Solutii constructive in organizarea de ansamblu a automobilelor

Solutii constructive in organizarea de ansamblu a automobilelor

Diverse solutii constructive in organizarea de ansamblu a automobilelor se obtin functie de :

v    modul de dispunere a motorului pe cadru;

v    pozitia puntii motoare;

v    tipul caroseriei;

v    modul de dispunere al incarcaturii;

Compunerea si dispunerea agregatelor ce constituie echipa- mentul de tractiune (grupul motor-transmisie) constituie problema fundamentala de conceptie constructiva .Solutia odata aleasa fixeaza de la inceput caracterul automobilului in mers si limiteaza posibilitatile de dezvoltare si de plasare a celorlalte elemente ce compun autovehicolul.

1. Solutii in organizarea de ansamblu a autoturismelor

Grupul motor-transmisie poate fi cuprins intr-un bloc unic (solutia monobloc) sau poate fi descompus in doua sau mai multe grupuri. In cazul sistemului monobloc agregatele de tractiune sunt dispuse in dreptul puntii motoare , din fata sau din spatele automobilului.

Dupa modul de dispunere al motorului pe cadru si dupa pozitia puntii motoare autoturismele pot fi :

v    cu motorul in fata si cu rotile motoare in spate , asa numita solutie "clasica";

v    cu motorul dispus in fata si cu rotile motoare in fata, solutia "totul in fata";

v    cu motorul dispus in spate si cu rotile motoare in spate , solutia "totul in spate";

2. Solutia "totul in fata"

Aceasta solutie permite cea mai buna utilizare a volumului total al caroseriei. Raportul dintre spatiul util si volumul total al automobilului are valoarea cea mai mare la aceasta solutie .

Prin lipsa arborelui cardanic se permite coborarea caroseriei (deci si a centrului de greutate a automobilului ) care prezinta o mai mare stabilitate a automobilului in viraj.

Solutia "totul fata" mai prezinta si alte avantaje:

v    legaturi simple si scurte intre organele de comanda si grupul motor- transmisie;

v    permite realizarea unui portbagaj spatios;

v    pericolul de incendiu este redus, deoarece rezervorul de combustibil se monteaza in general pe consola din spate a automobilului;

v    sistem de racire a automobilului simplificat si redus deoarece radiatorul este plasat ca si la "solutia clasica" in zona de presiune dinamica maxima;

v    efectul ciocnirilor frontale este mai redus asupra pasagerilor, deoarece energia de soc este absorbita in mare parte la distrugerea grupului motor-transmisie;

Solutia "totul in fata" prezinta si unele dezavantaje:

v    micsorarea greutatii aderente la urcarea pantelor , datorita descarcarii rotilor motoare;

v    complicatii constructive pentru puntea din fata , care este in acelas timp o punte de directie si una motoare;

v    motorul si transmisia expuse la loviturile frontale ;

v    manevrarea mai obositoare a volanului;

v    patrunderea gazelor de la motor la caroserie;

v    uzura marita a pneurilor din fata;

Asezarea grupului motor-transmisie are loc in mod normal in

sens longitudinal cu motorul in spatele rotilor din fata , intre roti sau inaintea lor. Ca varianta deosebita a solutie "totul in fata" sunt autoturismele la care motorul este dispus transversal.

Dispunerea longitudinala a motorului pe consola din fata asigura simplitate constructiva maxima si un acces foarte bun pentru interventii.

Amplasarea transversala a motorului permite obtinerea unui spatiu disponibil pentru pasageri mai mare , la acelas ampatament (asigura constructii foarte compacte).

In cazul in care motorul este situat in spatele puntii din fata , iar schimbatorul de viteze in fata puntii rezulta avantaje pentru suspensie si stabilitatea pe traiectorie, in schimb accesul la motor este mai dificil.

Dispunerea longitudinala a motorului suprapus transmisiei asigura o buna repartitie a maselor si un acces favorabil la intretinere, rezultand insa o capota inalta.

