Dinamica Autovehiculelor - Microbuz - Sa se determine comportarea unui microbuz cu o capacitate de16 persoane dotat cu motor cu aprindere prin comprimare avand puterea Pn = 115 kW la turatia n = 3800 rot/min

TEMA DE PROIECT

Sa se determine comportarea unui microbuz cu o capacitate de16 persoane dotat cu motor cu aprindere prin comprimare avand puterea Pn = 115 kW la turatia n = 3800 rot/min.

CUPRINS

A.   MEMORIU DE CALCUL

Calculul dinamic al autovehiculului

Stabilirea parametrilor geometrici generali

Stabilirea si repartizarea greutatii pe punti

Alegerea pneurilor si stabilirea razei dinamice

Calculul caracteristicii externe a motorului

Stabilirea vitezei maxime a autoturismului

Determinarea raportului de transmitere al reductorului central

Determinarea raportului de transmitere din cutia de viteze

Determinarea vitezelor pe trepte si trasarea diagramei de variatie a vitezelor pe trepte

Performantele autovehiculului

Caracteristica de tractiune in functie de viteza

Caracteristica dinamica

Variatia factorului dynamic

Variatia acceleratiei in functie de viteza pe trepte

Variatia inversului acceleratiei in functie de viteza pe trepte

Variatia timpului si a spatiului de demaraj

Bilantul puterilor

Calculul franarii

Calculul stabilitatii

B.   DESENE

Desenul autoturismului (vedere generala)

A. MEMORIU DE CALCUL

CALCULUL DINAMIC AL AUTOTURISMULUI

Stabilirea parametrilor geometrici generali

Tipul si destinatia autovehicului sunt factorii de baza care definesc calitatile ce trebuie conferite acestuia inca din faza de proiectare, astfel incat sa fie obtinute rezultatele si performantele capabile sa-l situeze la nivelul celor mai bune modele din aceasta categorie.

Pe baza acestor considerente in prezentul proiect s-a plecat de la studierea parametrilor constructivi si de greutate ai unui microbuz(Mercedes-Benz) adoptandu-se urmatorii parametrii constructivi :

Stabilirea si repartizarea greutatii pe punti :

G₁ = G_a*b/L = 5480*0.55 = 3014 Kg

G₂ = G_a*a/L = 5480*0.45 = 2466 Kg

b/L

a/L

Se adopta b/L=0.55 si a/L=0.45.

Distributia greutatii pe roti:

G_R1F= G_R2F= G₁/2= 3014/2=1507 Kg

G_R1S= G_R2S= G₂/2= 2466/2=1233 Kg

Alegerea pneurilor si stabilirea razei dinamice

Dimensiunile si tipul rotiilor au o influenta directa asupra dinamicii, economicitatii, stabilitatii si capacitatii de trecere a autocamionului.

In functie de sarcinile de incarcare pe roata se adopta pneuri de tipul 7.50R16 cu 10 PR (pliuri echivalente), jenti de tipul 6.00G-16, cu latimea sectiunii 210 [mm], diametrul exterior 790 [mm], raza statica de 370 [mm] si marimea camerei de aer de 7.50-16, conform STAS 10960.

- Determinarea razei de lucru:

r = r_n = 0.947*370 = 350.39 mm

se adopta

Calculul caracteristicii externe a motorului

Calitatile dinamice si de tractiune ale autocamionului sunt determinate de caracteristica externa a motorului si anume de parametrii principali ai caracteristicii externe, care sunt:

puterea maxima Pn [W]

momentul maxim Mm [Nm]

turatia corespunzatoare puterii maxime n_n [rot/min]

turatia corespunzatoare momentului maxim n_m [rot/min]

consumul specific c [g/kWh]

consumul orar C [kg/h]

Coeficientul de elasticitate al motorului c= 0.55

- parametrii dependenti de coeficientul de elasticitate al motorului

P_n = 80 kw

n_n = 3500 rot/min

Stabilirea vitezei maxime a autovehiculului

Viteza maxima se determina din conditia functionarii motorului dupa caracteristica externa (sarcina maxima).

G_a - greutatea totala a microbuzului

f - coeficientul de rezistenta la rulare

K  - coeficient aerodinamic

S - suprafata frontala maxima

_tr - randamentul transmisiei

Pv_max - puterea corespunzatoare vitezei maxime

Determinarea raportului de transmitere al reductorului central

Valoarea raportului de transmitere al transmisiei principale a automobilului se determina din conditia realizarii vitezei maxime in priza directa a cutiei de viteze, pe drum orizontal de calitate foarte buna.

r - raza de lucru

n_vmax - turatia vitezei maxime

v_max - viteza maxima

Determinarea raportului de transmitere din cutia de viteze

- raportul de transmitere pt. prima treapta (i₁) :

- conditia de aderenta :

- conditia de invingere a rezistentelor la rulare :

- greutatea pe puntea motoare: G_pmot=19580 [N]

- coeficientul de aderenta: φ=0.8

- coeficientul de repartizare dinamica: m_M=0.9.0.95, se adopta m_M=0.92

5.67< i₁<7.11 - Se adopta i₁=6

- se adopta nr. treptelor de viteza n=5

- calculul ratiei seriei geometrice a rapoartelor de transmitere din cutia de viteze :

Determinarea vitezei pe trepte si trasarea diagramei de variatie a vitezei pe trepte

PERFORMANTELE AUTOMOBILULUI

Performantele reprezinta posibilitatile maxime ale automobilului in privinta vitezei, demarajului si capacitatii de franare, precum si indicii de apreciere ai acestora.

