NOIUNI INTRODUCTIVE. ISTORIC. TERMINOLOGIEIstoria automobilului ncepe n 1769, o dat cu crearea automobilului cu motorului cu abur i care putea transporta persoane la bord.[1]n 1806, apar vehiculele dotate cu motoare cu ardere intern care funcionau cu combustibil lichid. n jurul anului 1900, apar i vehiculele cu motor electric. Automobilul se impune cu rapiditate n rile dezvoltate ca principal mijloc de transport. Industria constructoare de automobile ia un avnt puternic mai ales dup cel de-al Doilea Rzboi Mondial. Dac la nceputul secolului XX existau cteva sute de mii, la nceputul perioadei postbelice existau pe plan mondial peste 500.000 de automobile, ca n 2007 producia mondial anual s depeasc 70 de milioane de uniti. Deschiztori de drumuri Inginerul german Karl Benz poate fi considerat inventatorul automobilului n accepie modern, obinnd un patent n 1886. Un patent similar obine i americanul George B. Selden n 1879 i nc unul n 1895 pentru diverse mbuntiri aduse automobilului su. Germanul Nikolaus Otto realizeaz motorul cu benzin n patru timpi, iar cel similar cu motorin este creaia lui Rudolf Diesel. Un alt german, Christian Friedrich Schnbein creeaz, n 1838, motorul care funcioneaz cu pila de combustie cu hidrogen. Automobilul electric i datoreaz apariia maghiarului nyos Jedlik (unul din inventatorii motorului electric) i francezului Gaston Plant (care a inventat bateria cu acid i cu plumb).

Vehiculul construit de Nicolas-Joseph Cugnot n 1771 Vehiculele cu abur Primul vehicul acionat de abur poate fi considerat cel realizat n jurul anului 1672 de ctre clugrul iezuit flamand Ferdinand Verbiest. Acesta era un fel de jucrie pentru mpratul Chinei, deci incapabil s transporte pasageri. Adevratele vehicule cu acionare prin fora aburului au aprut n Europa din perioada revoluiei industriale, cnd mainile ncep s joace un rol tot mai important. Francezul Nicolas-Joseph Cugnot realizeaz, n 1770 i 1771 (dup unele surse n 1769), un fel de crucior propulsat prin fora aburului i destinat s transporte greuti, invenie care totui s-a dovedit ineficient. Ulterior, acest dispozitiv a fost preluat i devoltat de forele armate pentru deplasarea tunurilor. Nici aici nu a avut prea mare succes, deoarece avea o vitez prea mic (maxim 4 km/h) i nu avea prea mare autonomie de deplasare (circa 15 minute). n 1784, englezul William Murdoch realizeaz un vehicul bazat pe acelai principiu. Americanul Oliver Evans expune, n 1797, realizarea unui proiect similar. n 1801, Richard Trevithick realizeaz un fel de locomotiv, numit The Puffing 1

Devil i care putea circula pe drumuri rutiere. ns problemele ridicate de direcie, supensie i starea drumurilor au fcut ca acest proiect s fie redirijat ctre domeniul feroviar. n penultimul deceniu al secolului al XVIII-lea, Ivan Kulibin din Rusia realizeaz un vehicul similar, dar prevzut i cu mbuntiri ca: volant, frn, cutie de viteze. Din nefericire, interesele guvernului arist nu au stimulat dezvoltarea acestui vehicul. Primul patent american n domeniul autovehiculelor a fost acordat lui Oliver Evans n 1789, dar era vorba despre un fel de vehicul-amfibie care putea s se deplaseze i pe ap, graie unei roi cu palete cu care era nzestrat. Primul autovehicul propriu-zis, care a fost patentat n SUA, a fost vehiculul propulsat prin fora aburilor i realizat de J.W. Carhart n 1871. n perioada ce a urmat, printre alte realizri similare, putem meniona vehiculele construite de cehul Josef Boek, cel realizat de englezul Walter Hancock i cel realizat de francezul Amde Bolle. Acesta din urm realizeaz n 1873 primul automobil cu 12 locuri (L'Obissante) i care putea atinge 40 km/h. De asemenea sunt aduse o serie de mbuntiri i inovaii, cum ar fi: sistemul de frnare, de ghidare a direciei, reglarea vitezei etc. Automobilele electrice Pentru detalii, vezi: Istoria automobilului electric. n 1828, maghiarul nyos Jedlik realizeaz un model primitiv de motor electric i o dat cu acesta i un vehicul propulsat electric. n 1834, fierarul american Thomas Davenport, inventatorul motorului de curent continuu, realizeaz un vehicul propulsat de acest motor care se deplasa pe un ghidaj circular nzestrat cu conductori electrici de alimentare. n 1835, olandezii Sibrandus Stratingh i Christopher Becker realizeaz un automobil electric n miniatur, acionat de baterii nerencrcabile. n 1838, scoianul Robert Davidson construiete o locomotiv electric ce atinge 6 km/h. ntre anii 1832 i 1839, compatriotul su, Robert Anderson realizeaz un vehicul electric acionat de baterii nerencrcabile. n 1899, belgianul Camille Jenatzy depete 100 km/h cu un vehicul electric denumit Jamais Contente, de form aerodinamic asemntoare unui obuz. Motoarele cu ardere intern Celebrul Motorwagen patentat de Karl Benz n 1885, primul automobil dotat cu motor cu ardere intern i realizat n producie de serie Primele ncercri de construire a unor astfel de motoare au fost sortite eecului, deoarece combustibilii fluizi necesari arderii nc nu apruser. Un exemplu ar fi dispozitivul cu cilindru i piston realizat de Christian Huygens i asistentul su, Denis Papin, care poate fi considerat o prim form a motorului cu ardere intern. n 1807, elveianul Franois Isaac de Rivaz realizeaz un motor cu ardere intern care utiliza un amestec de hidrogen i oxigen i aprinderea se efectua prin scnteie electric, iar n 1826, englezul Samuel Brown realizeaz un vehicul similar pe care l testeaz pe un deal de lng Londra. Belgianul tienne Lenoir testeaz n 1860 automobilul su, ce consuma hidrogen, deplasndu-se cu acesta de la Paris la Joinville-lePont, parcurgnd 9 km n aproape 3 ore. Ulterior acesta aduce i unele inovaii, cum ar fi carburatorul modificat care permitea i utilizarea petrolului lampant drept combustibil. Americanul George Brayton mbuntete acest carburator n 1872 i astfel realizeaz prima main care s funcioneze cu petrol lampant. n 1862, Alphonse Beau de Rochas introduce ciclul n patru timpi, mrind raportul de compresie i implicit randamentul acestui motor. Din nefericire, din motive financiare, acest proiect nu este transpus n practic. n 1872, Nikolaus Otto aplic inovaia lui Rochas i astfel obine ceea ce ulterior va fi denumit motorul Otto. Tot n acelai an, Nikolaus Otto, Eugen Langen i Gottlieb 2

Daimler pun bazele firmeiGastmotoren Fabrik Deutz AG. Patru ani mai trziu, Gottlieb Daimler pune la punct acest nou tip de motor, pe care, n 1889, Ren Panhard i mile Levassor l fixeaz pe o caroserie i astfel obin un vehicul de cltori cu patru locuri. n 1877, inventatorul german Siegfried Marcus realizeaz un vehicul dotat cu un motor n patru timpi, invenie trecut neobservat la acea epoc. douard Delamare-Deboutteville, mpreun cu asistentul su, realizeaz un vehicul care avea s i poarte numele i care a fost patentat i probat n 1884. Acesta utiliza drept combustibil benzin, motiv pentru care carburatorului i s-au adus anumite modificri. n jurul anului 1870, inventatorul austriac Siegfried Marcus realizeaz primul vehicul propulsat cu benzin. n 1883, acesta patenteaz un sistem de aprindere cu magnetou. O alt inovaie a acestuia o constituie demarorul cu perii rotative.

Vehiculul Panhard & Levassor, model 1899, unde forma caroseriei amintete de cea a trsurilor ns primele motoare moderne cu benzin cu adevrat eficace au fost realizate de Karl Benz, invenie patentat pe 29 ianuarie 1886, pe care a utilizat-o la o main cu trei roi. n 1885, Gottlieb Daimler realizeaz un motor cu ardere intern, care utiliza drept combustibilbenzina i n anul urmtor, mpreun cu Wilhelm Maybach, proiecteaz un automobil care s nu mai semene cu un vehicul tras de cai i prevzut cu un astfel de motor. n 1891, prin Paris ncep s circule automobilele fabricate de Panhard i Levassor, echipate cu motor de tip Benz. Sunt vndute primelemaini fr cai marca Peugeot sub licena Panhard & Levassor. Inovaii n 1880, Fernand Forest realizeaz primul magnetou de joas tensiune, iar cinci ani mai trziu carburatorul cu flotor i nivel constant. n 1891, Wilhelm Maybach perfecioneaz carburatorul cu flotor introducnd i o duz cu ac. Unul dintre primele automobile pe patru roi care s funcioneze cu benzin a fost realizat de englezul Frederick William Lanchester n 1895, care a introdus ca inovaie frna cu disc. Norvegianul John J. Tokheim inventeaz pompa de benzin, invenie brevetat n 1901, prin intermediul creia debitul de carburant se menine constant i astfel crete randamentul motorului. Fraii douard i Andr Michelin inventeaz anvelopa pneumatic, iar n 1895 construiesc primul autovehicul dotat cu pneuri la roi. nc din 1845 scoianul Robert William Thomson introduce bandajul din cauciuc, a crui vulcanizare o brevetase Charles Goodyear n 1839. n 1887, John Boyd Dunlop nlocuiete acel bandaj cu o camer pneumatic, iar efectul a constat n mrirea confortului la viteze mari, reducerea zgomotului i creterea aderenei roilor. Epoca veteranilor

3

Ford T, model 1909 Prima producie n serie de automobile a fost iniiat de Karl Benz n 1888 n Germania, al crui licen a fost preluat i n Frana de ctre Emile Roger. n jurul lui 1900, este introdus i n Frana i SUA producia n serie de automobile. Prima companie care se va ocupa n exclusivitate de acest domeniu este Panhard et Levassor, fondat n 1889 i care are ca realizare notabil introducerea motorului n patru timpi pe un vehicul care putea transporta patru persoane. Doi ani mai trziu apare celebra Peugeot. n 1898, Louis Renault produce primele sale automobile. La nceputul secolului al XX-lea, industria automobilului ia amploare n Europa occidental. Astfel n Frana n 1903 sunt realizate 30.204 automobile, reprezentnd 48,8% din producia mondial a acelui an. n America anului 1893, fraii Charles i Frank Duryea pun bazele lui Duryea Motor Wagon Company, care devine prima companie nord-american productoare de automobile. Totui supremaia n acea epoc avea s o dein firma Olds Motor Vehicle Company, cunoscut ulterior caOldsmobile (condus de Ransom E. Olds), cu linia sa de producie nfiinat n 1902. Tot de ordinul miilor pe an produceau n acea epoc i firmele Cadillac (format din Henry Ford Company). Winton Automobile i Ford Motor Company. n anul 1900 se desfoar primul Congres Internaional al Automobilului. Secolul XX