Amplasarea motorului alaturat schimbatorului de viteze , prezinta avantaje in privinta accesului , comenzilor, inaltimii capotei , repartitiei greutatii , in schimb necesita o transmisie mai complexa.

Solutia "totul in fata" se intalneste la autoturismele mici si mijlocii iar pe masura perfectionarii articulatiilor homocinematice se presupune ca se va extinde si la autoturismele mari.

3. Solutia "totul in spate"

Aceasta solutie permite deasemenea coborarea centrului de greutate prin lipsa arborelui cardanic. Creste de asemenea si confortul, deoarece scaunele din spate pot fi amplasate mai inainte,

catre centrul de greutate, unde oscilatiile sunt mai mici. Prin dispunerea motorului in spate se reduce mult zgomotul din interiorul caroseriei, eliminandu-se, de asemenea, scaparile de gaze in spatiul destinat pasagerilor.

La urcarea pantelor greutatea aderenta creste deoarece, in acest caz, rotile din spate care se si incarca sunt si rotile motoare.

Aceasta solutie mai permite o profilare aerodinamica mai usoara la partea frontala. De asemenea , prin deplasarea catre inainte a locurilor din fata, se imbunatateste vizibilitatea conducatorului .

In afara de acestea, solutia "totul in spate" mai prezinta urmatoarele avantaje:

v    se evita distrugerea grupului motor-transmisie la ciocnirile frontale;

v    permite realizarea unor unghiuri de bracare mari pentru rotile de directie;

v    costuri scazute;

In afara de stabilitatea mai redusa in viraje solutia "totul in spate" mai prezinta si unele dezavantaje ca:

v    descarcare apuntii din fata, fapt ce micsoreaza eficienta directiei la viteze mari;

v    spatiul disponibil pentru portbagaj sub capota din fata mai redus;

v    cheltuirea unei puteri mai mari pentru instalatia de racire a motorului ;

v    plasarea rezervorului de combustibil in locuri periculoase (in apropierea motorului sau la partea din fata);

v    necesitatea unor comenzi lungi si complicate;

v    instabilitatea la vant lateral datorita centrului de greutate care este prea inapoi;

v    uzuri mari la motor pentru ca aspira praful ridicat de deplasarea autoturismului;

Se pot intalni doua variante : cu agregatul motor-transmisie longitudinal in consola in spatele puntii (solutia cea mai raspandita) si cu dispus lateral.

Cea mai simpla solutie, atat in privinta organizarii spatiului pentru pasageri cat si pentru echipamentul mecanic, se obtine prin amplasarea longitudinala a motorului pe consola din spate.

Amplasarea transversala a motorului amelioreaza repartitia greutatii , reducand intr-o anumita masura tendinta supravirarii.

Dispunerea centrala longitudinala a motorului se utilizeaza la toate automobilele de competitie , asigurand o comportare neutra la viraj si cea mai buna repartitie a greutatii.

In cazul unor motoare cu numar mare de cilindrii , la plasarea centrala ,pentru a nu reduce mult din spatiul pasagerilor , acesta se dispune transversal.

In afara celor aratate anterior , un avantaj comun al solutiilor "totul in fata" si "totul in spate" rezulta din concentrarea la un loc , intr-un bloc compact , a intregului grup motor-transmisie, intregul agregat putand fi montat usor in afara cadrului , cu spatiu si accesibilitate suficienta , dupa care grupul ramane numai a se atasa de automobil printr-un numar de cateva buloane.

Solutia "clasica"

Pentru a mari cat mai mult spatiul destinat pentru persoane motorul este dispus deasupra puntii din fata. La constructiile moderne prevazute cu suspensie cu roti independente , motorul este coborat intre roti, reducand in felul acesta inaltimea centrului de greutate si marind stabilitatea automobilului .

In mod obisnuit motorul si schimbatorul de viteze sunt dispuse la partea din fata iar transmisia principala la puntea din spate. La autoturismele 4 X 4 schimbatorul de viteze si reductor-distribuitorul sunt plasate in centrul automobilului.