Caracteristica de tractiune

Caracteristica fortei la roata sau caracateristica de tractiune reprezinta curbele de variatie ale acesteia in functie de viteza microbuzului Fr=f(v) pentru fiecare treapta a cutiei de viteze utilizate.

Me - momentul efectiv al motorului

i_tr - raportul de transmitere al transmisiei

η_tr - randamentul transmisiei

r - raza dinamica a rotii

Caracteristica dinamica a autovehiculului

Forta de tractiune disponibila excedentara: Fe=Fr-Rd , care se utilizeaza la invingerea rezistentelor drumului si rezistentei la demarare, caracterizeaza dinamicitatea microbuzului, dar nu poate fi folosita ca indice de comparatie pentru microbuze de greutati diferite, deoarece la valori egale ale fortei excedentare Fe, calitatile dinamice ale unui microbuz cu greutate mai mica sunt superioare celor ale unui microbuz cu greutate totala mai mare.

Variatia factorului dinamic :

F_r - forta la roata

K - coeficientul aerodynamic

S - suprafata fronatala

v - viteza

G_a - greutatea totala .

2.2.2 Variatia acceleratiei :

Se adopta : - momentul de inertie al motorului I_m = 2 [kgm²]

- momentul de inertie al rotilor ΣI_R = 45 [kgm²].

2.2.3 Variatia inversului acceleratiei :

2.2.4 Variatia timpului si spatiului de demaraj :

Capacitatea de demarare a microbuzului este caracterizata de acceleratie, insa pentru a avea indici de apreciere mai usor de utilizat in compararea diferitelor tipuri de automobilel, este necesara determinarea timpului si spatiului :

2.3 Bilantul de puteri :

3. DEMARAJUL AUTOMOBILULUI

Performantele si calitatile dinamice ale automobilelor sunt puternic influentate de capacitatea de demarare a acestora. Studiul demarajului automobilului presupune determinarea acceleratiei, a timpului si spatiului de demaraj, indici cu care se poate aprecia si compara capacitatea de demarare pentru diferite tipuri de autocamioane.

3.1 Timpul si spatiul de demarare

Capacitatea de demarare a autocamionului este caracterizata de acceleratie, insa pentru a avea indici de apreciere mai usor de utilizat in compararea diferitelor tipuri de automobilel, este necesara determinarea timpului si spatiului

4. BILANTUL DE PUTERE

Acesta reprezinta echilibrul dintre puterea la roata PR si suma puterilor necesare invingerii rezistentelor la inaintare si se determina cu relatia:

FRANAREA AUTOMOBILULUI

Franarea este procesul prin care se reduce partial sau total viteza automobilului. De capacitatea de franare a automobilului depinde in mare masura posibilitatea utilizarii integrale a vitezei si acceleratiei acestuia, elemente ce determina viteza medie de exploatare.

Forta de franare si repartitia ei pe punti

Forta de franare tangentiala care actioneaza asupra rotii in timpul franarii se realizeaza la rotile automobilului ca urmare a actiunii momentelor de franare Mf, de rezistenta la rulare Mrul si de inertie a rotii M.

Suprafata pe care se franeaza este:

asfalt uscat:

pamant batatorit:

asfalt umed:

zapada batatorita:

Timpul minim de franare este: [s]

Spatiul minim de franare este:

Spatiul de oprire al autocamionului este:

unde: t0 - timpul de reactie al conducatorului auto

t0 = (0.45.1)s

t1' - timpul din momentul inceperii cursei active a pedalei de frana

la atingerea valorii nominale a fortei pe pedala de frana

t1'= (0.2.0.5)s

t1'' - intarzierea din momentul inceperii dezvoltarii fortei de franare

pana la atingerea valorii maxime

t1''= (0.1.1)s

CALCULUL STABILITATII AUTOCAMIONULUI

Stabilitatea autocamionului este proprietatea acestuia de a se opune alunecarii, patinarii si rasturnarii.

Stabilitatea longitudinala

Stabilitatea longitudinala a autocamionului este capacitatea lui de a se opune alunecarii sau patinarii longitudinale, precum si rasturnarii in raport cu axa transversala.

Stabilitatea transversala

stabilitatea de derapare:

Viteza limita de deplasare (pentru viraj cu raza constanta si viteza constanta), fara aparitia deraparii este:

Unde: - unghiul de inclinare transversala al virajului

y - coeficientul stabilitatii transversale a autocamionului

Conditia producerii deraparii inaintea resturnarii este: Vd<Vr

stabilitatea de rasturnare

Viteza critica de resturnare apare in momentul in care rotile de pe aceeasi parte a autocamionului incepe sa piarda contactul cu calea de rulare.