Austin 7, model realizat n 1926 Perioada antebelic La nceputul secolului XX asistm la o dezvoltare fr precedent a industriei automobilului mai ales n rile dezvoltate. Astfel, firmele americane constructoare de automobile, precum Ford i General Motors, cunosc o dezvoltare rapid fr precedent. Standardizarea, utilizarea judicioas a forei de munc i concentrarea micilor productori n mari corporaii devin factori ai prosperitii americane. Astfel, n 1901 este lansat primul automobil n serie american, "Oldsmobile Curved Dash". ntre 1908 i 1927, automobilul Ford Model T va revoluiona istoria automobilului, att prin schimbrile n design, ct mai ales prin producia de mare serie n care este realizat i aceasta folosind o linie de asamblare, ajungnd ca n 1914 s fie vndute 250.000 de buci. Primul Rzboi Mondial 4

n cadrul primului Doilea Rzboi Mondial, automobilul servete att la deplasarea trupelor, ct i a muniiilor i logisticii. Pentru a ilustra rolul jucat de tehnica auto, este suficient s menionm rsturnarea de situaie n timpul primei btlii de pe Marna, cnd guvernul francez rechiziioneaz 600 de taxiuri pariziene pentru a transporta mai rapid Divizia a VII-a infanterie, rezultatul fiind victoria trupelor anglo-franceze. Perioada interbelic n aceast perioad devin predominante mainile cu motorul n fa. ncepe epoca acelor automobile numite astzi maini retro, perioad ce dureaz pn la declanarea crizei din 1929. Diverse mbuntiri i inovaii marcheaz o evoluie continu a automobilului. n 1919, Malcolm Loughead (cofondatorul Lockheed) inventeaz sistemul hidraulic de frnare. n perioada 1920 - 1930, apar noi firme constructoare de autovehicule ca: Chrysler (aprut n 1925), Pontiac (n 1926), LaSalle (1927), Plymouth (1928). n 1922 apare primul automobil cu caroserie unitar: Lancia Lambda. Aceasta avea motor cu patru cilindri, suspensie i frne independente. n acelai an pe piaa britanic apare i Austin 7. Efectul acesteia a fost similar cu cel al lui Ford T pe piaa american, designul acesteia fiind preluat i de alte firme celebre ca BMW i Nissan. n 1929, Alfieri Maserati construiete prima main de curse i anume Maserati Tipo 26. Sunt introduse inovaii i mbuntiri n construcia de maini. Hermann Rieseler creeaz prima transmitere automat a puterii, alctuit din cutia de viteze cu angrenaj planetar, convertor de cuplu i ambreiaj. Andr Lefvre propune trustului Renault traciune fa, dar acesta refuz. Acest tip de traciune este preluat de Citron prin modelul Traction Avant din 1934. Suspensia independent, conceput de Amde Bolle n 1873, este introdus la Mercedes-Benz 380 n 1933. Perioada interbelic este umbrit de marele crah financiar din 1929, cnd are loc o cdere liber a produciei i vnzrilor de automobile. n 1934 este creat "Chrysler Airflow", primul automobil n serie cu design aerodinamic. Al Doilea Rzboi Mondial Perioada celui de-al Doilea Rzboi Mondial reprezint un moment de stagnare pentru producia de automobile, mai ales n Europa ale crei eforturi sunt concentrate pe scena marii conflagraii mondiale. Apar aa-numitele motoare gazogene care le nlocuiesc, pentru o perioad, pe cele cu benzin. Acestea se bazeaz pe explozia monoxidului de carbon n prezena oxigenului. Astfel, n Frana aflat sub ocupaie nazist, Panhard realizeaz peste 130.000 de automobile bazate pe acest sistem. Convini de necesitatea intrrii n rzboi, americanii proiecteaz un vehicul capabil s se deplaseze pe orice teren i astfel ia natere categoria vehiculelor off-road. Astfel Chrysler construiete primele automobile de tip jeep, care sunt testate cu succes n 1941, marca fiind patentat doi ani mai trziu. Perioada postbelic

Porsche 911 GT3 R Hybrid - prezentat la Salonul Auto de la Los Angeles LA Auto Show, ediia 2010 5

n 1946, sunt realizate n Germania primele 10.000 de exemplare de Volkswagen Beetle, model care se va bucura de o mare popularitate chiar i peste Ocean. n 1949, n SUA, se introduc motoarele cu 8 cilindri n V cu raport de compresie mare. Firme ca General Motors, Oldsmobile sau Cadillaci modernizeaz caroseriile. n Italia, Enzo Ferrari lanseaz Ferrari 250, iar Lancia modelul cu 6 cilindri n V, numit Aurelia. n perioada anilor '50, viteza i puterea motoarelor cresc tot mai mult, design-ul caroseriilor devine tot mai armonios i are loc rspndirea fr precedent a automobilului n ntreaga lume. Maini de dimensiuni mici, ca Mini (produs de British Motor Corporation) i Fiat 500, se rspndesc n ntreaga Europ. Apare i unul dintre primele modele de automobile nipone, Kei car. De un deosebit succes se bucur germanul Volkswagen Beetle, n timp ce n SUA modelul Cadillac Eldorado Brougham reapare dup o lung absen. O alt realizare notabil o constituie primul automobil cu motor cu benzin cu injecie mecanic, acesta fiind Mercedes-Benz 300SL lansat n 1954. n 1963, Porsche prezint una dintre cele mai populare maini-sport: Porsche 911. n acelai an, americanii lanseaz primul model de main SUV, Jeep Wagoneer. n Europa, primul SUV apare n 1970 i anume Range Rover realizat n Marea Britanie. n perioada 1971- 1978, este realizat Maserati Bora, capabil s ating 285 km/h, cea mai rapid main a acelei perioade. Un automobil, sau mai familiar main, este un vehicul cu patru (rar, trei, ase) roi, acionat de un motor cu ardere intern, cu abur, cu electricitatesau aer comprimat. Are scaune pentru conductor i pentru cel puin un pasager. Automobilele sunt de obicei construite pentru a cltori pe drumuri, dar exist unele, mai ales vehicule utilitare, care permit cltorii n afara drumurilor - (off-road). Drumurile i autostrzile sunt folosite n comun cu alte vehicule, cum sunt motocicletele i tractoarele. Un automobil tipic are un motor cu ardere intern i patru roi, ns au aprut pe pia i maini cu motoare hibride, cu gaz sau electrice. Au fost construite i autovehicule cu trei roi, dar nu sunt prea rspndite din cauza problemelor de stabilitate. Automobilele se clasific dup urmtoarele criterii principale: destinaie (felul transportului); particularitai constructive (tipul motorului, tipul transmisiei, tipul propulsiei); numrul punilor capacitate de trecere. Dup destinaie Automobile pentru transportul persoanelor Autoturisme - automobile care, prin construcie i echipare, sunt destinate transportului unui numr redus de persoane, bagaje i/sau al bunurilor acestora, avnd o capacitate de dou pn la 7 locuri pe scaune, inclusiv cel al conductorului auto. Acestea se pot conduce cu categoria de permis auto B. Microturisme - cilindree: 200-250 cm (1 2 locuri) Mici - cilindree: 500-1000 cm (2 4 locuri) Mijlocii - cilindree: 1000-2000 cm (4 5 locuri) Mari - cilindree: 2000-4000 cm (4 6 locuri, de exemplu limuzinele) Foarte mari - cilindree: 3000-8000 cm (4 - 7 locuri) Microbuze - autobuze destinate i echipate pentru transportul unui numr redus de persoane i al bagajelor acestora. Cu capacitate mic (6 - 16+1 locuri) - Acestea se pot conduce cu categoria de permis auto D1. Cu capacitate mare (18 - 22+1 locuri) - Acestea se pot conduce cu categoria de permis auto D. Autobuze - autovehicule destinate i echipate pentru transportul unui numr mai mare de persoane i al bagajelor acestora. Acestea se pot conduce cu categoria de permis auto D. 6

Cu capacitate mic (15 - 30 locuri) Cu capacitate mijlocie (30 - 70 locuri) Cu capacitate mare (70 - 100 locuri) Cu capacitate foarte mare (peste 100 locuri) [modificare]Automobile pentru transportul mrfurilor Se clasific i dup ncrctura util exprimat newtoni (N). Autoutilitar - cu ncrctur util pn la 10.000 N, caroserie nchis i cabin separat. Autocamionet - cu sarcin util de circa 15.000 - 20.000 N, caroserie nchis sau acoperit cu coviltir i cabin separat. Autocamion - are caroserie deschis sau acoperit cu prelat. Dup capacitatea de ncrcare autocamioanele pot fi: Autocamioane uoare - cu sarcina util de 15.000 N 30.000 N Autocamioane mijlocii - cu sarcina util de 30.000 N 80.000 N Autocamioane grele - cu sarcina util de 80.000 - 120.000 N Autocamioane foarte grele - cu sarcina util de peste 120.000 N Autobasculant prevzut cu o ben basculant pentru ncrctur i cabina conductorului separat de caroserie. Automobile speciale Automobilele din aceast categorie efectueaz numai anumite transporturi i servicii. Autocistern echipat cu unul sau dou recipiente pentru transportul lichidelor Autoizoterm Autofrigorific cu caroserie nchis termoizolant, pentru transportul bunurilor alterabile Automacara echipat cu o macara pentru ridicarea sarcinilor Autosanitar (ambulan) dotat cu instalaii medicale pentru stabilizarea i transportul bolnavilor Autoatelier amenajat cu utilaje pentru executarea reparaiilor Autotractor pentru tractarea semiremorcilor Autostropitoare Autoscar Autoplug Dup particularitile constructive Se consider urmtoarele criterii de distincie ale automobilelor: tipul motorului, tipul transmisiei, tipul propulsiei. Dup tipul motorului Automobile cu motoare termice Motoare cu aprindere prin scnteie - M.A.S.(n patru sau doi timpi) Motoare cu aprindere prin comprimare - M.A.C. (motor Diesel n patru sau doi timpi) Motoare cu piston rotativ (Wankel) Motoare cu turbine cu gaze Motoare cu reacie Motoare cu abur Automobile cu motoare electrice cu baterii de acumulator vezi Autovehicul electric cu pil de combustie Dup tipul transmisiei Automobile cu transmisie mecanic Automobile cu transmisie hidrodinamic Automobile cu transmisie hidromecanic Automobile cu transmisie electric

Tipul propulsiei Automobile cu roi cu pneuri 7

Automobile cu roi cu enile Dup numrul punilor Se consider drept criteriu de departajare totalul punilor i numrul punilor motoare. Automobile cu dou puni Automobile 4x2 Automobile 4x4 Automobile cu trei puni Automobile 6x2 Automobile 6x4 Automobile 6x6 Automobile cu patru puni Automobile 8x4 Automobile 8x6 Automobile 8x8 Dup capacitatea de trecere normal: 2x4 (destinate pentru deplasarea pe drumuri bune) mare: 4x4, 4x6, 6x6, 8x8 (destinate pentru deplasarea pe drumuri de orice categorie, numite i automobile de teren)

NOIUNI ELEMENTARE DESPRE AUTOVEHICULELE RUTIEREVEHICUL Mijloc de transport, cu sau fr autopropulsie, destinat deplasrii pe o cale de comunicaie terestr, subteran, acvatic, aerian, cosmic. AUTOVEHICUL Vehicul autopropulsat suspendat pe roi, enile, tlpi de alunecare sau pern de aer, care servete la transportul pasagerilor i/sau bunurilor, la tractarea de remorci, semiremorci i utilaje, precum i la efectuarea unor lucrri speciale (n agricultur, construcii, amenajri de terenuri etc.). AUTOVEHICUL RUTIER Autovehicul destinat deplasrii pe o cale rutier sau chiar pe teren neamenajat. AUTOMOBIL Vehicul rutier carosat i suspendat elastic pe cel puin trei roi, care se deplaseaz prin mijloace de propulsie proprii pe o cale rutier sau chiar pe teren neamenajat; este destinat transportului, direct sau prin tractare, al persoanelor i/sau bunurilor, sau efecturii unor servicii speciale. AUTOTURISM Autovehicul avnd cel mult nou locuri, inclusiv cel al conductorului, destinat transportului de persoane i/sau eventual de bunuri; poate tracta o remorc. AUTOBUZ Autovehicul avnd mai mult de nou locuri pe scaune, inclusiv cel al conductorului, i care prin construcie i amenajare este destinat transportului de persoane i, eventual, bagaje. AUTOCAMION Autovehicul utilitar destinat transportului de bunuri pe o platform, cu sau fr obloane i care poate fi acoperit cu o prelat sau ntr-o caroserie nchis. TRACTOR Autovehicul care dezvolt for de traciune mare la un dispozitiv de remorcare (crlig, bar de remorcare, a etc.), folosit la tractarea sau la purtarea unor utilaje i maini agricole, la tractarea remorcilor sau semiremorcilor, precum i la remorcarea i acionarea unor utilaje folosite n silvicultur, n construcii etc. TREN RUTIER Ansamblu rutier format dintr-un vehicul tractor i una sau mai multe remorci 8

sau semiremorci. n tabelul urmtor sunt prezentate clasificri ale autovehiculelor din clasa autoturismelor:

9

Car classificationview talk edit American English Microcar Subcompact car Supermini Compact car Mid-size car Entry-level luxury car Full-size car Executive car Mid-size luxury car Full-size luxury car Sports car Grand tourer Supercar Convertible Roadster Compact minivan Minivan Mini SUV Compact SUV Luxury car Sports car Grand tourer Supercar Convertible Roadster Leisure activity vehicle Mini MPV Compact MPV, Midi MPV Large MPV Mini 4x4 J-segment sport utility cars (including off-road vehicles) Compact 4x4 Small Off-Road 4x4 Off-roader M-segment multi purpose cars Large MPV Small MPV MPV S-segment sport coupes F-segment luxury cars Roadster sports Roadster E-segment executive cars Executive car Lexus GS, BMW 5 Series, Jaguar XF, Lincoln LS, Audi A6, Volvo S80, Cadillac CTS,Chrysler 300C Audi A8, Maserati Quattroporte, Lincoln Town Car, Mercedes SClass, Cadillac DTS Chevrolet Corvette, Porsche 911, Ferrari 458 Italia, Nissan Zcar, Lamborghini Gallardo Jaguar XK, Ferrari 612 Scaglietti, Maserati GranTurismo Bugatti Veyron, Ferrari Enzo, Pagani Zonda BMW 6 Series, Mercedes CLK, Volvo C70, Volkswagen Eos, Chevrolet Camaro Audi TT, Honda S2000, Lotus Elise, Mazda MX-5, Porsche Boxster, Ford Tourneo Connect, Peugeot Partner, koda Roomster Opel Meriva, Fiat Idea, Citroen C3 Picasso Mazda5, Opel Zafira, Ford C-Max, Volkswagen Touran, Peugeot 5008 Chrysler Town and Country, Ford Galaxy, Honda Odyssey, Peugeot 807 Daihatsu Terios, Mitsubishi Pajero iO, Suzuki Jimny, Jeep Wrangler BMW X3, Ford Escape, Honda CR-V, Toyota RAV4, Chevy Equinox, Jeep Liberty Small family car Large family car D-segment large cars Compact executive car Passenger car Large family car Alfa Romeo 159, BMW 3 Series, Lexus IS, Volvo S60, Audi A4, Cadillac CTS Ford Crown Victoria, Holden Commodore, Toyota Crown, Chevrolet Impala B-segment small cars C-segment medium cars Small family car British English Microcar, Bubble car A-segment mini cars City car Supermini Euro Car Segment[4] Euro NCAP 1997 - 2009 Euro NCAP[5] Isetta, Smart Fortwo Ford Ka, Fiat 500, Daewoo Matiz, Peugeot 107, Toyota iQ, Tata Nano, Suzuki Alto Ford Fiesta, Volkswagen Polo, Ford Figo, Opel Corsa, Peugeot 207 Ford Focus, Opel Astra, Toyota Auris, Volkswagen Golf, Chevrolet Cruze Ford Mondeo, Opel Insignia, Volkswagen Passat, Chevrolet Malibu, IKCO Samand Examples

10

Mid-size SUV

Coup SUV

Large Off-Road 4x4

Isuzu VehiCROSS, SsangYong Actyon, BMW X6 Ford Explorer, Jeep Grand Cherokee, Volkswagen Touareg, Chevrolet Tahoe Cadillac Escalade EXT, Chevrolet Suburban, Range Rover, Toyota Land Cruiser, Jeep Commander Chevrolet Montana, Fiat Strada, Volkswagen Saveiro Chevrolet Colorado, Ford Ranger, Mitsubishi Triton/L200, Nissan Navara

Large 4x4 Full-size SUV Mini pickup truck Mid-size pickup truck Pick-up Full-size pickup truck Full-size Heavy Duty pickup truck -

Pick-up

Pickup Dodge Ram, Ford F-150, GMC Sierra, Nissan Titan, Toyota Tundra Chevrolet Silverado, Ford Super Duty

11

B. STRUCTURA AUTOVEHICULULUI RUTIERSistemele unui autovehicul: grupul moto propulsor; - motorul sursa de energie mecanic a autovehiculului; motor termic (M.A.I., turbin cu gaze, motor cu abur); motor electric; - stocarea energiei: rezervor pt. combust. convenional, butelii pt. combust. gazoi, baterii de acumulatoare, celule fotovoltaice; - transmisia transmite micarea de la motor la sistemul de rulare, asigurnd o corect corelare ntre regimul de deplasare a automobilului i regimul de funcionare a motorului; - sistemul de rulare asigur contactul cu solul i preluarea forelor cu care acesta reacioneaz asupra autovehiculului pentru a asigura deplasarea lui conform dorinei conductorului; sistem de rulare cu roi; sistem de rulare cu enile; etc. cadrul structur de rezisten pe care sunt dispuse celelalte sisteme ale unui autovehicul; caroseria organ purttor i protector al ncrcturii utile; are n plus rol estetic i contribuie la definirea comportamentului aerodinamic al autovehiculului; la autoturismele actuale, cadrul i caroseria constituie un singur corp; 12

suspensia asigur confortul pasagerilor la deplasarea pe drumuri denivelate i contribuie la controlul comportrii autovehiculului n deplasare; sistemul de direcie realizeaz controlul direciei de deplasare a autovehiculului n conformitate cu dorina conductorului, arhitectura sa depinde de tipul sistemului de rulare; sistemul de frnare realizeaz reducerea vitezei autovehiculului, oprirea sa i asigurarea mpotriva deplasrii pe perioadele de staionare; sistemul de iluminare i semnalizare realizeaz condiii de vizibilitate ct mai bune pe timp de noapte i de cea i transmite celorlali participani la trafic inteniile de deplasare ale conductorului; organele de lucru dispozitive i utilaje mbarcate, tractate sau mpinse de autovehicul destinate efecturii unor lucrri speciale; sistemele de siguran activ i pasiv sisteme de control automat al motorului, transmisiei, sistemului de frnare, suspensiei, etc., respectiv saci gonflabili (airbag-uri), centuri de siguran .a.

13

CAPITOLUL I CARACTERISTICILE CALITATIVE SI FUNCTIONALE ALE UNUI AUTOMOBIL 1.1. Tipul automobilului si destinaia acestuia automobile speciale (automacarale, automobile pt stingerea incendiilor, automobile pt intervenii sanitare)

automobile de transport

1) automobile pt transportul de bunuri (VEHICULE UTILITARE) pot tracta remorci 2) - automobile pt transport persoane 3) - automobile pt transportul bunurilor si persoanelor VEHICULELE UTILITARE sunt alctuite din: - autocamioane clasificare STAS 11908 -80 in funcie de capacitatea de ncrcare si felul platformei - vehicule utilitare speciale STAS 6689/1 -81 automobilele destinate transportului de persoane si/sau bunuri pt care sunt necesare amenajri speciale - automobilele destinate efecturii unui serviciu specializat (autocisterne pt diferite materiale, vehicule de pompieri, vehicule de salubritate, etc)14

AUTOTURISME automobilele destinate transportului a cel mult 9 persoane pe scaune (inclusiv conductorul) STAS 6689/1 81 Denumiri: berlina, berlina decapotabila, limuzina, break (familial) break utilitar, cupeu, coupe, cabrioleta, autoturism de teren AUTOBUZE automobilele cu cel puin 10 locuri pe scaune (inclusiv conductorul) destinate transportului de persoane si bagaje au 1 sau 2 nivele si pot tracta remorci STAS 6689/1 81 - in funcie de nr locuri pe scaune, condiiile de transport, anumite particulariti constructive, alimentarea cu energie se clasifica in: - microbuz (minibus) nr scaune < 17 - autobus urban - autobus interurban - autobus de cursa lunga (autocar) - autobus articulate - troleibuz automobilul care tracteaz remorci = vehicul tractor de remorca=autoremorcher automobilul care tracteaz semiremorci = vehicul tractor de semiremorca = autotractor 1.2. Tipul caroseriei - este definit de tipul automobilului, cu unele precizri Exemplu: - pt autoturisme caroseria se poate configura sub forma a 3 corpuri (trei volume) sau 2 corpuri (doua volume) - prin tema de proiectare se poate impune sa fie vorba de caroserie autoportanta 1.3. Tipul motorului si particularitile sale

Automobilele sunt echipate cu m.a.i cu pistoane: - m.a.s. (OTTO) - m.a.c. (DIESEL) - motor cu pistoane rotative tip Wankel Tipul motorului se stabilete de ctre proiectant poate exista o familie de motoare difereniate prin cilindreea totala sau existenta supraalimentrii care echipeaz succesiv un acelai asiu de autoturism 1.4. Tipul transmisiei

Transmisia poate fi: - mecanica (cea mai rspndita cu trepte) - hidromecanica - electrica15

Transmisia mecanica continua poate fi : - cu friciune (cu elemente flexibile: curea, lanuri, roti de friciune) - cu impulsuri Din pdv al comenzii transmisiile sunt: - cu comanda manuala - automate Transmisia automobilului poate fi cu recuperarea energiei la frnare diverse soluii de principiu 1.5. Tipul punilor

Stabilirea tipului punilor se realizeaz de ctre proiectant; Pt autocamioane si autobuze clasa unei puni este definita de sarcina statica maxima pt care este proiectata. 1.6. Tipul sistemului de conducere

Tipul sistemului de direcie se stabilete de ctre proiectant, iar uneori se poate impune utilizarea unei servodirectii; Pt sistemul de frnare exista soluii consacrate care nu trebuie impuse prin tema de proiectare; In tema de proiectare se pot impune o serie de sisteme care mbuntesc performantele de frnare si stabilitatea la frnare: - sistemul antiblocare a roilor ABS - sistemul de repartiie automata a forelor de frnare la puni numit sistemul electronic de repartiie a forelor de frnare EBD Electronic Brake Distribution - sistemul electronic de asistare a frnarii Soluii de perspectiva: - frna electrica de parcare, sistem de frnare electro-hidraulic, sistem de frnare electromecanic. Sistemul de conducere al unui automobil este completat cu o serie de sisteme electronice de reglare si comanda care mbuntesc stabilitatea si maniabilitatea automobilului, ajutnd conductorul sa realizeze deplasarea in sigurana: ABS - sistemul antipatinare a roilor ASR - sistemul electronic de stabilitate ESP (cu acronimele ASMS, ASTC, CBWBS, DSC, etc)16

CAPITOLUL II CARACTERISTICILE CANTITATIVE SI PERFORMANTELE UNUI AUTOMOBIL 2.1. Formula roilor Npt nr total al punilor Npm nr punilor motoare

2. Npt x 2. Npm

Exemple: 4x2; 4x4; 6x2; 6x4; 8x4; 8x6; 8x8 Pt un automobil de teren cu 2 puni se impune formula roilor 4x4 2.2. Capacitatea de transport (ncrcare) Pt automobilele care transporta bunuri capacitatea de transport se exprima prin masa utila maxima calculata ( SR ISO 1176: 1998) notata mun [kg; t] Alte denumiri: masa utila maxima constructiva, masa utila nominala, sarcina utila nominala. Pt automobilele care transporta fluide se indica natura si volumul acestora exprimat in litri. Pt automobilele care transporta bunuri cu densitate redusa pe langa mun se precizeaz si volumul minim disponibil [m3] pt ncrctura (exemplu- pt transportul de confecii) Pt automobilele care transporta materiale in vrac se indica fie mun (pt ciment), fie mun mpreuna cu volumul corespunztor (cazul betonierelor care transporta asfalt) Pt automacarale se precizeaz sarcina maxima a macaralei, iar pt automobilele de salubritate pt deeuri sunt indicate volumul util si gradul de compactare al deeurilor. Pt autoturisme in mod indirect capacitatea de transport se exprima prin cilindreea totala a motorului Vh [l; cm3] cu care acestea sunt echipate. PERFORMANTELE AUTOMOBILELOR = calitile de traciune si de frnare ale acestora

17

2.3. Performante de traciune pt regimul uniform de micare a) Viteza maxima a automobilului in palier vmax [km/h] viteza maxima de deplasare a automobilului cu mun care se deplaseaz pe un drum rectiliniu si orizontal (palier) fiind cuplata treapta de priza directa si cu motorul funcionnd la sarcina totala - drum modernizat acoperit cu asfalt sau beton, viteza maxima a vntului < 3 m/s; temperatura mediului ambiant (-5300 C); presiunea atmosferica - 1 bar; pe traseul de ncercare se admit pante de cel mult 0,5% pe lungimi < 50 m. b) Viteza constanta v1 [km/h] cu care automobilul trebuie sa urce o panta de o anumita valoare la deplasarea pe un drum modernizat cu suprafaa uscata. c) Viteza minima vmin [km/h] cu care automobilele cu mun calculata trebuie sa se poat deplasa pe un drum in palier in stare foarte buna. Pt automobilele cu capacitate mare de trecere se impune ca in teren deplasarea sa se poat realiza cu o anumita viteza minima. d) Panta maxima pmax [%] a unui drum cu suprafaa uscata pe care automobilele cu mun calculata trebuie sa o urce cu viteza constanta. e) Panta maxima in treapta de priza directa pdmax [%]a unui drum modernizat cu suprafaa uscata pe care automobilul cu mun calculata trebuie sa o urce cu viteza constanta cnd este cuplata treapta menionata. 2.4. Performante de traciune pt regimul neuniform de micare f) Timpul de demarare de la pornirea de pe loc pana la o anumita viteza se presupune ca motorul funcioneaz la sarcina totala, iar schimbarea treptelor se face astfel nct sa se obin capacitatea maxima de demarare, la deplasarea pe un drum modernizat in palier; - pt autoturisme viteza luata in considerare este 100 km/h, timpul de demarare corespunztor fiind notat td100 [s] - in localiti se adopta viteza de 50 km/h sau 60 km/h timpul fiind td50 [s] sau td60 [s] g) Timpul de demarare de la pornirea de pe loc necesar parcurgerii primilor 500 m (400 m) - td500 [s] sau td400 [s] 400 m = 1 sfert de mila (1 mila terestra = 1,6 km) h) Timpul de demarare de la pornirea de pe loc necesar parcurgerii primilor 1000 m - td1000 [s]18

i)

Timpul de repriza timpul de demarare necesar creterii vitezei intre 2 valori date; Valori uzuale: 50 km/h 100 km/h 60 km/h 120 km/h Demararea se poate realiza prin schimbarea succesiva a treptelor, fie doar intr-o anumita treapta, fiind necesare precizri in acest sens. Capacitatea de demarare intre doua viteze date = elasticitatea automobilului

j) Distanta de demarare de la pornirea de pe loc corespunztoare unui anumit timp de demarare parametru utilizat mai rar (pt autoturisme se adopta uneori timpul de 4 secunde, distanta fiind notata sd4 [m] k) Viteza medie a automobilului vm [km/h] trebuie precizate condiiile in care are loc deplasarea acestuia: - factori constructivi (ai automobilului) - factori de drum (de traseu) - factori de trafic rutier - factori de organizare a circulaiei rutiere - factori de strategie a conducerii automobilului. In activitatea de transport se utilizeaz noiunile: viteza medie tehnica (cea mai potrivita pt aprecierea rapiditii unui automobil), viteza medie de exploatare (corespunde mai bine condiiilor reale de deplasare) si viteza medie comerciala. Acestea se obin prin raportarea distantei parcurse la urmtorii timpi: - timpul efectiv de deplasare ( nu se tine seama de opririle datorate operaiilor de ncrcare descrcare si de opririle la intersecii); - timpul efectiv de deplasare + timpul determinat de opririle la intersecii; - timpul efectiv de deplasare + timpul pt ncrcare descrcare + timpul dat de opririle la intersecii 2.5. Performante de frnare Performantele minime de frnare sunt stabilite prin norme in funcie de tipul automobilului si mun calculata, automobilele fiind mprite in clase crora li se impun pt omologare anumite valori minime ale deceleraiei medii si valori maxime ale distantei totale de frnare corespunztoare unor viteze iniiale precizate. Potrivit normelor pt autoturisme deceleraia minima este 5,8 m/s2, dar in mod curent deceleraiile realizate depesc 7,0 m/s2. 2.6. Performante de consum de combustibil a) Consumul de control Cc [ l /100 km ] parametrul de consum al automobilului la deplasarea pe un drum modernizat in palier cu o viteza egala cu din viteza maxima, dar nu mai mare dect 110 km/h. Masa ncrcturii19

b)

c)

d) e)

este 180 kg daca mun/2 < 180 kg si egala cu mun/2 in caz contrar. ncrctura include masa ocupanilor si a echipamentului de ncercare. Consumurile de combustibil la vitezele constante de 90 km/h si 120 km/h, C90 [ l /100 km ] si C120 [ l /100 km ] corespund parametrilor de consum ai automobilului la deplasarea pe un drum modernizat in palier, in aceleai condiii de ncrcare ca la consumul de control. Consumul de combustibil la deplasarea in cicluri se respecta condiiile de ncrcare de la consumul de control si se definete consumul de combustibil dup un ciclu european adoptat dup 1996 conform regulamentului 15 al CEE ONU, respectiv directiva 80/1268/EWG. Consumul mixt se stabilete in Europa ca medie aritmetica a consumului urban si a consumurilor C90 si C120. Autonomia [km] se stabilete plecnd de la tipul si destinaia automobilului care se coreleaz cu consumul de combustibil si rezulta capacitatea rezervorului compatibila cu cerinele de deplasare pe automobile.

2.7. Performane ecologice Acestea sunt in legtura cu poluarea chimica si fonica produsa de automobile. Sunt asociate si cu poluarea mediului in procesul de fabricaie si dup scoaterea automobilelor din uz prin intermediul materialelor din care sunt confecionate. Poluarea chimica principala este data de produsele arderii din m.a.i. cu aciune toxica: CO, oxizi de azot NOx si hidrocarburi HC. Se aduga CO2 cu efectul de sera foarte important si particulele de evacuare ale motoarelor diesel (PM). Determinarea emisiei de poluani se face la deplasarea in cicluri si exista norme care stabilesc valorile maxime permise ale cantitilor de substane poluante in [g/km] pt autoturisme si in [g/kWh] pt autovehicule grele. In Europa ncepnd cu 1990 aceste norme au primit denumirea generala Euro 0, I, II, III, IV si V. Normelor Euro III, IV si V le corespund urmtorii ani de intrare in vigoare: 2000, 2005 si 2008. Conform directivei Comisiei europene 2000/53/EC pt automobilele scoase din uz ncepnd cu 2006 masa care se recupereaz si se reutilizeaz trebuie sa fie 85% din masa totala. La proiectare se tine seama de acest fapt adoptndu-se soluii constructive pe baza unor criterii riguroase se ntocmete o lista roie care conine materialele si substanele chimice a cror utilizare este fie interzisa, fie se folosesc intr-o concentraie redusa. Exemplu: azbestul nu poate fi utilizat, cadmiul si compuii acestuia in lacuri si vopsele se utilizeaz in concentraii mai mici de 0,01%. Pt zgomotul exterior provocat de automobile exista norme stabilite prin Regulamentul nr.51 CEE ONU. In anul 2000 zgomotul avea nivelul 71 dB (A) pt autoturisme si 77 dB (A) pt autocamioane. 2.8. Caracteristici pentru confort Se refer la urmtoarele aspecte:20

a) poziionarea corect din pdv ergonomic a organelor de comanda, a scaunelor conductorului si ale pasagerilor, cursele si forele de acionare ale diferitelor organe de comanda, intrarea si ieirea comoda din automobile exista norme sau recomandri. b) - oscilaiile automobilului in ansamblu c) vibraiile diferitelor ansambluri si pari ale automobilului si zgomotele produse in interiorul automobilului (nu exista norme stricte) d) temperatura, umiditatea si viteza aerului in spaiul ocupat de ofer si pasageri standardul SR ISO 7730:1997. Referitor la pct b se utilizeaz o serie de parametrii de evaluare a oscilaiilor automobilului: - acceleraia medie ptratica amp [m/s2] exista normele ISO 2631-1-1985/1997 care stabilesc limitele de expunere la oscilaiile dup cele trei direcii pentru corpul omenesc in funcie de timp - doza de vibraii Dv [m.s-7/4] pentru o zi de lucru la limite de precauie este de 8,5 m/s1,75, iar in zona de risc este 15,0 m/s1,75 - derivata acceleraiei in raport cu timpul (socul) [m/s3] poate depi + 10 m/s3 (valori acceptabile + 2 m/s3, iar valori confortabile + 1 m/s3) - acceleraia / deceleraia maxima [m/s2] 2.9. Caracteristici pentru sigurana activ si pasiv Sigurana activ este determinata de: - calitile de stabilitate, maniabilitate si performantele de frnare - condiii de vizibilitate (ziua si noaptea) - iluminarea si semnalizarea luminoasa a automobilelor - un anumit grad de confort Stabilitatea si maniabilitatea sunt nglobate in noiunea mai larga de inuta de drum road holding ability SR ISO 8855:1999. inuta de drum se definete prin gradul de virare (subvirare si supravirare). Condiiile minime de maniabilitate sunt definite in STAS 6926/2 92. inuta de drum este dependenta de caracteristicile asiului, caroseriei si pneurilor si mbuntirea acesteia este asociata cu sistemele electronice de reglare menionate. Sigurana pasiva este definita prin capacitatea automobilului de a proteja ocupanii si in cazul unor coliziuni cu alte automobile sau obstacole, precum si in cazul rsturnrilor. De asemenea automobilele nu trebuie sa produc rniri ale pietonilor la impactul cu acetia. Pt aceasta suprafeele interioare ale automobilelor cu care vin in contact ocupanii automobilului nu trebuie s prezinte proeminene ascuite si trebuie s amortizeze ocurile, un rol nsemnat revenind volanului pt protecia conductorului. Se folosesc mijloace de reinere a ocupanilor la producerea impactului, precum si perne21

gonflabile care mresc suprafaa de contact si amortizeaz ocurile (air-baguri montate frontal, dar si lateral). Caroseria si barele de protecie trebuie s fie astfel proiectate nct partea centrala (celula in care se afla ocupanii automobilului) s rmn intact, energia de impact fiind preluat de restul automobilului, care trebuie s prezinte deformaii plastice mari pentru a diminua deceleraiile la producerea ocului. 2.10. Conducerea confortabila a automobilului Driveability (senzaia pe care o are conductorul in diferite situaii de micare) capacitatea de rspuns a automobilului la comenzile prin pedala de acceleraie si la schimbarea treptelor, funcionarea linitita si confortul determinat de motor si transmisie, inclusiv la schimbarea treptelor. Aspecte relevante: - ezitare sau ntrziere la comanda prin pedala de acceleraie; - motorul dezvolta mai putina putere dect este de ateptat pentru a obine viteza dorita; - motorul nu pornete sau nu se oprete imediat; - puterea motorului variaz, dei pedala de acceleraie este fixa (se modifica permanent viteza); - mers in gol neregulat si instabilitatea funcionrii; - rspunsul la eliberarea pedalei de acceleraie; - zgomote si vibraii la mersul in gol, pornirea/ oprirea motorului, deplasarea in regim staionar, schimbarea treptelor. Mrimile de evaluare obiectiva ale conducerii confortabile a autoturismului sunt corelate cu evalurile subiective ale conductorilor, acordndu-se note. Pentru aceasta se utilizeaz diferite metode, numrul parametrilor luai in considerare este aproximativ 950, fiind posibil sa se defineasc un anumit automobil ca fiind de baza din pdv al dinamicitaii (stil sportiv) si al confortului in conducere. Un rol important in studiul acestei probleme l are simularea.

Fig. Rspunsul automobilului la apsarea pedalei de acceleraie

22

CAPITOLUL III ORGANIZAREA GENERAL A AUTOVEHICULELOR RUTIEREAutomobilele sunt alctuite din mai multe ansambluri, subansambluri i mecanisme care pot fi mprite n urmtoarele grupe: a) motorul (sursa de energie) b) transmisia c) sistemul de rulare (de propulsie) d) sistemele de conducere e) caroseria f) mecanisme de lucru i instalaiile de confort. Schema general a amplasrii prilor principale ale automobilelor este prezentat n Fig.3.1.

Fig.3.1. Prile componente ale automobilului a) Motorul 1, care constituie sursa de energie a automobilului, transform energia chimic combustibilului folosit n energie mecanic necesar micrii automobilului. De regul motorul se amplaseaz n fa, dar exist situaii de amplasare n spate a motorului la autobuze i la unele autoturisme. La unele autocamioane pentru a mrii platforma de ncrcare motorul se plaseaz sub cabin i caroserie, iar la unele autobuze sub podea ntre cele dou puni. b) Transmisia servete pentru modificarea, transmiterea i distribuirea momentului motor al motorului 1, la roile motoare 7 ale automobilului. Transmisia se compune din urmtoarele subansambluri: ambreiaj 2, cutie de viteze 3, transmisia cardanic 4, reductorul central 5 i diferenialul 6. De la motorul 1 cuplul motor se transmite ambreiajului 2, care servete la cuplarea i decuplarea motorului de transmisie, n vederea opririi i pornirii automobilului, precum i la schimbarea treptelor de viteze. Cutia de viteze 3 modific vitezele de deplasare i forele de traciune ale automobilului. De asemenea, permite obinerea mersului napoi i staionarea ndelungat a automobilului cu motorul n funciune. Transmisia cardanic transmite cuplul motor de la cutia de viteze la puntea motoare din spate, iar n cazul automobilelor cu motorul n fa - transmisie pe roile din fa i, motor n spate transmisie pe roile din spate, acest subansamblu dispare. Reductorul central, pe lng faptul c transmite cuplul motor la puntea din spate, particip la mrirea raportului total de transmitere i face n acelai timp s se transmit micarea de la un arbore la altul, atunci cnd acetia sunt dispui unul fa de altul sub un unghi de 90. Diferenialul d posibilitatea celor dou roi motoare s se roteasc cu turaii diferite, lucru necesar la deplasarea automobilului n viraj sau pe drumuri cu neregulariti. 23

c) Sistemul de rulare transform micarea de rotaie n micare de translaie i cu ajutorul lui automobilul se sprijin pe drum. La automobilele cu o singur punte motoare (Fig. 1), sistemul de rulare se compune din roile motoare din spate 7 i roile de direcie din fa 8, care sunt legate la sistemul de direcie 9. Tot din sistemul de rulare face parte i suspensia, n funcie de numrul roilor motoare i nemotoare automobilele pot fi realizate n diferite variante dup cum urmeaz: 4x2 sau 4x4 - autovehiculele cu dou puni, 6x2, 6x4, 6x6 - automobilele cu trei puni, 8x4, 8x8 - automobilele cu patru puni. Varianta 4x2 cu punte motoare dispus n spate se ntlnete la aproape toate tipurile de automobile, iar 4x2 cu punte motoare n fa este utilizat, de regul, la autoturisme. Varianta 4x4 se folosete la autocamioanele i autoturismele cu capacitate de trecere mrit, iar variantele 6x2, 6x4, 6x6, 8x4 i 8x8 se folosesc la autocamioane i autotractoare. d) Sistemele de conducere sunt formate din sistemul de direcie 9 i sistemul de frnare. Sistemul de direcie are rolul de a orienta roile de direcie n funcie de felul traiectoriei micrii automobilului i de a asigura acestora o manevrabilitate mai bun. Sistemul de frnare asigur ncetinirea sau oprirea automobilului din mers, evitarea accelerrii la coborrea pantelor i imobilizarea automobilelor oprite. e) Caroseria este montat pe asiul (transmisie i sistem de rulare) automobilelor i este rezervat conductorului auto, pasagerilor sau mrfurilor transportate. La autocamioane caroseria se compune din cabin i platforma pe care se aeaz bunurile de transportat f) Mecanismele de lucru i instalaii de confort. La unele automobile se utilizeaz o serie de mecanisme de lucru ca priz de putere, diferite sisteme de ridicare, dispozitivul de remorcare, etc. cu ajutorul crora puterea motorului este utilizat pentru executarea de lucrri. La automobilele actuale se gsesc instalaii i aparatur pentru asigurarea confortului, a siguranei circulaiei i controlului exploatrii, din care fac parte: instalaia de nclzire i aerisire, aparatajul de bord i iluminat, centuri de siguran, etc. Organizarea generala a unui autovehicul nseamn dispunerea relativa a postului de conducere si a spaiului util, precum si a grupului motor-transmisie fata de punile autovehiculului. Prin definirea organizrii generale a unui autovehicul se precizeaz numrul i poziia punilor motoare.

3.1. Organizarea general a autoturismelor

24

nainte de folosirea punilor cu suspensii cu roi independente motorul trebuia s fie plasat n spatele axei punii fa, deoarece altfel ar fi rezultat o nlime exagerat de mare a autoturismului si o ncrcare mare a acestei puni. Descrcarea punii spate ar fi fost nsemnat, diminund aderenta roilor acestei puni. Deoarece motoarele timpului aveau puterea redus, rezultau astfel chiar si pentru modelele ieftine valori ale cilindreei totale de (3 - 4litri), ceea ce impunea lungimi si mase mari ale motoarelor. Ampatamentul si lungimea totala a autoturismului aveau valori mari, iar scaunele din spate erau plasate deasupra punii spate, cu efecte duntoare asupra confortului. Un rol hotrtor n perfecionarea soluiei clasice de organizare l-a avut introducerea la puntea fa a suspensiei cu roi independente, ceea ce a permis plasarea motorului intre roi la o nlime joas. Astfel postul de conducere si scaunele pasagerilor au fost deplasate mai n fa, cele din spate fiind aduse ntr-o zona mai favorabila din punct de vedere al confortului la oscilaii. Organizarea generala s-a mbuntit si mai mult prin folosirea motoarelor n V mai scurte si prin introducerea suspensiei cu roi independente la puntea din spate. Astzi soluia clasic de organizare general este adoptat la autoturisme cu motoare avnd capacitatea cilindric peste 2 litri. - ncrcri statice ale punilor apropiate, iar la sarcina maxima puntea din spate este mai ncrcat (cca 56%) ceea ce este foarte favorabil traciunii (pt automobilele de lux si cele care tracteaz); - lungime destul de mare a prii frontale pentru deformare i deplasarea grupului motor n partea inferioar a torpedoului la o coliziune frontal; - solicitare redus a suporilor motorului sub aciunea momentului la ieirea din cutia de viteza; - accesibilitate uoar la motor; - punte fa simpl, cu posibilitatea aplicrii de diverse variante constructive; - mecanism de comand a cutiei de viteze simplu; - se poate utiliza o cutie de viteza cu priz direct (randament ridicat); - utilizarea unui sistem de evacuare a gazelor de lungime mare, cu sileniozitate bun i posibilitate de montare uoar a convertorului catalitic; - nclzire eficace a habitaclului datorit traseului de lungime mic al aerului i al apei. - la ncrcarea parial a autoturismului, puntea motoare este relativ descrcat (poate ajunge pn la 45%), ceea ce reduce capacitatea de trecere pe drum de iarn sau umed i crete pericolul patinrii roilor, mai ales la viraje strnse; - regim de micare rectilinie mai puin stabil dect n cazul roilor din fa motoare (automobilul este mpins i nu tras);

Avantaje:

Dezavantaje:

25

- la aplicarea frnei de motor sau a frnei de serviciu moderate, la deplasarea n viraj, autoturismul supravireaz (efectul poate fi diminuat sau nlturat prin utilizarea unei suspensii cu roti independente la puntea din spate, ns soluia constructiv este destul de complex); - necesitatea utilizrii arborelui cardanic, ceea ce complic structura transmisiei i reduce spaiul din habitaclu; - restricii pentru portbagaje la o lungime data a autoturismului; - lungime mare a automobilului, mas proprie relativ mare i cost ridicat.

26

Motorul, ambreiajul, cutia de viteze si transmisia principal constituie un agregat unitar dispus n partea din fa. Soluia se caracterizeaz prin compactitate ridicat, obinndu-se o lungime total a autoturismului mai mic cu 100 300 mm fa de soluia clasic de organizare.

Avantaje:

- bun stabilitate a micrii (automobilul este tras i nu mpins); - o bun capacitate de trecere pe timp de iarn i pe drum ud, chiar la ncrcare parial a automobilului (sarcina pe roile motoare este relativ mare); - stabilitate bun n viraj; - sensibilitate redus la vnt lateral; - construcie simpl a punii din spate; - eliminarea transmisiei cardanice (transmisie mai simpl, eliminarea unei surse importante de vibraii i confort mrit); - spaiu mare al portbagajului i zon mare de deformare la impact din spate; - nclzire eficace a habitaclului datorit lungimii reduse a traseului apei; - sistem de evacuare a gazelor cu traseu lung, cu spaiu suficient pentru amplasarea convertizoarelor catalitice. 27

Dezavantaje:

- la ncrcarea total a automobilului, capacitatea de trecere este redus pe drum umed, cu ghea i la deplasarea n ramp; - lungimea motorului este limitat, - ncrcare ridicat a sistemului de direcie (datorit sarcinii mari pe puntea de direcie), necesitnd servodirecie; - dificulti la plasarea convenabil a casetei de direcie; - suspensia grupului motor-transmisie este supus unui moment mare condiionat de raportul total de transmitere al transmisiei; - solicitri relativ mari ale suspensiei punii din fa; - arhitectura punii fa relativ complicat; - producerea unor solicitri de ncovoiere a sistemului de evacuare a gazelor datorate micrilor grupului motor-transmisie n timpul demarrii i frnrii; - uzare intens a anvelopelor, roile fiind n acelai timp de direcie i de traciune; - solicitarea puternic a mecanismelor de frnare la roile din fa.

c) Motor spate, punte motoare spate (totul spate)

Motorul, cutia de viteze si transmisia principal (mpreun cu diferenialul) constituie un bloc unitar, ceea ce conduce la o construcie compact si uoar. Se utilizeaz o suspensie cu roi independente.

Avantaje:- capacitate mare de trecere, mai ales la urcarea rampelor; - posibilitatea realizrii de acceleraii mari la demaraj; - virare neutr la limita de stabilitate, cnd motorul este amplasat n faa axei punii din spate; - lungime redus a automobilului; - construcie simpl a punii din fa; - traseu scurt al fluxului de putere de la motor la roi; - solicitri reduse ale sistemului de direcie; - lipsa transmisiei cardanice; - cost redus.

Dezavantaje:

- stabilitate modest a micrii rectilinii; - supravirare accentuat cnd motorul este amplasat n spatele axei punii din spate; - sensibilitate la vnt lateral; - dificultate la virarea pe sol cu aderen sczut din cauza sarcinii reduse pe puntea de direcie; 28

- uzare intens a pneurilor la puntea din spate; - suspensia grupului motor-transmisie este supus unui moment mare condiionat de raportul total de transmitere al transmisiei; - traseu lung pentru comenzile motorului i transmisiei; - traseu redus al sistemului de evacuare a gazelor; - izolare fonic a motorului dificil; - traseu lung al sistemului de nclzire a habitaclului; - dificulti n amplasarea rezervorului de combustibil ntr-o zon sigur; - portbagaj mic; - dificulti n realizarea modelului break. Analiza comparativ a soluiilor de organizare general a autoturismelor (vezi laborator) Autoturisme cu traciune integral

3.2. Organizarea general a autobuzelor

Avantaje:

- simplitatea comenzilor motorului i transmisiei; - poziie favorabil a radiatorului; - posibilitatea amplasrii bagajelor n partea din spate i lateral. - ncrcarea punilor nefavorabil; - izolare dificil a motorului fa de spaiul cltorilor; - lungime mare a transmisiei longitudinale; - accesul la motor din interiorul autobuzului afecteaz confortul.

Dezavantaje:

29

Avantaje:

- distribuie mai adecvat a ncrcrilor pe puni; - flexibilitate mai mare privind organizarea spaiului interior; - transmiterea vibraiilor de la motor la podea afecteaz confortul; - dificulti n amplasarea radiatorului i antrenarea ventilatorului; - accesul la motor din interiorul autobuzului afecteaz confortul.

Dezavantaje:

Motor n spate, traciune spate

Motorul este amplasat n consol longitudinal sau transversal, vertical sau orizontal. 30

- distribuie convenabil a ncrcrilor pe puni; - organizare adecvat a spaiului interior; - posibilitatea de coborre a podelei; - bun izolare a motorului fa de spaiul pasagerilor, cu o bun protecie la fum i zgomot; - se poate crea un compartiment voluminos pentru bagaje sub podea; - acces la motor din exteriorul autobuzului, eventual montarea lui pe un cadru extractibil n vederea uurrii operaiunilor de mentenan. - amplasare neconvenabil a radiatorului; - comenzi complicate pentru motor i transmisie; - complicaii ale transmisiei la poziionarea transversal a motorului.

Avantaje:

Dezavantaje:

3.3.

Organizarea general a autocamioanelor

a) cabin retras; b) cabin semiretras; c1) cabin avansat, motor n cabin; c2) cabin avansat, motor sub cabin n spatele axei punii; c3) cabin avansat, motor sub podeaua plan a cabinei; c4) cabin avansat, motor ntre puni

Cabina retras: pre redus, accesibilitate uoar la motor, cabin spaioas, acces facil n cabin,spaiu mare pentru rezervoarele de combustibil, acumulatoare etc.

Cabin avansat:

Avantaje: lungime de gabarit a autocamionului mai mic, ampatament mai redus, ncrcare mai uniform a pneurilor, micorarea masei proprii, manevrabilitate superioar a autocamionului, vizibilitate bun, accesibilitate foarte bun la motor i transmisie. Dezavantaje: complicaie constructiv datorit dispozitivelor de rabatere i fixare ale cabinei, complicarea sistemelor de comand a transmisiei i frnelor, acces n cabin mai dificil, descrcarea punii spate la mersul nencrcat cu consecine negative privind capacitatea de trecere pe terenuri cu aderen redus.

31

3.4. Noiuni sumare asupra deplasrii automobiluluiUtilizarea automobilului const n transportul pe drumuri al pasagerilor, ncrcturilor sau al utilajului special montat pe automobil. Automobilul trebuie s nving rezistenele, care apar la deplasarea lui, deci energia mecanic dezvoltat de motorul automobilului este folosit pentru nvingerea rezistenelor ce apar la deplasarea automobilului. Cantitatea de energie consumat n unitatea de timp pentru nvingerea rezistenelor la naintarea automobilului determin puterea necesar n fiecare moment, la arborele cotit al motorului. Valoarea limit a puterii dezvoltate de motor la o anumit turaie a arborelui cotit este limitat de parametrii motorului (tipul, construcia i dimensiunile sale) i de valoarea rezistenelor care, la o anumit vitez, pot fi nvinse de un automobil avnd un anumit motor. Fiind cunoscute puterea Pe [CP] dezvoltat de motor i turaia arborelui cotit ne [rot/min] se poate calcula cuplul motor Me [daNm] la arborele cotit al motorului: Me = 716,2 Pe /ne (1)

Dup cum s-a vzut puterea dezvoltat de motor se transmite, prin intermediul mecanismelor transmisiei, la roile motoare ale automobilului. O parte anumit din putere se consum pentru nvingerea frecrii i a celorlalte rezistene din mecanismele transmisiei Din aceast cauz puterea la roile motoare PR este mai mic dect puterea la arborele cotit al motorului. Raportul ntre puterea la roile motoare ale automobilului PR i puterea dezvoltat de motor, Pe se numete randamentul transmisiei i caracterizeaz calitatea transmisiei n privina pierderilor la transmiterea puterii de la motor la roile motoare. Randamentul transmisiei poate fi calculat cu relaia: (2) tr = PR/Pe = (Pe- Ptr) /Pe unde Ptr este puterea pierdut n transmisie. Conform relaiei (2) puterea la roile motoare ale automobilului n funcie de puterea motorului se poate calcula cu relaia: (3) PR = tr Pe Valoarea randamentului transmisiei depinde de construcia mecanismelor transmisiei i de condiiile de lucru, fiind n medie egal cu 90%, deci, pentru nvingerea rezistenelor din mecanismele transmisiei se consum n medie 10% din puterea motorului. Datorit prezenei mecanismelor transmisiei, turaia roilor automobilului (pentru simplificare se consider cazul de micare n linie dreapt a automobilului cnd turaia roilor din dreapta i din stnga este aceeai) este mai mic dect turaia arborelui cotit al motorului. Pentru a ilustra acest lucru se noteaz cu i0 raportul de transmitere al reductorului central, care arat de cte ori turaia roilor motoare este mai mic dect turaia arborelui cardanic sau, de cte ori cuplul motor la roile motoare este mai mare dect cuplul motor al arborelui cardanic. De asemenea se noteaz cu icv raportul de transmitere al cutiei de viteze, care arat de cte ori turaia arborelui cardanic este mai mic dect turaia arborelui cotit al motorului sau, de cte ori cuplul motor al arborelui cardanic este mai mare dect cuplul motor al arborelui cotit al motorului. Cu notaiile adoptate, turaia roilor motoare nR poate fi exprimat prin turaia ne a arborelui cotit al motorului, n modul urmtor: n nR = e (4) i0 icv Cunoscnd turaia roilor automobilului, se poate calcula i viteza de naintare a acestuia. Pentru aceasta se noteaz cu r [m] raza roilor automobilului, raz la determinarea creia se ine seama de deformaia cauciucului montat pe roat, deci la o rotire a roii automobilul parcurge un drum de 2 r . Dac roata face nR rot/min, drumul parcurs de automobil pe minut n metri va fi egal cu 32

2 r n R . Drumul parcurs ntr-o secund, adic viteza automobilului va fi de 60 de ori mai mic. Folosind relaia (4) se obine viteza automobilului: 2 r ne Va = [m/s] (5) 60 i0 icv r ne Va = 0,377 sau [km/h] (6) i0 icv Cuplul motor la roile motoare ale automobilului se poate calcula cunoscnd puterea la roile motoare i turaia lor cu relaia urmtoare:(7) MR = 716,2 PR /nR Introducnd n aceast relaie valorile lui PR i nR date de relaiile (3) i (4) i innd seama de relaia (1) se obine: P i i M R = 716,2 tr e 0 cv = tr M e i0 icv (8) ne mprind momentul la roile motoare la raza lor, se obine fora periferic la roile motoare, care se noteaz cu FR: M e i0 icv M FR = R = tr (9) r r Fora periferic FR este ndreptat n sens invers deplasrii automobilului i reprezint aciunea roilor motoare ale automobilului asupra drumului n punctele lor de contact (Fig.3.2).

Fig. 3.2. Forele de interaciune a roilor motoare cu drumul Aciunea reciproc a drumului asupra roilor motoare se exprim prin fora de reacie T aplicat de drum pe roile motoare i este ndreptat n sensul de deplasare a automobilului. Deci, T reprezint o for mobil, numit for de traciune. Dac nu se ine seama de rezistena relativ mic de rostogolire a roilor motoare, atunci fora de traciune este egal n valoare absolut cu fora periferic. T = FR (10) Aceasta permite ca la rezolvarea unor probleme practice s se considere n locul forei de traciune, fora periferic, ce se poate calcula uor cu relaia (9). Mrimea forei periferice la roile motoare este limitat de aderena acestor roi cu drumul, adic: (11) FR Z m unde: - coeficientul de aderen dintre roat i drum, care depinde de starea drumului; Zm - reaciunea normal la roile motoare. Pentru un drum uscat, cu acoperire artificial tare, coeficientul de aderen este n medie = 0,6. Pe un drum alunecos, coeficientul de aderen scade de 2...3 ori, adic ajunge la valori 0,2...0,3. Dac roilor motoare ale automobilului li se transmite o for periferic n valoare mai mare dect fora de aderen, fora de traciune nu crete, iar roile ncep s patineze pe drum. Mrimea 33

reaciunii normale Zm depinde de schema i construcia automobilului. La un automobil cu dou puni cu roile motoare n spate Zm = Z2, iar dac are roile motoare n fa Zm = Z1. Dac automobilul are toate roile motoare Zm = Z1 + Z2 = Ga (unde Z1 este reaciunea static pe puntea din fa, iar Z2 reaciunea static pe puntea din spate)

3.4.1. Forele de rezisten la naintarea automobiluluiCa rezultat al aciunii drumului i aerului asupra automobilului aflat n micare apar o serie de rezistene la naintare a cror sum este echilibrat de fora de traciune. Aceste rezistene determin caracterul micrii i valoarea vitezei dezvoltate de automobil. Fora total la roat obinut prin nsumarea forelor tangeniale de la toate roile motoare se utilizeaz la nvingerea rezistenelor la naintare formate din: rezistena la rulare Fr, rezistena la urcarea pantei Fp, rezistena aerului Fa i rezistena la accelerare sau rezistena la demaraj Fd, dup cum este artat n Fig.3.3. Rezistena la rulare Fr i rezistena aerului Fa sunt totdeauna fore care se opun micrii automobilului. Rezistena datorit pantei Fp se opune micrii numai n cazul urcrii automobilului pe un drum nclinat, la coborrea pantei devine for activ, iar la deplasarea pe drum orizontal este egal cu zero. Rezistena la accelerare sau rezistena la demarare Fd acioneaz asupra automobilului numai n timpul micrii cu regim variabil, nestaionar ( Va const.) i este totdeauna de sens opus acceleraiei. Astfel, la accelerarea automobilului (demarare) ea acioneaz ca for de rezisten, iar la frnare ca for activ.

Fig. 3.3. Schema forelor care acioneaz asupra automobilului Rezistena total F la naintarea automobilului, n cazul cel mai general al micrii (drum nclinat i vitez variabil) este dat de relaia: F = F r Fp + Fa Fd (12) Deoarece rezistena total la naintare n timpul deplasrii este echilibrat de fora total la roile motoare, se poate scrie: F R = F = Fr Fp + Fa Fd (13) Fora de rezisten la rulare Fr este condiionat de pierderile datorit rulrii roii elastice pe suprafee tari sau deformabile ale drumului. Pentru calcularea forei de rezisten la rulare a automobilului se consider un coeficient mediu de rezisten la rulare f, pentru toate roile automobilului. Astfel, fora de rezisten la rulare pe un drum orizontal a unui automobil sau a unei remorci se calculeaz cu relaiile: (14) Fr = Ga f ; Fr = Gr f iar n cazul unui autotren cu n remorci, relaia (14) devine: 34

unde: Ga este greutatea total a automobilului sau autotractorului; Gr este greutatea unei remorci; f este coeficientul mediu de rezisten la rulare. Pe un drum nclinat cu unghiul , relaiile (14) i (15) devin: Fr = Ga f cos ; Fr = Gr f cos respectiv:n Fr = Ga + Gr f cos 1

n Fr = Ga + Gr f 1

(15)

(16) (17)

Valoarea coeficientului de rezisten la rulare, pe drum cu acoperire tare, artificial, variaz n medie ntre limitele 0,020,03, iar pe drumurile de pmnt, cu acoperire moale ntre limitele 0,06...0,1. Fora de rezisten la urcarea pantei Fp este dat de componenta greutii automobilului paralel cu suprafaa drumului, adic: Fp = Gasin (18) unde: este unghiul de nclinare longitudinal a drumului. In cazul n care automobilul lucreaz n agregat cu remorc, fora de rezisten la urcarea pantei se calculeaz cu relaia: n (19) F p = Ga + Gr sin 1 Fora de rezisten a aerului Fa este fora la naintarea automobilului exercitat asupra acestuia de mediul de aer n care circul automobilul. Din totalul puterii consumate de un autoturism obinuit, care s-ar deplasa cu o vitez de circa 100 km/h, aproape dou treimi se datoreaz forei de rezisten a aerului. Fora de rezisten a aerului const dintr-o rezisten de frecare, determinat de dimensiunile i calitatea suprafeei automobilului i dintr-o rezisten de presiune i formare a turbioanelor, determinat de forma automobilului. Fora de rezisten a aerului poate fi calculat cu relaia: (20) Fa = K S Va2 unde: K este coeficientul aerodinamic, caracterizat ndeosebi de forma caroseriei; S [m2] este seciunea transversal perpendicular pe direcia de deplasare a automobilului; Va [m/s] este viteza de deplasare a automobilului. Dac n relaia forei de rezisten a aerului viteza se introduce n km/h, ea capt forma: K S Va2 K S Va2 Fa = (21) 13 3,6 2 Fora de rezisten la demaraj Fd este o for care acioneaz asupra automobilului atunci cnd el se deplaseaz n regim tranzitoriu, confundndu-se n ultim instan cu fora disponibil pentru accelerare. Aceast for se poate calcula cu relaia: Ga dVa (22) Fd = g dt unde: este coeficientul maselor automobilului n micarea de rotaie; dVa /dt este acceleraia automobilului. In concluzie se poate arta c echilibrul tuturor forelor care acioneaz asupra automobilului la micarea rectilinie pe un drum oarecare, reprezint ecuaia bilanului de traciune, adic relaia (13). Prin analogie cu ecuaia bilanului de traciune se poate scrie i ecuaia bilanului de putere.

35

CAPITOLUL IV Predeterminarea parametrilor autovehiculelor in vederea efecturii calculului de traciune4.1. Predeterminarea parametrilor dimensionali Parametrii dimensionali ai autovehiculelor se refer la dimensiuni exterioare i dimensiuni interioare. Definirea acestor dimensiuni i codificarea lor se efectueaz conform standardelor: SR ISO 4131 pentru autoturisme SR ISO 7656 pentru autocamioane Codurile dimensiunilor (notaiile) se realizeaz folosind o liter majuscul specific tipului dimensiunii: L pentru lungime, H pentru nlime, W pentru lime, D pentru diametru i V pentru volum. Aceste litere pot fi folosite i pentru definirea unor unghiuri potrivit regulii din standard. Codul complet se obine adugnd la litera respectiv un numr, dup urmtoarea regul: ntre 1 i 99 inclusiv, pentru dimensiuni interioare; ntre 100 i 199 inclusiv, pentru dimensiuni exterioare; ntre 300 i 399 inclusiv, numai pentru dimensiunile interioare ale vehiculelor utilitare; ntre 400 i 499 inclusiv, numai pentru dimensiunile exterioare ale vehiculelor utilitare; ntre 500 i 599 inclusiv, numai pentru dimensiunile sarcinii transportate de vehiculele utilitare. De pild, L101 reprezint ampatamentul n cazul autoturismelor, iar L401 este ampatamentul n cazul autocamioanelor. In continuare, n general, se vor folosi notaii mai simple, care pot fi manevrate cu mai mult uurin n diverse relaii de calcul. Desigur, n buletine de msurri sau n alte situaii, cnd este mai comod s nu se utilizeze definiii ad-hoc, se vor folosi notaiile din standard. Relativ la dimensiunile exterioare, parametrii cei mai importani sunt: ampatamentul L, lungimea de gabarit La, limea de gabarit la, nlimea de gabarit Ha, consola fa C1, consola spate C2, nlimea liber de trecere (garda la sol) hs, raza longitudinal de trecere Rl, raza transversal de trecere Rt,, unghiul de atac 1, unghiul de degajare 2 i unghiul de ramp. Pentru dimensiunile de gabarit exist nite limite maxime impuse de norme. Astfel, n ara noastr trebuie respectate condiiile (RNTR - 2 - Reglementri i norme tehnice n transporturile rutiere - ordin al Ministrului Transporturilor 251/1999, STAS 863-85): La1900

n S.U.A. autoturismele sunt clasificate dup volumul interior util, considerndu-se distinct autoturismele cu caroserie sedan i cele cu caroserie combi (break). Volumul37

interior se determin potrivit unor norme riguroase. Autoturismele sedan sunt mprite n 5 clase: minicompacte (volum < 2,4 m3), subcompacte (2,40 - 2,80 m3), compacte (2,81- 3,08 m3), medii (3,ll- 3,70 m3) i mari (> 3,39 m3). Autoturismelor combi le corespund urmtoarele clase: mic (4,5 m3). Pentru un autoturism reprezentativ pentru 50% din producia european de autoturisme, proporiile i greutatea materialelor din care acesta se fabric sunt: 63% - oel; 7,2% - metale neferoase; 10,5% - materiale plastice; 4,4% - elastomeri; 2,65 sticl; 1,6% - masticuri i vopsele; 4,0% - textile i izolatori fonici; 6,7% - diverse fluide. Aluminiul este principalul material neferos utilizat ntr-o proporie de 6%. Pe un astfel de autoturism cantitatea de aluminiu este de cca (60-65) kg. In anul 2005 era prevzut ca aluminiul s reprezinte 10% din greutatea unui autoturism european i 14% pentru un autoturism fabricat n S.U.A. Pentru reducerea greutii se folosesc oeluri uor aliate, oeluri de nalt rezisten, aluminiu, magneziu i materiale plastice. Utilizarea oelurilor de nalt rezisten, nceput mai demult, comport anumite cerine tehnologice, dar se pot obine reduceri de mas pentru piesele respective de (1015)%. In general, n timp, ponderea materialelor feroase va scdea, crescnd ponderea materialelor cu greutate specific mai mic i extinzndu-se gama componentelor din magneziu. Este de menionat faptul c micorarea masei unui subansamblu atrage dup sine i micorarea masei altor subansambluri. Astfel, prin modernizarea automobilului Lightweight Charger XL, masa pieselor fabricate din oel de nalt rezisten s-a micorat cu 170 kg, n timp ce masa total a automobilului a sczut cu 285 kg. In legtur cu aceast reducere de mas exist o regul empiric pentru autoturismele din producia curent exprimat printr-un factor, care are valori ntre 1,3 i 1,75, firma General Motors adoptnd valoarea 1,5. Aceasta nseamn, n ultimul caz, c dac se reduce masa unui subansamblu cu 100 kg prin folosirea unui alt material, masa autoturismului se micoreaz nc cu 50 kg. Printr-o proiectare adecvat i utilizarea materialelor uoare se pot obine reduceri spectaculoase. Astfel, masa proprie a autoturismului Audi A2 1,4 l TDI reprezint 990 kg fa de 1220 kg ct este masa proprie medie a opt autoturisme avnd volumul interior comparabil. Diferena de 230 kg mas proprie rezult, n primul rnd, din reducerea important a masei caroseriei, a crei structur de rezisten este realizat din aluminiu. Reducerea masei caroseriei cu 120 kg i a echipamentului auxiliar cu 14 kg a condus la micorarea masei motorului i transmisiei cu 31 kg, precum i a masei sistemului de rulare cu 65 kg. Un aspect important este acela c msurile impuse pentru sporirea siguranei active i pasive au condus, n ultimii 15 ani, la creterea masei proprii a autoturismelor din clasa de mai sus cu 25%.38

La aprecierea masei proprii trebuie s se in seama de condiiile concrete de exploatare, n particular de condiiile oferite de reeaua de drumuri. Masa proprie este dependent de dimensiunile autoturismului. La acelai spaiu util, un autoturism mai nalt devine mai scurt i, ca urmare, va avea o mas proprie mai mic. Aceasta nseamn un consum mai redus de combustibil la accelerare i la urcarea pantelor. Dar un autoturism cu o nlime mai mic va avea o rezisten a aerului mai mic i un consum mai redus de combustibil la viteze mari. Dependena masei proprii fa de lungimea de gabarit a autoturismului este evideniat n figura 4.1.