In comparatie cu celalalte doua sisteme solutia clasica prezinta urmatoarele avantaje:

v    posibilitatea realizarii unui schimbator de viteze cu o treapta corespunzatoare prizei directe;

v    uzura pneurilor mai uniforma;

v    repartitie corespunzatoare a sarcinilor, pe osii;

v    accesibilitate buna la motor si transmisie;

v    se poate utiliza sistemul ventilatorului cu functionare intermitenta ca si la solutia "totul in fata" , datorita faptului ca radiatorul se gaseste plasat in zona de presiune dinamica maxima;

Pe langa aceste avantaje , solutia "clasica" prezinta si urmatoarele dezavantaje:

v    centrul de greutate mai ridicat (deci o stabilitate mai scazuta) din cauza tunelului transmisiei longitudinale;

v    existenta unor vibratii produse de transmisia longitudinala;

v    costuri mai ridicate;

Solutia clasica se intalneste mai ales la motoarele cu capacitata mai mare de 2000 cm³.

Pentru automobilul modern o deosebita importanta o are profilul longitudinal si transversal . Se impune imbunatatirea formei aerodinamice si repartizarea uniforma a sarcinilor pe punti .

Trebuie imbunatatita stabilitatea care se realizeaza in primiul rand prin marirea distantei transversale dintre roti (largirea caii automobilului). In scopul maririi stabilitatii la vant lateral , va trebui ca centrul de presiune al suprafetei laterale a automobilului sa fie deplasat catre inapoi. Acest lucru se realizeaza prin prin marirea suprafetei laterale a caroseriei la partea posterioara fara a mari inaltimea automobilului.

5. Mecanismul reductor cu doi arbori

Schimbatorul de viteze al autoturismului Dacia 1300 este de tipul cu doi arbori si patru trepte pentru mersul inainte , sincro-nizate . Ambele sincronizatoare sunt dispuse pe arborele secundar. Arborele primar este cuplat cu arborele ambreajului printr-un manson .

Schimbatoarele de viteza de tipul acesta se intalnesc de obicei la autoturismele care sunt organizate dupa solutiile totul in fata sau totul in spate.

Schimbatoarele de viteze cu doi arbori sunt dispuse , in general, intr-un carter comun cu transmisia principala si cu diferentialul . In felul acesta se simplifica atat constructia schimbatorului de viteze cat si cea a transmisiei principale.

In cazul schimbatoarelor de viteza cu doi arbori momentul motor se transmite in toate treptele printr-un singur angrenaj de roti dintate . De aceea randamentul schimbatorului de viteza cu doi arbori este mai mare decat in cazul celui cu trei arbori, pentru toate treptele, exceptie facand treapta de priza directa. Din aceasta cauza la automobilele cu rezerva mica de putere intrebuintarea schimbatoarelor de viteza fara priza directa, cu doi arbori, poate fi uneori mai indicata decat schimbatoarele cu trei arbori.

In figura urmatoare este prezentata schema cinematica a unei cutii de viteze cu doi arbori si patru trepte:

Fig.5.1.

Componenta cutiei este urmatoarea:

1 arbore primar;

2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 13 roti dintate;

7, 10 mufe;

11 roata culisanta;

14 arbore secundar;

Datorita faptului ca momentul motor in schimbatorul de viteze cu doi arbori se transmite numai printr-o pereche de pinioane gama rapoartelor de transmitere este relativ mai redusa decat in cazul schimbatorului de viteze cu trei arbori pentru aceeasi distanta intre arbori.

Pentru marirea gamei rapoartelor de transmitere , schimbatorul de viteze cu doi arbori se construieste uneori cu treapta superioara avand raportul de transmitere subunitar (accelerator) de obicei cuprins intre 0.7..0.8.

In tabelul de mai jos este prezentat modul de cuplare al rotilor dintate pentru obtinerea treptelor schimbatorului de viteze: