd roata se deplaseaz n sus (arcul suspensiei se comprim),respectiv atunci cnd roata se deplaseaz n jos (arcul suspensiei sedestinde). Se poate realiza:
Asistat de calculator cu software Multi-BodyManual, cu ajutorul unor abloane
9
1 articulatia cu bratul superior;
2 articulatia cu bratul inferior;U articulatia cu bieleta mecanismului de directie;
N centrul petei de contact roata-cale.
7/25/2019 Examen Final SFDS
10/199
3. CINEMATICA MECANISMELOR PUNII
3.2 Variaia ecartamentului
Utilizarea ablonului pentru punile cu mecanism patrulater cubrae neegale
10
Deplasarea centrului peteide contact
7/25/2019 Examen Final SFDS
11/199
3. CINEMATICA MECANISMELOR PUNII
3.2 Variaia ecartamentului
Traiectoria centrului petei decontact roata-cale
11
7/25/2019 Examen Final SFDS
12/199
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
Micarea de ruliu este rotaia transversal a masei suspendate njurul unei axe coninute n planul longitudinal de simetrie, numitax de ruliu.
Axa de ruliu este definit de centrele de ruliu ale punilor, aflatela nlimile h1ri h2rfa de cale.
Centrul de ruliu al unei un i re rezint centrul instantaneu de
4.1 Definiii
12
rotaie al masei suspendate n micarea de ruliu fa de cale iaparine planului transversal ce conine axa punii. El este punctulcare apartine masei suspendate si nu se roteste fa de sol nmicarea de ruliu a automobilului.
7/25/2019 Examen Final SFDS
13/199
4.2 Centrul de ruliu
Schema pentru determinarea analitic a nlimii centrului de ruliu al unei puni
OrAO asemenea cu OCB
2 2
rr
h E E E h
E s s
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
13
determin creterea nlimiicentrului de ruliu
7/25/2019 Examen Final SFDS
14/199
Poziia centrului de ruliu pentru puntea fracionat cu mecanism patrulatertransversal cu brae neegale
Brae convergente spreexteriorul automobilului
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
4.2 Centrul de ruliu
14
7/25/2019 Examen Final SFDS
15/199
Poziia centrului de ruliu pentru puntea fracionat cu mecanism patrulatertransversal cu brae neegale
Brae divergente spreexteriorul automobilului
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
4.2 Centrul de ruliu
15
7/25/2019 Examen Final SFDS
16/199
Poziia centrului de ruliu pentru puntea fracionat cu mecanism patrulatertransversal cu brae neegale
Brae paralele
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
4.2 Centrul de ruliu
16
7/25/2019 Examen Final SFDS
17/199
Poziia centrului de ruliu pentru puntea McPhersonaxa pivoilor coincide cu axa amortizorului
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
4.2 Centrul de ruliu
axa pivoilor este diferit de axa amortizorului
17
7/25/2019 Examen Final SFDS
18/199
4.3 Axa de ruliu
Axa de ruliu a autovehiculului nlimea centrului de mas al maseisuspendate fa de axa de ruliu.o anumit
inclinare fade cale
4. CENTRUL DE RULIU i AXA DE RULIU
Caracteristic i ale axei de ruliu
centrele de ruliu ale punilornlimile centrelor de ruliu ale punilor fade cale
18
7/25/2019 Examen Final SFDS
19/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
Tangajul reprezint micarea de rotaie a masei suspendate n
jurul unei axe transversale, adic n planul longitudinal.
Tangajul se poate datora:
Forelor de inerie la demarareForelor de inerie la frnare
Traversrii denivelrilor urmat de oscilaii alemasei suspendate
7/25/2019 Examen Final SFDS
20/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
Unghiul de tangaj Momentul de rotire al maseisuspendate este echilibrat de
1 2 1 2tg f fs s Z k k
L L
s sgeata suspensiei
k rigiditatea suspensiei
momentul reactiv al suspensiei:
xx
F hF h Z L Z
L
1 2 1 2tg x sxF h k k G h k k a
L g L
7/25/2019 Examen Final SFDS
21/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
1 2tg
sx G h k k a
g L
Rezult c unghiul de tangaj se micoreaz dac:
1. Se mrete valoarea ampatamentului;2. Se mrete rigiditatea suspensiilor, ndeosebi
a celei din fa, cu dezavantajul afectriiconfortului
Centrul de tangaj al punii centrul instantaneu de rotaien micare de tangaj a masei suspendate.
7/25/2019 Examen Final SFDS
22/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
Prin deplasarea spre spate a centrului de tangaj al punii din fa
i prin deplasarea spre fa a centrului de tangaj al punii dinspate se obine micorarea tangajului.
Aceast condiie este ndeplinit dac se folosetepentru puntea din fa: mecanismul cu bra longitudinal mpins,pentru puntea din spate: mecanismul cu bra longitudinal tras.
7/25/2019 Examen Final SFDS
23/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
Centrul de tangaj la puntea cumecanism patrulater transversalcu brae orizontale
transversale suprapuse i inclinate sprespate n sens invers
nclinare axade rotire
7/25/2019 Examen Final SFDS
24/199
5. CENTRUL DE TANGAJ i AXA DE TANGAJ
Pentru puntea cu patrulater transversal i puntea McPherson,poziia centrului de tangaj fa de sistemul de referin al caroserieieste diferit, n funcie de starea de ncrcare.
7/25/2019 Examen Final SFDS
25/199
6.1. Introducere
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
Unghiul de cdere determin apariia uneicomponente axiale a reaciunii Z:
sinF Z
25
a
Z
aZ
7/25/2019 Examen Final SFDS
26/199
6.2. Variaia n funcie de deplasarea vertical a masei
suspendate
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
26
Arc n poziia static
Arc comprimat
7/25/2019 Examen Final SFDS
27/199
6.2. Variaia n funcie de deplasarea vertical a masei
suspendate
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
27
Puntea motoare fractionatadin fata Honda Accord
7/25/2019 Examen Final SFDS
28/199
6.2. Variaia n funcie de deplasarea vertical a masei
suspendate
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
1-mecanism de acionare pinion-cremaliera servoasistat;2-arcuri elicoidale;3-bieleta barei stabilizatoare;4-bra triunghiular inferior
nesimetric;
28
- posterioar;6-bara stabilizatoare;7-traversa suport.
Puntea nemotoare fracionat din fata BMW seria 3
7/25/2019 Examen Final SFDS
29/199
6.2. Variaia n funcie de deplasarea vertical a masei
suspendate
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
Puntea nemotoare fracionat din fa Mercedes E Klasse
29
7/25/2019 Examen Final SFDS
30/199
6.2. Variaia datorit forelor n viraj
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
n timpul virajului roile se nclin n sensuri diferite fa de masasuspendat, astfel c roata interioar virajului are cdere negativ,iar cea exterioar virajului are cdere pozitiv.Datorit forei centrifuge, masa suspendat se rotete fa de axade ruliu cu unghiul de ruliu .
30
7/25/2019 Examen Final SFDS
31/199
6.2. Variaia datorit forelor n viraj
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
Variatia unghiului de cdere ntimpul virajului pentrudiferite soluii constructive depuni din spate
31
7/25/2019 Examen Final SFDS
32/199
6.2. Variaia datorit forelor n viraj
6. VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
Factorul unghiului de cdere i de ruliu
d
dk
ext int1
d2
1 2
1,2
d rads s
E
32
Tipul punii
cu brae longitudinale trase i grind transversal dispus n
planul axelor roilor (Audi) 1,05McPherson 0,85
cu mecanism patrulater cu brae neegale 0,80
cu grind tras n forma de H 0,55
rigid 0,00
k
Valori medii ale factorului unghiului de cdere i de ruliu
7/25/2019 Examen Final SFDS
33/199
6.2. Variaia datorit forelor n viraj
6 VARIAIA UNGHIULUI DE CDERE
Variatia unghiului de cadere pentru punteadin spate datorata variaiei foreitransversale
Opel grinda trasa in forma de H;
Fiat grind tras in forma de H;
33
Lancia punte McPherson;
Toyota punte McPherson;
Renault brae longitudinale trasen forma de L.
7/25/2019 Examen Final SFDS
34/199
7 VARIAIA UNGHIULUI DE FUG
viteza
Distanta AB se numeste distana defug longi tud ina l sau deport
longi tud ina l .
Unghiul de fug stabilizeaz roilede direcie prin momentele pe care
34
a
dr
AB
le creaz forele laterale ilongitudinale din pata de contactfa de axa de bracare.
7/25/2019 Examen Final SFDS
35/199
7 VARIAIA UNGHIULUI DE FUG
Convergena axelor de rotaie a braelor la patrulaterul transversal i
aezarea amortizorului sub un unghi diferit de 90 ntre axaamortizorului i axa braului la mecanismul McPherson realizeaz opoziionare favorabil a centrului de tangaj al punii, dar i o variaie aunghiului de fug.
35
Mecanism cu patrulatertransversal i braeconvergente.
Mecanism McPherson cuamortizor nclinat fa debra Mecanism patrulater cu braul
inferior transversal i braulsuperior longitudinal
7/25/2019 Examen Final SFDS
36/199
7 VARIAIA UNGHIULUI DE FUG
36
7/25/2019 Examen Final SFDS
37/199
7 VARIAIA UNGHIULUI DE FUG
Variaia unghiului de fug trebuie studiat cinematic deoarece:
valori mari pozitive provoac apariia unor fore mari n sistemulde direcie la mers rectiliniu i o modificare mare la deplasarea nviraj a unghiului de cadere,
valori negative mari conduc la instabilitatea automobilului.
37
so u e construct v s mp , sepoate realiza prin poziionarea
nspre fa a centrului roii relativla axa de bracare.
7/25/2019 Examen Final SFDS
38/199
7 VARIAIA UNGHIULUI DE FUG
38
Punte McPherson cu dispunerea nclinat a amortizorului fa de bra sideplasarea spre fa a centrului roii (BMW)
7/25/2019 Examen Final SFDS
39/199
1111.. ELEMENTE DE
CALCUL AL
PUNILOR
1
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
7/25/2019 Examen Final SFDS
40/199
1. DATE DE INTRARE
Calculul punilor necesit urmtoarele date iniiale:1. Mrimi caracteristice ale automobilului: parametrii dimensionali,parametrii masici, poziia centrului de mas pentru automobil ipentru masa suspendat, masa nesuspendat care revine punii,momentul motor, rapoartele de transmitere pentru transmisia
principal i din treapta nti a SV, valoarea maxim a forei defrnare
1.1 Date iniiale
2
2. Definirea cinematicii punii.
3. Stabilirea regimurilor de calcul pentru punte.
7/25/2019 Examen Final SFDS
41/199
1. DATE DE INTRARE
1. Regimul de traciune, ex: regimul de demarare, regimul desarcin maxim
2. Regimul de frnare, ex. la o deceleraie de 0,8 g
3. Regimul de derapare, ex la o acceleraie lateral de 0,4 g
1.2 Regimuri de calcul
4. Regimul de trecere peste obstacole, ex. acceleraie verticalde 3 g.
3
7/25/2019 Examen Final SFDS
42/199
2. PUNTEA MOTOARE RIGID SPATE2.1 Calculul forelor
4
2 ( ) 2
2 ( ) 2 ( )2
R f
R f s R f d
m GZ Z
Reaciunile verticale
Reaciunile tangeniale n regim de traciune1 0
2 2
1
M SVRs Rd
d
M i iX X
r
sau, pentru mai multe puni motoare2 2 2Rs Rd
X X Z
Reaciunile tangeniale n regim de frnare 2 2 2 ( )fs fd fs dX X Z
7/25/2019 Examen Final SFDS
43/199
2. PUNTEA MOTOARE RIGID SPATE2.2 Calculul momentelor
( ) 2 ( )ivR f R f M Z l Momentul de ncovoiere n plan vertical
Momentul de ncovoiere n plan orizontal ( ) 2 ( )ihR f R f M X l
Momentul de torsiune
( ) 2 ( )tR f R f d M X r
Seciunea periculoas
5
2 2 2
( ) ( ) ( )
ech
ivR f ihR f tR f
M
M M M
Momentul echivalent
7/25/2019 Examen Final SFDS
44/199
2. PUNTEA MOTOARE RIGID SPATE2.3 Calcululforelor n regimul
deraprii
Ecuaia de echilibru amomentelor fa de
2 ghGZ F 2 ghGZ F
6
Rs RsY Z Rd Rd Y Z
2y Rs Rd Rs RdF Y Y Z Z m g
2
2
1
2
g
Rs
hZ m g
E
2
2
1
2
g
Rs
hZ m g
E
punctele de contact roat- cale
2 22 E
Reaciunile transversale laderapare
Echilibrul forelor pe direcietransversal
7/25/2019 Examen Final SFDS
45/199
2. PUNTEA MOTOARE RIGID SPATE2.3 Calculul momentelor de ncovoiere n regim de derapare
Seciunea
periculoas
7
7/25/2019 Examen Final SFDS
46/199
2. PUNTEA MOTOARE RIGID SPATE2.4 Regimul traversrii obstacolelor
2
2Rs Rd d
m gZ Z k
dk coeficientul 2,5 pentru autocamioane i autoturisme de teren1,75 pentru autoturisme i autobuze
8
7/25/2019 Examen Final SFDS
47/199
3. PUNTEA NEMOTOARE RIGID FA3.1 Calcululforelor n regimul
frnrii
Reaciunile normale 1 1
2
f
fs fd
G mZ Z
Reaciunile tangeniale la limita de aderen fs fsX Z fd fdX Z
7/25/2019 Examen Final SFDS
48/199
3. PUNTEA NEMOTOARE RIGID FA3.1 Calculul momentelor n regimul frnrii
t fd d M Z r
2v fsM Z l
2h fsM Z l
7/25/2019 Examen Final SFDS
49/199
3. PUNTEA NEMOTOARE RIGID FA3.2 Calcululforelor n regimul
deraprii
Reaciunile normale 1
1
21
2
g
Rs
hGZ
E
Reaciunile tangeniale
1
1
21
2
g
Rd
hGZ
E
1
1
212
gRs hGY
E
1
1
21
2
g
Rd
hGY
E
7/25/2019 Examen Final SFDS
50/199
3. PUNTEA NEMOTOARE RIGID FA3.2 Calculul momentelor n regimul deraprii
2v RsM Z l
2vs RsM Y l
2vd Rd M Y l
7/25/2019 Examen Final SFDS
51/199
4. PUNTEA FRACIONAT
1s r sQ Z G G
rG
sG
Greutatea roii
Greutatea suspensiei
1
1 2
2
s r sF F
1P Qt
Valori recomandateValori recomandate
3
1
0,4...0,6
2
3
0,9...1,2
Barele / braele suspensiei independente secalculeaz la:
ntindere / compresiuneFlambaj
7/25/2019 Examen Final SFDS
52/199
5. CALCULUL FUZETEI5.1 Calculul n regim de frnare
2 2
1 1
211 1
s fs
f
M c Z X
Gm c
Forele de calcul Reaciunea normal
Frnare
Momentul de ncovoiere a fuzetei
3
211 3
0,1
10,2
f
M M
W dG
m cd
Efortul unitar de ncovoiere afuzetei
7/25/2019 Examen Final SFDS
53/199
5. CALCULUL FUZETEI5.2 Calculul n regim de derapare n viraj
1 1
1 2
12
s s s d
g
d
M Z c Y r
hG
c rB
Calculul se execut separat pentrucele dou roi
Momentul de ncovoiere a fuzetei
1 1
1 2
12
d d d d
g
d
M Z c Y r
hGc r
B
3
1
3
0,1
2 1
0,2
d d d
g
d
M M
W d
hGc r
d B
7/25/2019 Examen Final SFDS
54/199
5. CALCULUL FUZETEI5.3 Calculul n regim de trecere peste denivelri
1
1 12
s d d
GZ Z m
Calculul se execut la momentul dencovoiere dat de reaciunile normale
Momentul de ncovoiere a fuzetei1
1 12
d s d d M Z c Z c m c
13 3
0,1 0,2
d
M M Gm cW d d
Efortul unitar de ncovoiere afuzetei
Valori admisibileValori admisibile Oel 41Cr10 sau 41MoCr11: 450600 MPa
7/25/2019 Examen Final SFDS
55/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.1 Calculul forelor i momentelor
1sL c Z a
1.Forele transversale
generate de reaciunilenormale
1 2 1s
a
L L Z c 1
12
f
G am
c
7/25/2019 Examen Final SFDS
56/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.1 Calculul forelor i momentelor
11 1 1
2f f
f G fF X m
c c
2. Forele longitudinale generatede fora de frnare
12 1 1
2f f
e G eF X m
c c
3. Forele longitudinalegenerate de momentul de
frnare
1 2 1
11
2
df
df
rN N X
c
G rm
c
7/25/2019 Examen Final SFDS
57/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.1 Calculul forelor i momentelor
1
1
f
aQ X
l
G am
Forele transversale generate de
reaciunea sistemului de direcie
1fQ l X a
1
1
1 2f
nQ Q
c
G a n
m c l
2
1
1
2f
kQ Q
c
G a km
c l
7/25/2019 Examen Final SFDS
58/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.1 Calculul forelor i momentelor
Calculul reaciunilor
2 2
1 1 1 1 1R L Q N F
2 2
2 2 2 2 2R L Q N F
2
2211 1
2f d
G nR m a a r f
c l
2
2212 1
2f d
G kR m a a r e
c l
7/25/2019 Examen Final SFDS
59/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.2 Calculul pivotului la ncovoiere
1 1 1M R h
2 2 2M R h
1 1 1M R h ,W
2 2 22 3
0,1
M R h
W d
Valori admisibileValori admisibile
Oel 41Cr10 sau 20MoCr12:500600 MPa
7/25/2019 Examen Final SFDS
60/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.3 Calculul pivotului la forfecare
1 1
1 2
4R R
A d
2 2
2 2
4R R
A d
Valori admisibileValori admisibile
Oel 41Cr10 sau 20MoCr12:50 MPa
7/25/2019 Examen Final SFDS
61/199
6. CALCULUL PIVOTULUI FUZETEI6.4 Calculul pivotului la tensiuni de contact (presiune)
1 1
1
1 1
R Rp
A t d
2 12
2 2
R Rp
A t d
Valori admisibileValori admisibile
Buce din bronz:30 MPa
7/25/2019 Examen Final SFDS
62/199
1122.. CONSTRUCIA
SUSPENSIEI
1
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
7/25/2019 Examen Final SFDS
63/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
Suspensia realizeaz legtura vsco-elastic ntre punileautomobilului (masa nesuspendat) i cadru / caroserie(masa suspendat), avnd ca roluri principale:
1.1 Rol funcional
Micorarea sarcinilor dinamice.
Amortizarea vibratiilor rezultate n urma
2
.
Suspensia cuprinde elemente cu caracteristic:
Conservativ arcuriDisipativ - amortizoare
7/25/2019 Examen Final SFDS
64/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
Amplitudine redus a oscilaiilor masei suspendate impune
reducerea masei nesuspendate (avantaj oferit de punile fracionate)
Frecvena oscilaiilor s fie de 12 Hz
Rigiditate mai redus pentru suspensia fa reducerea amplitudinii
tangajului
1.2 Condiii impuse
3
Pstrarea caracteristicilor funcionale la schimbarea masei
suspendate (ncrctura util) impune caracteristic elastic
progresiv
Asigurarea unei reduceri a amplitudinii de 38 dup prima perioad
Reducerea amplitudinii sarcinilor dinamice transmise masei
suspendate
Pstrarea n permanen a contactului roii cu calea de rulare.
7/25/2019 Examen Final SFDS
65/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
1.3 Compunere
SUSPENSIASUSPENSIA
Mecanismul deMecanismul de
acionareacionare(parte component(parte component
a pun ii)a pun ii)
4
ARCULARCUL(element conservativ)
AMORTIZORULAMORTIZORUL(element disipativ)
7/25/2019 Examen Final SFDS
66/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
1.3 Clasificri
A. Tipu l puni i pe care este mon tat suspensia:- suspensii dependente puni rigide;- suspensii independente puni fracionate.
B. Tipu l elementu lui elast ic fo losi t :
-- suspensii cu elemente elastice pneumatice;- suspensii cu elemente elastice hidropneumetice;- suspensii cu elemente elastice din cauciuc;
- suspensii cu elemente elastice mixte.
5
7/25/2019 Examen Final SFDS
67/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
1.3 Clasificri
- suspensii cu caracteristic elasticliniar;
C. Dup caracterist ica elastic asuspensie i :
F
f
F
2
- suspensii cu caracteristic elasticfrnt;
- suspensii cu caracteristic elasticprogresiva.
f
1
6
F
f
7/25/2019 Examen Final SFDS
68/199
1. Rol, condiii impuse, clasificri
1.3 Clasificri
D. Dup principiul de funcionare:- suspensii pasive
suspensii reactive
- suspensii semi-active
Elementele componente reacioneaz la excitaiiconform unor legi fizice
Oscilaiile punii fa se transmit la punteaspate pentru compensarea micrilor de tangaj
Oscilaiile punii fa se transmit la un sistem
- suspensii active.
e contro a caracter st c or unc ona e
Sistemul de control determin profilul cii imodific caracteristicile funcionale pentru adiminua oscilaiile masei suspendate
7
7/25/2019 Examen Final SFDS
69/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.1 Caracteristici constructive i funcionale
Avantaje:ndeplinesc singure funciile de element elastic al suspensiei,
element de amortizare (frecare uscat) i dispozitiv de ghidare
al punii sau al roii, complet sau numai parial (este dublat de o
bar de reacie);
au o construcie simpl i ieftin;
8
se pot repara cu uurin.
Dezvantaje:
mas proprie mare (este cel mai greu element elastic);
durabilitate redus (s-a demonstrat experimental c rezistena
la oboseal a arcului din foi este de 4 ori mai mic dect a barei
de torsiune echivalente; la automobilele obinuite, exploatate n
condiii bune, durata de funcionare este de 100 150 mii de km)
7/25/2019 Examen Final SFDS
70/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive
Suportul articulaiei
arcului
Suport de alunecare
Arc lamelar cu un o chi
9
Curbura arcului
Bol central
Brid intermediar
Ochiularcului
Arcuri lamelare
Bol articulaiearc
7/25/2019 Examen Final SFDS
71/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive
Curbura arcului
Suportul articulaieiarcului
Ochiul
Arc lamelar cu 2 ochiur i
10
Bol central Brid intermediar
uporposterior
Arcuri lamelare
Bol articulaie
arc cu buccauciuc
Eclise
Bolarticulaie
7/25/2019 Examen Final SFDS
72/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive
Arc lamelar cu 2 ochiur i
Brid intermediarOchiularcului
Arcuri lamelare
Eclise
Bolarticulaie
11
7/25/2019 Examen Final SFDS
73/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive
Arc lamelar cu spr i j in la
ambele capete
Suspensie de tip balansierpentru puni spate tandem
12
7/25/2019 Examen Final SFDS
74/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive
Arc lamelar convenional
Grosime pachet: 140 mmGreutate: 122 kg
Arc lamelar mbuntit
Grosime pachet: 127 mm
Greutate: 94 kg
Arc lamelar parabolic
Grosime pachet: 64 mmGreutate: 61 kg
Arcul cu foi parabolic are grosimea foilor variabil (scade de la mijloc spre capete),numarul foilor este mult mai mic, iar lungimea lor este egal.Foile nu sunt n contact direct (ntre ele, att la capete ct i la mijloc se monteazgarnituri speciale din materiale plastice), iar frecarea dintre lamele este eliminata.
13
C
7/25/2019 Examen Final SFDS
75/199
2. Construcia suspensiilor cu arcuri lamelare
2.2 Tipuri constructive Obinerea caracteristicii progresive
Micorarea deschiderii arcului
Arcprincipal
Eclis
Suport
Limitatori arcsecundar
asiu
Bar reaciunelongitudinal
Utilizarea unui arc suplimentare
Arcsuplimentar
14
3 C t i iil i li id l
7/25/2019 Examen Final SFDS
76/199
3. Construcia suspensiilor cu arcuri elicoidale
Avantaje:durabilitate mare;
mas proprie redus;
nu necesit ntreinere;
execuie mai simpl.
3.1 Caracteristici funcionale
15
Dezvantaje:
nu au frecri interne
nu preiau fore longitudinale sau transversale
3 C t i iil i li id l
7/25/2019 Examen Final SFDS
77/199
3. Construcia suspensiilor cu arcuri elicoidale
3.2 Tipuri constructive
Cilindrice
Butoi
16
Cilindrice cu diametre micorate laspirele terminale
3 C t i iil i li id l
7/25/2019 Examen Final SFDS
78/199
3. Construcia suspensiilor cu arcuri elicoidale
3.2 Tipuri constructive
PiuliBra superior
Arc
Bar stabilizare
Amortizor Lagr sprijin
17
Pivot
Protecie pivot
Protecie arboreplanetar
Bar longitudinal
Bra inferior
Furc fixare amortizor
3 C t i iil b d t i
7/25/2019 Examen Final SFDS
79/199
3. Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
3.1 Caracteristici funcionale
Avantaje:durabilitate ridicat;
valoarea cea mai redus pentru masa nesuspendat;
realizeaz o distribuie avantajoas pe cadru a sarcinilor;
frecarea intern lipsete complet;
prezint posibilit i de reglare a pun ii.
18
Dezvantaje:
tehnologie de execuie mai complicat fa de arcurileelicoidale;
dispunere pe automobil mai incomod i legturi mai
complicate cu puntea;necesit lungimi mari de lucru pentru a realiza un confort ct
mai bun;n cazul ruperii barei unice, funciile suspensiei sunt anulate
brusc i total.
4 C t i iil b d t i
7/25/2019 Examen Final SFDS
80/199
4. Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
4.2 Soluii constructive
Bara de torsiune
asiu
Hummer H2 suspensia fa cu bare de torsiune dispuse longitudinal
19
Bra inferior- balansier
4 C t i iil b d t i
7/25/2019 Examen Final SFDS
81/199
4. Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
4.2 Soluii constructive
Roata de rezerv
Gur de ventilaie
Filtru aer
Motor
Arbori planetari
20Poersche 911 / 1965 suspensia cu bare de torsiune
Transmisie
Brae balansier
Bare de torsiune dispusetransversal n prelungire
Bare de torsiune dispuse longitudinalSuspensie MacPherson
4 Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
7/25/2019 Examen Final SFDS
82/199
4. Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
4.2 Soluii constructive
21
Renault 16TS suspensia cu bare de torsiune decalate longitudinal
4 Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
7/25/2019 Examen Final SFDS
83/199
4. Construcia suspensiilor cu bare de torsiune
4.2 Soluii constructive
22
Renault 16TS suspensia cu bare de torsiune decalate longitudinal cucca. 65 mm
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
84/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.1 Caracteristici funcionale
Avantaje:caracteristica elastica neliniar (progresiv);permite reglarea automat a nivelului caroseriei fa de sol;asigur, ntr-o mic msur, stabilizarea caroseriei n viraje;funcioneaz fr zgomot deoarece nu sunt legturi metalice
ntre roi i masa suspendat;
n anumite condiii constructive, asigur i amortizarea.
23
Dezvantaje:
prin defectarea unui element elastic sau a sursei de aercomprimat suspensia iese din funciune;
costul construciei i cheltuielile de mentenan sunt mari.
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
85/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.2 Soluii constructive
Rezervor aer comprimat
Suspensie
pneumatic
Compresor
24
Unitate de controlelectronic
Filtru
Supapeelectromagnetice
Supap suprapresiune
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
86/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.2 Soluii constructive
Suspensie cu brae balansier
25
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
87/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.2 Soluii constructive
Suspensie independent punte directoare nemotoare
26
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
88/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.2 Soluii constructive
Dispunerea suspensiilor pneumaticepentru autobuze (Continental)
Suspensie pneumaticpentru camionete
27
5 Construcia suspensiilor pneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
89/199
5. Construcia suspensiilor pneumatice
5.2 Soluii constructive
Suspensii pentrucabin
28
Suspensie pentruscaun
6 Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
90/199
6. Construcia amortizoarelor
6.1 Rol funcional
disipeaz rapid energia oscilaiilor verticale ale maseisuspendate (caroseriei, asiului etc.) rezultate n urmadeformaiei elementului elastic al suspensiei;
diminuarea rapid a oscilaiilor maselor nesuspendate(roi, puni etc.) pentru asigurarea continu a contactuluiroilor cu calea de rulare.
29
Ele se impart in trei categorii:
amortizoare pur hidraulice;amortizoare cu gaz de nalt presiune;amortizoare cu gaz de joas presiune.
6 Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
91/199
6. Construcia amortizoarelor
6.2 Caracteristici funcionale
Caracteristica de amortizare variaia forei de amortizare nfuncie de viteza tijei
Coeficientul de amortizare
i
a pF c v Exponentul vitezei
1 2i
30
Coeficientul mediu de rezisten al amortizorului este:2
c dc c
c
2...5d cc c
Viteza pistonului la care supapelede descrcare se deschid senumete vitez critic
0,15...0,50 m/scrv
6 Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
92/199
6. Construcia amortizoarelor
6.2 Caracteristici funcionale
Caracteristica fordeplasare (diagrama de lucru) variaiaforei de amortizare n funcie de deplasare tijei
Aria curbei nchise reprezintlucrul mecanic disipat subform de cldur pe un ciclu
complet
31
6 Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
93/199
6. Construcia amortizoarelor
6.3 Construcie i funcionare
Articulaie superioar
Tij
Ulei
Tub protecie
Amortizorul bitubular hidraulic
32
Articulaie inferioar
Camera de compensare
Tub interior
Destindere
Bloc cu supape
Comprimare
6. Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
94/199
6. Construcia amortizoarelor
6.3 Construcie i funcionare
Amortizorul bitubular hidraulic
cu gaz la presiune nalt
Avantaje :- presiunea exercitat de gaz elimin complet risculde cavitaie i contribuie la un rspuns instantaneu lasolicitarile tranzitorii;
- camera de lucru nu este separat de mediul
33
am an pr n a o ea u , c ura es e ma uor evacuat, iar regimul termic este mai cobort;- funcionarea este mai silenioas.
Dezavantaje:- fabricare mai complicat (etanare i supape);- lungime de montaj mai mare datorit camerei de gazdispus n prelungirea camerei de lucru;- nu se folosete pentru punile McPherson.
Presiune 2,53,0 MPa
6. Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
95/199
6. Construcia amortizoarelor
6.3 Construcie i funcionare
Amortizorul suspensiei MacPherson (strut)
1 tij; 2 garnitur de etanare; 3 garnitur; 4 capac; 5- garnitur; 6- capac superior; 7 garniturlagr liniar; 8 manon; 9 camer gaz; 10 garnitur; 11 perete central; 12 orificii; 13
garnitur etanare; 14 manon protecie la impact;
34
p s on; camera e compres une;cilindru interior; 18 camera inferioar; 19 bridfixare; 20 - supape
Caracteristici specifice:-Diametru mare al tijei-Dubl ghidare a tijei
Tija poate prelua
eforturi radiale mari
6. Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
96/199
6. Construcia amortizoarelor
6.3 Construcie i funcionare
Comparaie
35
6. Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
97/199
6. Construcia amortizoarelor
6.3 Funcionare Cursa de destindere
050 mm/s50200 mm/s
>200 mm/s
Deschiderea total asupapelor disc dinpiston
Deschiderea supapelordisc peretele despritor
36
6. Construcia amortizoarelor
7/25/2019 Examen Final SFDS
98/199
6.3 Funcionare Cursa de com pr imare
050 mm/s50200 mm/s
>200 mm/s
Deschiderea pariala supapelor disc dinpiston
Deschiderea parial asupapelor disc pereteledespritor
37
7. Construcia suspensiei hidropneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
99/199
p p
7.1 Caracteristici funcionale
Avantaje:
caracteristica elastica neliniar (progresiv);permite reglarea manual / automat a nivelului caroseriei fa
de sol;permite realizarea controlului caracteristicilor funcionale;gabarit redus prin cumularea funciei elastice cu cea disipativ;
permite controlul micrii de ruliu.
Dezvantaje:
necesit surs suplimentar de energie;costul construciei i cheltuielile de mentenan sunt mari
38
7. Construcia suspensiei hidropneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
100/199
p p
7.2 Construcie
1- Hidroacumulator
2 Cilindru suspensie
3 Orificiu amortizare
4 Senzor de poziie
-
6 Distribuitor hidraulic de control al poziiei
7 Surs de presiune hidraulic
8 Control electronic
39
7. Construcia suspensiei hidropneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
101/199
p p
7.2 Construcie
Azot sub presiune
Diafragm separatoare
Supap
Ulei
Tij
Fuzet
Bra superior
Bra inferior
40
7. Construcia suspensiei hidropneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
102/199
p p
7.2 Construcie
Cilindru
Piston
Tij
Fluid de la sistemul decorectare a grzii la sol
Retur
41
Conexiuneacu atmosfera
Supape discCorp
Orificiu calibrat
Distanier
Buc
7. Construcia suspensiei hidropneumatice
7/25/2019 Examen Final SFDS
103/199
p p
7.2 ConstrucieCitroen XM
Suspensia fa
42
7/25/2019 Examen Final SFDS
104/199
1133.. CALCULUL
SUSPENSIEI
1
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
1. Introducere
7/25/2019 Examen Final SFDS
105/199
Suspensia asigur condiiile de confort i de control aldeplasrii autovehiculului.
Calculul suspensiei cuprinde:
Definirea caracteristicilor funcionale principale
2
Determinarea comportrii suspensiei n diferitesituaii funcionale
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
106/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
Deplasarea vertical
Constanta elastica arcului
Masasuspendat
Coeficientul deamortizare
3
Asupra masei suspendate acioneaz:
Fora de inerie:
2
2
d
di
zF m a m m z
t
Fora elastic:eF k z
Fora de amortizare:d
da
zF c v c c zt
Ecuaia de echilibru dinamic: 0i e aF F F
0m z c z k z Ecuaie diferenial de ordinul 2
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
107/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
Deplasarea vertical
Constanta elastica arcului
Masasuspendat
Coeficientul deamortizare
4
Soluia general:0
( ) cos sint
z t y e t t
Condiii iniiale: 00 ; 0t z z z
Amplitudinea scade exponenial
Micare oscilatorie
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
108/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
Soluia general:0
( ) cos sint
a
z t y e t t
Condiii iniiale: 00 ; 0t z z z
Perioada oscilaiilorlibere amortizate
2a
a
T
5
Raportul a dou amplitudinisuccesive de acelai sens
( )
( )
dT
d
z te
z t T
Prin logaritmare rezult:2
ln da
T
1ln
2a
Decrementlogaritmic deamortizare
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
109/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
6
0
oT
2
0 1af f
2
c
k m
0af f dac 1
2criticc k m Oscilaia devine aperiodic
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
110/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
Oscilaii forate
0
( ) sins t s t
7
m z c z k z c s k s
Oscilaiile cii de rulare imprim modul de oscilare amasei suspendate
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
111/199
2.1 Sistemul elastic cu 1 grad de libertate (1DOF)
0
zT
s
0
Caracteristica de transmisibilitate
8
m z c z k z c s k s
2
220
1 2
1 2
zT
s
1
2
max
1 2
2T
Transmisibilitatea la rezonan
Ecuaia diferenial a oscilaiilor forate
2
c
k m
Raportul de amortizare
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
112/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
(Quarter-car model)
Masa suspendat masa care sesprijin pe elementele suspensiei
Masa nesuspendat masa carese sprijin pe elementele
suspensiei
9
ns ns s s ns s s ns s p pm z c z z k z z k k k s
0s s s s ns s s nsm z c z z k z z
22
2
1,2
1 4
2
s p s ps s s
ns s ns s s ns
k k k k k k k
m m m m m m
Pulsaiileoscilaiilor
neamortizate
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
113/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
(Quarter-car model)
Elemente elastice n serie
10
s p
e
s p
k kk
k k
Constanta elastic echivalent
Constanta elastica suspensiei
Constanta elasticechivalent
Frecvena propriea suspensiei
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
114/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
(Quarter-car model)
Acceleraia indus dedenivelrile cii derulare
11
cii de rulare
Acceleraia indus dedenivelri crete odatcu frecvena acestora
Rezult necesitateareducerii constanteielastice a suspensiei
Se impunereducerea frecveneiproprii a suspensiei
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
115/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
(Quarter-car model) Acceleraia medieptratic
Scderea frecveneiproprii diminueaz
acceleraia vertical
12
Frecvena denivelrilor cii de rulareValori recomandate
Frecvena proprie=1..1.3 Hz
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
116/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
(Quarter-car model) Transmisibilitateaacceleraiei
Raportul de amortizare:
Crete cresc acceleraiileverticale la frecvene mici
Scade crete atenuarea
la frecven e mari
13
Frecvena denivelrilor cii de rulare
Valori recomandate
Raportul deamortizare = 0,20,4
Valorile excesiv de mari conducla rigidizarea suspensiei masasuspendat oscileaz pe pneuri
Caracteristic asimetrica amortizorului
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
117/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
22
2
1,21 42
s p s ps s s
ns s ns s s ns
k k k k k k km m m m m m
Oscilaiile masei
suspendate
14
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
118/199
2.2 Sistemul elastic cu 2 grade de libertate (2DOF)
22
2
1,21 42
s p s ps s s
ns s ns s s ns
k k k k k k km m m m m m
Oscilaiile masei
nesuspendate
15
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
119/199
2.3 Oscilaiile de sltare i de tangaj
Se consider masa suspendat
sprijinit pe suspensia fa / spateSe neglijeaz masele nesuspendateSe neglijeaz forele de amortizare
16
0f s f sM z k k z k a k b
2 2 0y f s f sI k a k b z k a k b Sistem de dou ec. dif.de ordinul 2
Caz particular: ;2
f s
la b k k k Suspensie simetric
2 0M z k z 2
02
y
k lI
2 ec.dif.independente
22
;2
s t
y
k k l
M I
sltare tangaj
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
120/199
2.3 Oscilaiile de sltare i de tangaj
Centrul de oscilaie
; ;f s
f s f s
f s
k k
m m
Suspensie simetric
Centrul de oscilaie coincide cu CG = micridecuplate de sltare i de tangaj
Suspensie nesimetric
f s Centrul de oscilaii de sltare
deplasat n faa punii anterioareCentrul de oscilaie de tangaj
deplasat spre puntea spate
f s Centrul de oscilaii de sltaredeplasat n spatele punii posterioareCentrul de oscilaie de tangaj
deplasat spre puntea anterioar
Situaia cea mai favorabil
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
121/199
2.4 Sistemul elastic cu 7 grade de libertate (7DOF)
Grade de libertate:
Deplasri verticale ale celor 4mase nesuspendate (roilor) = 4
Sltare (masa suspendat) = 1
Tan a masa sus endat =1
18
Ruliu (masa suspendat) = 1
TOTAL = 7 DOF
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
122/199
2.5 Elemente de calcul
1. Se stabilete rig suspensiilordin condiia obinerii unei frecvene proprii de11,3 Hz
2. Se verific valoarea sgeii statice
Valori recomandate Autoturisme: 200250 mmAutobuze: 120200 mmAutocamioane: 80140 mm
19
.
3. Se verific raportul rigiditilor fa / spate
Valori recomandate
,
,
0,8...0,9st f
st s
y
y
,
,
1,0...1,2st f
st s
y
y
pentru autoturisme
pentru autocamioane
2. Definirea caracteristicilor funcionale principale
7/25/2019 Examen Final SFDS
123/199
2.5 Elemente de calcul
4. Verificarea coeficientului dinamic: raportul dintre fora preluat de arc lasgeata maxim i sarcina static
Valori recomandate
Autovehicule obinuite: 1,71,8Autoveh. care circul pe drumuri cu neregulariti: 23Autov. de teren: 34
20
5. Se verific valoarea sgeii dinamice
Valori recomandate 0,5d sty y pentru autoturisme
pentru autocamioane
pentru autobuze0,75d sty y
1,00d sty y 6. Se adopt coeficientul de amortizare pentru obinerea unui raport de
amortizare de 0,20,4
2c k m
7/25/2019 Examen Final SFDS
124/199
1133.. CALCULUL
ELEMENTELORSUSPENSIEI
1
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
1. Calculul arcurilor elicoidale cilindrice
7/25/2019 Examen Final SFDS
125/199
3
8 F n D
2
4s
G d
Indicele arcului:D
cd
Factorul de corecie a curburii:0,5
1sK
c
Rigiditatea arcului
4
38
G dk
n D
Efortul unitare de forfecare3
8 F D
d
1. Calculul arcurilor elicoidale cilindrice
7/25/2019 Examen Final SFDS
126/199
Date de intrare
Sgeata static
Sgeata dinamic
Rigiditatea
Diametrul arcului
st
y
dy
k
D
3
Se verific efortul unitar
Rigiditatea arcului
4
38
G dk
n D
8
8 3 3
8 8 dadmisibil
F D F D
d d
Se adoptn= 69 i secalculeazd
Se verific sgeata static
3
4
8 stst
F n D
y G d
2. Calculul arcurilor cu foi
7/25/2019 Examen Final SFDS
127/199
Arcul preia:
Fora verticalForele orizontaleMomentele reactive
Cazul 1
4
2 d
GZ k Reaciunea vertical a cii pentru frnare / demaraj punte
motoare / nemotoare
dk Coeficient dinamic care depinde de vitez i de gradul de ncrcare
2f d
GX Z k Reaciunea orizontal a cii pentru frnare punte
motoare / nemotoare
2. Calculul arcurilor cu foi
Arcul preia:
7/25/2019 Examen Final SFDS
128/199
Arcul preia:
Fora verticalForele orizontaleMomentele reactive
2
, ,
2Af r f r
G l bR m
l
Reaciunile verticale ale asiuluipentru frnare / demarare
5
Ramura din stnga
1
,2
B f r
G l bR m
l
, 1 ,
1
Af r f r
i
R l X
W b h
, 2Bf r
i
R lW
Ramura din dreapta
2
6
ib h
W
Limea foiiGrosimea foii
Valori recomandate Sgeata static
Sgeata maxim
max 800...900 MPa
max 500...600 MPa
2. Calculul arcurilor cu foi
7/25/2019 Examen Final SFDS
129/199
Arcul preia:
Fora verticalForele orizontale
Momentele reactive suntpreluate de bara longitudinal
Cazul 2
6
2 d
GZ k Reaciunea vertical a cii pentru frnare / demaraj punte
motoare
2f d
GX Z k Reaciunea orizontal a cii pentru frnare puntemotoare / nemotoare
2. Calculul arcurilor cu foiArcul preia:
7/25/2019 Examen Final SFDS
130/199
Reaciunile verticale ale asiuluipentru frnare / demarare
Arcul preia:
Fora vertical
Momentele reactive i foreleorizontale sunt preluate de baralongitudinal
7
, ,2
Af r f rR ml
Ramura din stnga
1
,2
B f r
G l bR m
l
, 1 ,
1
Af r f r
i
R l X
W b h
, 2Bf r
i
R l
W
Ramura din dreapta
2. Calculul arcurilor cu foi
7/25/2019 Examen Final SFDS
131/199
Arcul preia:
Fora vertical
Momentele reactive i foreleorizontale sunt preluate de baralongitudinal
Cazul 3
8
2 d
GZ k Reaciunea vertical a cii pentru frnare / demaraj punte
motoare
2f d
GX Z k Reaciunea orizontal a cii pentru frnare puntemotoare
2. Calculul arcurilor cu foi
7/25/2019 Examen Final SFDS
132/199
Arcul preia:
Fora vertical
Momentele reactive i foreleorizontale sunt preluate de baralongitudinal
9
, ,2
Af r f rR ml
Ramura din stnga
1
,2
B f r
G lR m
l
, 1Af r
i
R l
W
, 2Bf r
i
R l
W
Ramura din dreapta
3. Calculul arcurilor bar de torsiune
7/25/2019 Examen Final SFDS
133/199
100s s Unghiul de rsucire n poziia static
0sin sins sz b 0arcsin sin s
s
z
b
3. Calculul arcurilor bar de torsiune
7/25/2019 Examen Final SFDS
134/199
11
Momentul de rsucire n poziia static 0 coso sM Z b
Lungimea activ a barei de torsiune
4
032
sa
d GL
M
Efortul unitar n poziia static 03
16s
M
d
3. Calculul arcurilor bar de torsiuneUnghiul n poziia superioar maxim
7/25/2019 Examen Final SFDS
135/199
0 max
Unghiul maxim de rsucire abarei de torsiune
max
max 0arcsin sin
z
b
g p p
12
Efortul unitar n poziia maxim sa
G d
L
Valori recomandate max 700...900MPa
4. Calculul barei stabilizatoare
Dac unghiul de ruliu este mai mare de
7/25/2019 Examen Final SFDS
136/199
. .1bstab gl susp
a
Yk G h k
G
Rigiditatea barei stabilizatoare
Dac unghiul de ruliu este mai mare de7, se impune utilizarea barelor destabilizare
13
h
- distana de la centrul de greutate al masei suspendatela axa de ruliu;
Y- fora lateral, la limita de aderen
- unghiul de ruliu, exprimat n radiani
. .gl suspk - rigiditatea unghiular global a suspensiei fa ispate n absena barei stabilizatoare
La autoturisme raportul dintre rigiditile unghiulare ale suspensiei dinfa i din spate trebuie fie de1,21,6.
5. Calculul elementelor pneumatice
F l t d l t l l ti ti
7/25/2019 Examen Final SFDS
137/199
p
n
0 0
n
a e a en
p V
F p p S p S V
- presiunea sub efectul foreiF;
- exponentul politropic
Fora preluata de elementul elastic pneumatic
0p - presiunea iniial;
ap - presiunea atmosferic;
14
0,V V - Volumul curent, respectiv iniial
eS - suprafaa elementului pneumatic, consideratconstant
eV S f
f- sgeata sub aciunea foreiF
0 0
n
a en n
e
p VF p S
S f
5. Calculul elementelor pneumatice
dFkD fi i i i idi ii
7/25/2019 Examen Final SFDS
138/199
p
dk
fDefiniia rigiditii
0 0d
d
n
a en n
e
p Vk p Sf S f
1
20 0 0 0 0 0
2 1 1 1
n n n n
e en n n n n
e e
p V n f n p V n p Vk S S
S f S f V
15
Cazul utilizrii unui sistem de reglare automat a sgeii statice
2 20 0 0
1
0 0
n
e en
n p V n pk S S
V V
5. Calculul elementelor pneumatice
Se verific presiunea de lucru :
7/25/2019 Examen Final SFDS
139/199
Se verific presiunea de lucru :
2
ns
a
e a
Z Z Lp p
S L L
Z - Sarcina pe osie n stare nencrcat
nsZ - Greutatea masei nesuspendate a punii
Starea nencrcat:
16
2
u ns
u a
e a
Z Z Lp p
S L L
uZ - Sarcina pe osie n stare ncrcat
nsZ - Greutatea masei nesuspendate a punii
Starea ncrcat:
Valori recomandate 0,6MPaup
6. Calculul amortizorului hidraulic
li
7/25/2019 Examen Final SFDS
140/199
1
li
l
cosa R
iF F
Rv
av
1l
cosa Rv v
i
2
a R
ic c
17
1i
RF a
F
Rv
av
RF
a
l
1
cosa RF F
cosa Rv v
2
1
cosa Rc c
6. Calculul amortizorului hidraulic
Rigiditatea suspensiei 2k k i Raportul de braelor roat/arc fa de
7/25/2019 Examen Final SFDS
141/199
R p
g
R p
k kk
k k
1
2
Rs
s
k
M
g pcalculat la axul roii R s arc
k k i Raportul de braelor roat/arc fa dearticulaia braului
Rigiditatea global pneu
Pulsaia proprie a masei suspendate
18
12cr s pc k k m
Pulsaia proprie a maseinesuspendate
1
2
S p
ns
ns
k k
M
Coeficientul critic de amortizare
Amortizare
subcritic
6. Calculul amortizorului hidraulic
Raportul de c
7/25/2019 Examen Final SFDS
142/199
amortizarecrc
Coeficientul de amortizare la comprimare la viteze reduse (low speed)
cLS cr LS c c
Calculul caracteristicii de amortizare la viteze reduse
Coeficientul de amortizare la destindere la viteze reduse (low speed)
19
Fora de amortizare la comprimare pentru viteza de tranziie
Viteza de tranziie de la viteze mici
la viteze maricLS cLS T F c v
50mm/sTv
3
LSdLS cr c c
Fora de amortizare la destindere pentru viteza de tranziie
dLS cLS T F c v
6. Calculul amortizorului hidraulic
Calculul caracteristicii de amortizare la viteze ridicate
7/25/2019 Examen Final SFDS
143/199
Coeficientul de amortizare la comprimare la viteze ridicate (high speed)
cLS cr HS c c
Calculul caracteristicii de amortizare la viteze ridicate
Coeficientul de amortizare la destindere la viteze ridicate (high speed)
3
LSdLS cr c c
20
250mm/sHSv Fora de amortizare la comprimare pentru viteze ridicate
cHS cHS HS F c v
Fora de amortizare la destindere pentru viteza de tranziie
dHS cHS HS F c v
6. Calculul amortizorului hidraulic
Calculul caracteristicii de amortizare la viteze ridicate
7/25/2019 Examen Final SFDS
144/199
Calculele se execut:
Calculul caracteristicii de amortizare la viteze ridicate
Valori recomandate
Pentru puntea fa / spatePentru situaia ncrcat / descrcat
Pentru autoturisme
PUNTEAValorile raportului de amortizare
21
Vitez mic 0,3 0,35
Vitez ridicat 0,25 0,25
Raportul destindere/comprimare 3 (25) 3 (25)
Pentru toate categ. Gh. Frail, Calculul i construcia automobilelor, pag.575
HS
LS
d c
7/25/2019 Examen Final SFDS
145/199
1155.. CONSTRUCIASISTEMULUI DE
DIRECIE
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
146/199
Prin rotirea punii n jurul unuiPrin rotirea punii n jurul unui
punct situat pe axa puniipunct situat pe axa punii
2
Prin bracarea roilor de laPrin bracarea roilor de laaceeai punteaceeai punte
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
147/199
Prin rotirea unei poriuni dinPrin rotirea unei poriuni din
asiu (cu asiu articulat)asiu (cu asiu articulat)
3
Prin rotirea punii n jurul unuiPrin rotirea punii n jurul unuipunct situat pe axapunct situat pe axa
autovehicululuiautovehiculului
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
148/199
PrinPrinantrenareaantrenarearoilor curoilor cu
vitezeviteze
4
diferitediferite
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
149/199
s asigure stabilizarea micrii rectilinii (dup efectuarea virajuluiroile de direcie s revin n poziia corespunztoare mersului n liniedreapt);
s permita obtinerea unei raze minime de viraj ct mai reduse;s elimine oscilaiile unghiulare ale roilor de direcie n jurul pivoilor
(fenomenul se numete shimmyi produce uzura articulaiilor, a
5
s permit o manevrare rapid a direciei, adic unghiurile de rotireale volanului s fie suficient de mici pentru a realiza o conducere sigurin raport cu viteza automobilului;
unghiurile de aezare ale roilor s se modifice ct mai puin n timpulvirrii;
s transmit la volan, ntr-o mic msur, ocurile roilor de direciedatorate de neregularitile cii de rulare (feed-back);
s fie simetric, adic numrul de rotaii ale volanului la stnga i ladreapta s fie egale;
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
150/199
efortul necesar manevrrii volanului s fie ct mai redus;s aib un randament ct mai ridicat;s permit nclinarea roilor n viraj, astfel nct s nu se produc
alunecarea lor;s fie compatibil cu mecanismul de ghidare al punii sau al roilor,
adic deplasrile i oscilaiile roilor s nu produc oscilaii ale volanului;
6
consecin la reducerea siguranei circulaiei;s fie prevzut cu elemente de reglaj, iar reglarea i ntreinerea s fie
uoare;construcia s fie sigur, simpl, s nu produc blocri i s aib o
fiabilitate ct mai mare.
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
151/199
Volanul
Coloana de direcie (arborele, transmisia)
Mecanismul de acionare
(posibil cu sistem de servoasistare)
7
Transmisia
(posibil cu sistem de servoasistare)
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
152/199
A. Dup locul de dispunere al volanului
volan i post de conducere pe stnga;volan i post de conducere pe dreapta;
B. Dup loculamplasrii punilor directoare
la autovehiculele cu dou puni
Punte directoare faPunte directoare spate
Ambele puni directoare
8
la autovehiculele cu trei puni
la autovehiculele cu patru puni
Numai puntea 1 (fa)Punile 1 i 2Punile 1 i 3
Numai punile 1 i 2 (fa)Punile 1 i 2 i 4Punile 1 i 3
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
153/199
B. Dup loculamplasrii punilor directoare
9
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
154/199
C. Dup tipul si angrenajul mecanismului de acionare
dup tipul angrenajului;
dup valoarea raportului de transmitere; Raport de transmitere constant
Raport de transmitere variabil
Melc globoidal + rolurub + piuliurub + piuli cu bile recirculantePinion + cremalier
10
D. Dup tipul de acionare a mecanismului de direcie
mecanic (fr servoasistare)
cu servoasistare hidraulic
la servoasistare electric
Pompa antrenat de m.a.i.Pompa antrenat de motor electric
1. Rol, cerine,clasificri
7/25/2019 Examen Final SFDS
155/199
E. Dupa dispunerea mecanismului de acionare fa de transmisia direciei
mecanism de acionare integrat in trapezul de direciemecanism de acionare separat de trapezul de direcie;
F. Dup construcia punii directoare
sistem de direcie pentru punte directoare rigid;sistem de direcie pentru punte directoare fracionat.
11
2. Construcia sistemului de direcie
7/25/2019 Examen Final SFDS
156/199
Antrenare levier solidarcu fuzeta
12
Antrenare leviercentral
ecan sm e p rapez
Mecanism de tipparalelogram
2. Construcia sistemului de direcie
7/25/2019 Examen Final SFDS
157/199
Servoacionare electricpe coloana de direcie
Caseta de direcie cupinion i cremalier
13
Mecanism de direcie integratn trapezul de direcie
2. Construcia sistemului de direcie
7/25/2019 Examen Final SFDS
158/199
Servoacionare electricpe caseta de direcie
Caseta de direcie cupinion i cremalier
14
Mecanism de direcie integratn trapezul de direcie
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
159/199
Coloana de direcie
Melc globoidal
Rol
15
Prghie decomand
3. Construcia mecanismului de acionare
Asigurarea
7/25/2019 Examen Final SFDS
160/199
Particulariti constructive etanrii
Rulmeni radial-axiali pentru sprijinulmelcului globoidal
Reglajul poziieiaxiale a rolei
Angrenare pedou flancuri
16
Buc sprijin axieire caset de
direcie Prghia de comand montat pecaneluri i asigurat cu piuli
Reglajul poziieiaxiale a melcului
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
161/199
Coloana de direcie
Prghie decomand
17
urub
Piuli
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
162/199
Particulariti constructive
Raport detransmitere variabil
Rulmeni radial-axialipentru sprijinul
urubului.
18
Rulmeni sprijin ax ieirecaset de direcie
Reglajul poziiei axiale aurubului
Fixarea cu brar
elastic a prghiei decomand
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
163/199
Rulmeni radial-axialipentru sprijinul
urubului.
19
,0,7
i
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
164/199
Ulei sub presiune ridicat
Ulei presiune redus -
evacuare
20
Distribuitor hidraulic rotativ
De la sursa de presiune
Ctre rezervor
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
165/199
pinion
cremalier
21
3. Construcia mecanismului de acionare
A t j
7/25/2019 Examen Final SFDS
166/199
De la sursa depresiune
Ctre rezervor
Avantaje- randament direct ridicat;- bracari mari ale rotilor la rotiri mici ale volanului;- este integrat in transmisia direciei
Dezavantaje- randamentul invers ridicat, deci socuri resimtite la volan;- necesita un spatiu transversal intre roti pentru montare
Distribuitor hidraulic rotativ
Ulei sub presiuneridicat
Ulei presiune redus -evacuare
22
3. Construcia mecanismului de acionare
M i i i li
7/25/2019 Examen Final SFDS
167/199
Mecanism pinion - cremalier
1 - urub2 Curea transmisie cudantur interioar3 Roat dinat montatpe axul motorului electri4 Fulie transmisie5- Piuli6 Bile retur7 Bile piuli
23
alturat
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
168/199
Motorul electric dispus
coaxial (Honda S2000)
urub
24
Rotorul motorului electricsolidar cu piulia
Pinion
r cu a e s er c
Manon de protecie
3. Construcia mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
169/199
Arc ajustare joc
an renare
Rulment sprijin pinion
Inel de etanare
Buc sprijin pinion
Inel de etanare
Cuplaj elastic
25
Piuli fixarepinion
Opel Astra i Vectra
Articulaii cilindrice, montajcentral bare longitudinale
Cremalier
4. Servomecanisme
ii il d di i t b i d ii d t
7/25/2019 Examen Final SFDS
170/199
poziia roilor de direcie trebuie s corespund comenzii date
de ofer, att la deplasarea rectilinie, ct i la deplasarea n viraj;dup ce au parcurs o curb, lsnd liber volanul, roile de
direcie trebuie s revin automat la poziia de mers n liniedreapta;
servodirecia trebuie s asigure oferului un bun contact cu
26
interventia forei suplimentare nu trebuie s fie perceputa lavolan;
conducerea automobilului trebuie s fie posibil i in cazurile ncare servodirecia nu funcioneaz;
s prezinte siguran contra vibraiilor chiar i pe drumuri foarterele (s nu apar autooscilaii ale roilor de direcie sau alevolanului) .
4. Servomecanisme
7/25/2019 Examen Final SFDS
171/199
B. Dup amplasarea servom ecanismu lui
A. Dup tipu l energiei ut i l izate
Hidraulice impun existena pompei, rezervorului cu ulei i conductelorElectrice
Pe coloana de direcie
Inte rate n caseta de direc ie
27
Integrate n mecanismul de transmisie
4. ServomecanismeServoasistare electric montat pe coloana de direcie(ZF)
7/25/2019 Examen Final SFDS
172/199
Articulaii
Servomotorelectric
Avantaj major poate fi utilizatpentru orice tip de caset dedirecie
28
Mecanism melc-roatmelcat
4. Servomecanisme
7/25/2019 Examen Final SFDS
173/199
29
Servoasistare hidraulic cu 2cilindri care acioneaz asupraprghiilor montate pe fuzete
Servoasistare hidraulic cu uncilindru cu dubl aciune careacioneaz asupra prghiilormontate pe fuzete
4. Servomecanisme
7/25/2019 Examen Final SFDS
174/199
30
Servoasistare hidraulic cu un cilindru cu dubl aciune care
acioneaz asupra barei transversale de direcie
4. Servomecanisme
7/25/2019 Examen Final SFDS
175/199
31
4. Servomecanisme1 Fora de acionare a volanului
2 Senzorul de cuplu msoar
Aciunea direct
7/25/2019 Examen Final SFDS
176/199
2 Senzorul de cuplu msoarmomentul de torsiune dezvoltatde ofer
3 Senzorul de deplasaremsoar: unghiul de rotire; vitezaunghiular; sensul de rotire
32
o u u e con ro e erm n :fora de asistare; sensul deaplicare a forei
5 Motorul electric antreneazcremaliera: cu fora necesar; n
sensul necesar
6 Fora total aplicatcremalierei este dat de sumaforelor de la volan i de lamotorul electric
4. Servomecanisme1 Reducerea forei de acionarea volanului
Aciunea de revenire
7/25/2019 Examen Final SFDS
177/199
2 Senzorul de cuplu msoarmomentul de torsiune dezvoltatde ofer
3 Senzorul de cuplu msoarforele de revenire ale roilor
33
o u u e con ro e erm n :fora de asistare; sensul deaplicare a forei
5 Motorul electric antreneazcremaliera: cu fora necesar; n
sensul necesar
5. Sistem de acionare electric
Acionarea roilor se realizeazexclusiv pe cale electric
7/25/2019 Examen Final SFDS
178/199
1 comanda electric includesenzori de unghi i de moment,precum i actuator2 ambreiaj cu rol de redundan3 controler4 motoare electrice de execuie
34
6. Coloana de direcie
Rol funcional- transmite comanda virrii de la organul de comand (volanul) la mecanismul de
i
7/25/2019 Examen Final SFDS
179/199
acionare;
- permite reglarea poziiei volanului;- are rol esenial n sigurana pasiv prin: dispunerea airbagului ofer n butuculvolanului, deformarea unor elemente constructive pentru a evita impactul cu corpuloferului;- asigur blocarea manevrarii volanului n timpul staionarii automobilului;- contribuie la estetica i ergononia postului de conducere
35
Compunere
1 sistem blocare2,3 lagre de sprijin4,5 articulaii cardanice6 arbore intermediar7 burduf de protecie
6. Coloana de direcie
Coloana telescop icArbore superior
7/25/2019 Examen Final SFDS
180/199
Arbore inferior
Arbore
interior
36
Arbore telescopic
tifturi
nylon
Reea deformabil
Arboreexterior
6. Coloana de direcie
Coloana deform abi l
Coloan telescopic i deplasabil Volvo S40
7/25/2019 Examen Final SFDS
181/199
Coloan telescopic i deplasabil Volvo S40
37
1- Ansamblu suport2 Coloan de direcie3 Element deformabil4 Cuplaj elastic5 Caseta de direcie
6. Coloana de direcie
Coloana deform abi l
7/25/2019 Examen Final SFDS
182/199
Transmisie a volanului cu arbore secundardeformabil i volan basculabil (Mercedes)
38
7. Bare de direcie i articulaii
1 Bare de direcie; pot fi:Cu lungime fix: ex.
COMPONENTE1
7/25/2019 Examen Final SFDS
183/199
1. Bare de direcie; pot fi:Cu lungime variabil: ex. 2
2. Articulaii; pot fi:Cilindrice: ex.
Sferice: ex.
3
4
Fixare pe con i asigurare cupiuli
3. Prghii; pot fi:Cu poziie fix, fixate cu uruburi; ex.
5
39
1
23
4
u poz e reg a , pe cane ur ; ex.
5 6
7. Bare de direcie i articulaii
7.2 Construcie
Arc compensare
7/25/2019 Examen Final SFDS
184/199
Arc compensarejocuri
Corp
40
Con de fixare
Manon de protecie
Articulaiasferic
Arc compensarejocuri
7/25/2019 Examen Final SFDS
185/199
16.16. ELEMENTE deCALCULUL SISTEMULUI
de DIREC IE
Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticuor
1. Cinematicavirajului prin
bracarea roilor
L
iraj
pl
AD
7/25/2019 Examen Final SFDS
186/199
Virajul idealAxele tuturor roilor seintersecteaz n punctul unic O
OD OC
Bbe
R
beR
Bandadev
iraj
b
eR
BC
AD BC
AD=BC; OD-OC B
2 1ctg ctg const.
B
L
R
2
1
0
iR
1. Cinematica virajului prin bracarea roilor
7/25/2019 Examen Final SFDS
187/199
Cunoscut sub denumirea degeometrie de viraj Ackerman
Inventat de Georg Lankensperger,Munchen n 1817
Brevetat de Rudolf Ackerman n1818 n Anglia
Presupune existena unui centru unic de viraj, roile
executnd rotirea n jurul acestuia
1. Cinematica virajului prin bracarea roilor
452[ ]
7/25/2019 Examen Final SFDS
188/199
20
25
30
35
40
45
0
5
10
0 5 10 15 20 25 30
1 [ ]
2 1
Variaia unghiurilor de bracare a roilor
1. Cinematica virajului prin bracarea roilorA
3v
7/25/2019 Examen Final SFDS
189/199
B
A
1v
vv R 3 4;
2 2v v
B Bv R v R
3 4 22 2
v v
B Bv v R R R
Centrudeviraj
B
1
2
R
2v
4v
v
1 2
1 2
2 2;cos cos
v v
B BR R
v v
1 2
1 2
2 2 2cos cos cos
v v
B BR RR
v v
1. Cinematica virajului prin bracarea roilor
2 2
B BR R
R
7/25/2019 Examen Final SFDS
190/199
18
1
2
cos[%]
cos
1 2
1 2
2 2 2
cos cos cosv v
Rv v
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25 30
1[ ]
Variaia erorii de aproximare a cosinusurilor unghiurilor de bracare
/ 0,6B L
1. Cinematica virajului prin bracarea roilor
Concluzii
7/25/2019 Examen Final SFDS
191/199
Concluzii
1. Vitezele roilor respect relaii de forma:
1 2 02v v v
Se asigur: Pentru puntea fa motoare diferenialul inter-roi
Pentru puntea fa nemotoare pot avea orice vitez
2. Sistemele actuale de direcie nu asigur cu exactitate respectarearelaiei Ackerman rezult alunecri relative pneu cale, n specialla raze mici de viraj (unghiuri mari de bracare)
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
2.1 Raportul de transmitere
U hi l d ti l l i (1 5 3 0) 360
7/25/2019 Examen Final SFDS
192/199
v
m
i
Unghiul de rotire a volanului = (1,53,0) x 360
Unghiul de bracare a roilor
7/25/2019 Examen Final SFDS
193/199
p
Poate fi: ConstantVariabil
1 Constant satisfacecerinele pentru mareamajoritate a autovehiculelor
cel mai rspndit
2 Descresctor- manevrare uoar a volanului pentru unghiuri obinuite, rotireavolanului cu unghiuri mici produce unghiuri foarte mici de bracare (direcia nu este
sensibil), iar rularea la viteze mari cnd influena momentelor stabilizatoare estemaimare, devine mai uoar. n schimb, virajele cu raze mici (unghiurile mari debracare) necesit fore mari la manevrarea volanului, dar frecvena acestora esteredusa.
Aceasta varianta este convenabil pentru autovehicule cu sarcin util mare.
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
2.1 Raportul de transmitere
Raportul de transmitere al mecanismului de acionare
7/25/2019 Examen Final SFDS
194/199
3 Cresctor satisfacecerinele pentru deplasareacu viteze mari se aplic laautoturisme
4 Descresctor accentueaz uurina manevrrii la raze mariAceasta varianta este convenabil pentru autovehicule grele.
Raportul de transmitere se calculeaz cu relaii specifice fiecrui tipde mecanism de acionare
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
2.1 Raportul de transmitere
Raportul de transmitere al transmisiei
7/25/2019 Examen Final SFDS
195/199
Raportul de transmitere se calculeaz cu relaii specifice fiecrui tip
de mecanism de transmisie corelat cu mecanismul de acionare
Mecanism de ac. cu ieire arborecu micare de rotaie
Mecanism de ac. cu cremalier
2.2 Randamentul sistemului de direcie
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
7/25/2019 Examen Final SFDS
196/199
1
1 1
1 1 2 2 1 2
1
1 1
f f
d
f f f a f
P P P
P P
M M M i M
Aciunea direct
1 1 1 a Aciunea invers
2
2 2
1 1 2 2 1 2
2 2 2
1
1 1
f f
i
f f f a f
P P P
P P
M M M i M
M M
Un calcul riguros presupune utilizarea unor programe bazate pe metoda multi-corp
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
2.3 Calculul solicitrilor
7/25/2019 Examen Final SFDS
197/199
Un calcul riguros presupune utilizarea unor programe bazate pe metodamulti-corp
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
2.3 Calculul solicitrilor
7/25/2019 Examen Final SFDS
198/199
multi corp
Valori recomandate pentru efortul la volan
4050 N la autoturisme,
2. Parametrii funcionali ai sistemului de direcie
7/25/2019 Examen Final SFDS
199/199
,
100160 N la autocamioane i autobuze,250 N la autocamioane.
Pentru valori mai mari de 200 N se impune utilizarea servomecanismelor.
Pentru sporirea confortului, se utilizeaz servomecanisme i la autoturisme.