Fig. 4.1. Masa proprie a autoturismului n funcie de lungimea de gabarit

O analiz statistic detaliat a pus n eviden faptul c un numr mare de caracteristici i performane ale autoturismelor se afl ntr-o strns corelaie cu masa proprie a acestora, m0. Pe baza acestei analize n s-au stabilit relaii empirice, valabile pentru autoturismele anilor '80. Pentru soluia totul n fa":0 L = m0 ,139 exp( 104 / m0 + 6,99 ) [mm]

r = 0,877; L = 72,08 mm;2 Vh = 0,00116m0 0,37m0 + 854 [cm 3 ]

r = 0,893; Vh = 0,03 cm3; Pentru soluia clasic:0 L = m0 , 603 exp(289 / m0 + 3,39) [mm] r = 0,814; L = 69,18 mm;2 Vh = 0,00106m0 + 4,16m0 1430 [cm 3 ]

r = 0,887; Vh = 154,6 cm3; Pentru toate soluiile de organizare general:2 L = 0,253 10 3 m0 + 1,17 m0 + 1630 [mm]

39

r = 0,896; L = 69,82 mm;2 Vh = 3,11 10 4 m0 + 1,66m0 318 [cm 3 ]

r = 0,918; Vh = 244,91 cm3; In relaiile de mai sus se precizeaz valorile coeficienilor de corelaie r si abaterea standard . Unii autori exprim masa total maxim n funcie de lungimea total La a autoturismului: man = 510,476 La -750,93 [kg].

Stabilirea masei proprii a autocamioanelor se face prin intermediul coeficientului de tar, folosind datele de la modelele similare prelucrate statistic. n general, odat cu creterea sarcinii utile maxime constructive are loc scderea coeficientului de tar. Aceast dependen este prezentat grafic n figura 4.2 pentru autocamioane 4x2 i 6x4 cu caroserie platform deschis sau caroserie furgonplatform.

Fig. 4.2. Coeficientul de tar n funcie de sarcina util maxim constructiv a autocamionului.

Curbei din figura 4.2 i corespunde ecuaia: 2 3 g = 1,156 0,13 mun + 0,013 mun 5,6 10 4 mun [] n care mun se exprim n tone. Relaia de mai sus are caracter statistic i este alctuit pe baza datelor a 200 modele de autocamioane din anii '70. Bineneles, la alegerea coeficientului de tar i, respectiv, a masei proprii trebuie s se in seama de soluia de organizare general adoptat i de particularitile constructive i de exploatare. Adoptarea unor valori mai mici ale coeficientului de tar trebuie s fie acompaniat cu msuri constructive adecvate i de utilizarea de materiale cu caliti superioare. Astfel, se folosesc tot mai mult oeluri de nalt rezisten, aluminiu i materiale plastice. Aluminiul este folosit la realizarea barelor de protecie, cabinelor, longeroanelor i traverselor, rezervoarelor de aer i de combustibil, saboilor de frn, carterelor de ambreiaje etc. Se folosesc, de asemenea, arbori cardanici i arcuri ale suspensiei confecionai din materiale compozite.

40

4.3. Definirea spaiului pentru postul de conducere Conductorului autovehiculului trebuie s i se asigure un spaiu i o poziie corespunztoare astfel nct: - postura sa s fie comod fiziologic; - s nu produc oboseal excesiv i mbolnvire; - s existe libertate de micare pentru acionarea volanului, manetelor de comand i pedalelor, care trebuie s fie accesibile i plasate astfel nct solicitrile conductorului s fie minime; - s se asigure vizibilitatea corespunztoare. Pentru ara noastr, n cazul autocamioanelor, autobuzelor i troleibuzelor, exist urmtoarele standarde: STAS R 10666/1-76 - Dimensiunile postului de conducere i amplasarea organelor de comand la autocamioane, autobuze i troleibuze - Condiii ergonomice; STAS R 10666/2-76 - Determinarea elementelor postului de conducere i a locului pentru pasageri la autocamioane, autobuze i troleibuze - Manechin tridimensional; STAS R 10666/3-76 - Determinarea elementelor postului de conducere i a locului pentru pasageri, la autocamioane, autobuze i troleibuze - Manechin bidimensional (plan). In urma determinrilor antropometrice se stabilesc aa-numitele grupe dimensionale reprezentative. Grupa reprezentativ x % (0 < x < 100) este definit de o persoan reprezentativ avnd unele dimensiuni ale corpului (precizate) mai mari dect dimensiunile corespunztoare a x % persoane din ntreaga populaie adult. Altfel spus, x % din populaia adult prezint dimensiunile respective mai mici sau cel mult egale cu cele ale persoanei reprezentative. Potrivit standardelor menionate sunt avute n vedere trei grupe reprezentative: 10%, 50% i 90%. Corespunztor grupelor reprezentative n STAS R 10666/2 i STAS R 10666/3 se definesc manechinele tridimensionale i bidimensionale (figurile 4.3 i 4.4).

41

Fig. 4.3. Manechin tridimensional

Pentru toate cele trei grupe dimensionale lungimea torsului se consider aceeai. Diferenele apar la lungimile coapselor B i gambelor A. Astfel, pentru grupele 10%, 50% i 90% sunt urmtoarele valori, n ordine: A = 350, 417, 444 [mm]; B = 408, 432, 456 [mm].

Elementele manechinului sunt articulate i prevzute cu scal pentru a putea, msura unghiurile dintre liniile de referin ale segmentelor corpului. La amplasarea manechinului pe scaun, pentru diferite poziii, se pot msura aceste unghiuri care trebuie s aib anumite valori convenabile. Poziia conductorului n automobile este definit, n primul rnd, prin poziia punctului H, ca fiind urma, pe planul longitudinal al automobilului, a axei teoretice de rotaie a coapselor fa de trunchiul omului reprezentat prin manechinul tridimensional sau bidimensional. Punctul R corespunde poziiei teoretice a punctului H pentru poziia de conducere sau de utilizare cea mai de jos i cea mai retras a42

Fig. 4.4. Manechin bidimensional

oricrui scaun, prevzut de ctre constructorul autovehiculului (corespunde cu manechinul de 90%).

Fig. 4.5. Elemente de organizare ale postului de conducere pentru autocamioane, autobuze i troleibuze

Dimensiunile postului de conducere i dispunerea organelor de comand n cazul autocamioanelor, autobuzelor i troleibuzelor se stabilesc n concordan cu STAS R 10666/1-76 (fig.4.5). Elementele geometrice privitoare la o serie de lungimi i unghiuri se aleg potrivit cu indicaiile din standard incluse n tabele sub forma unor intervale, limite inferioare sau limite superioare. Se stabilesc, la nceput, linia orizontal a podelei, partea din fa a podelei dispus nclinat fa de orizontal i poziia tablierului dinspre motor (torpedoul) (fig. 4.6) Partea nclinat a podelei pentru sprijinirea piciorului trebuie s depeasc 306 mm. Dup aceea se traseaz linia orizontal tangent la coaps i care corespunde pernei deformate a scaunelor sub greutatea conductorului. Distana de la aceast linie pn la podea se alege potrivit cu datele de la modelele similare. Distana de la marginea superioar a pernei scaunului pn la podea nu trebuie s depeasc (380 - 407) mm. Limea i lungimea pernei scaunului sunt stabilite prin standard. Se plaseaz apoi manechinul corespunztor grupei 90% ca n Fig. 4.6, astfel nct scaunul se afl n poziia cea mai ndeprtat de pedale i cea mai joas. Se poziioneaz manechinul astfel nct piciorul s se afle pe partea nclinat a podelei, iar unghiurile ntre segmentele acestuia trebuie s se ncadreze n limitele recomandate. Se repet operaiile de mai sus cu manechinele 50% i 10%, modificnd corespunztor poziia scaunului prin deplasare pe orizontal (deplasarea maxim trebuie s depeasc 100 mm) i pe vertical (deplasarea maxim trebuie s depeasc 80 mm).

43

Fig. 4.6. Poziionarea manechinului

Se stabilete diametrul volanului innd seama de fora admisibil la obada acestuia i de viteza unghiular ce trebuie realizat. Pentru autovehicule grele diametrul acestuia este de (430-600) mm. Se alege apoi unghiul su de nclinare i distanele de la punctul inferior al volanului pn la punctul R i linia de referin a coapselor (se folosete manechinul 90%). Unghiul de nclinare a axului volanului fa de orizontal trebuie s fie ntre 50-80. De asemenea, se stabilete poziia axei volanului fa de planul longitudinal de simetrie al scaunului. Este posibil s existe o deplasare lateral a volanului impus de cerina asigurrii unui joc suficient ntre volan i prile cele mai apropiate ale cabinei (nu mai puin de 80 mm). n continuare, se stabilete poziia pedalelor. In Fig.4.5, potrivit cu recomandrile din standard, se precizeaz poziia relativ a pedalelor fa de planul longitudinal de simetrie al scaunului conductorului i fa de pereii interiori ai caroseriei sau alte elemente proeminente din interiorul acesteia. In standard nu sunt date recomandri privitoare la dimensiunile pedalelor. In vedere lateral, poziia pedalelor se realizeaz potrivit cu datele de la modele similare. Poziia pedalei de ambreiaj i a pedalei de frn se definete prin distanele l1, l2 i l3 (fig. 4.7). Cnd se ncepe acionarea pedalelor de ambreiaj i de frn trebuie s existe loc suficient pentru picior n raport cu volanul. Distana optim l2 este considerat 670 mm. Distana l1 trebuie s fie astfel nct la cursa maxim recomandat pedala s nu ating podeaua cabinei. Pentru o verificare adecvat trebuie s se precizeze i poziia punctului de articulaie al pedalei. Att n poziia iniial de acionare a pedalelor, ct i n cea corespunztoare cursei maxime trebuie ca unghiurile dintre segmentele corpului s se afle ntre limitele recomandate. Pedala de acceleraie se acioneaz cu piciorul, sprijinindu-se permanent cu clciul pe podea, deplasarea ei fcndu-se prin rotirea labei piciorului din glezn, astfel nct, la mersul n gol al motorului, laba piciorului este perpendicular pe axa gambei. Se consider c distana l3 are valoarea optim 725 mm. Verificrile unghiurilor menionate se efectueaz cu manechinele 10%, 50% i 90%, bineneles n concordan cu poziiile modificate ale scaunului.

44

Fig. 4.7. Dispunerea pedalelor

Urmeaz plasarea manetei schimbtorului de vitez i a altor manete care sunt necesare respectnd recomandrile din standard. De asemenea, se poziioneaz suprafaa aferent panoului pentru cadranele aparaturii de control i de bord. Ea se face astfel nct s fie direct accesibil privirii conductorului, fr ca acesta s execute micri suplimentare. In acest sens, volanul nu trebuie s acopere suprafaa respectiv, mpiedicnd astfel urmrirea indicaiilor aparaturii. Dispunerea aparaturii i a cadranelor se face urmnd principii ergonomice generale asociate cu cercetri specifice domeniului. Cunoscnd poziia extrem a scaunului n spate se poate preciza poziia peretelui din spate al cabinei. In standard se impune distana m = 600 mm (1100 mm cnd exist cueta) ntre punctul cel mai de jos al volanului i peretele din spate al cabinei. Limea interioar a cabinei n zona umerilor conductorului, la 490 mm fa de punctul A, nu trebuie s fie mai mic de 1250 mm, cnd sunt dou locuri n cabin, i 1700 mm cnd cabina are trei locuri. Dac se prevede i un loc de dormit, limea trebuie s depeasc 1900 mm (limea patului mai mare de 500 mm), nlimea plafonului cabinei este astfel nct distana de la punctul R pn la plafon este de cel puin 1000 mm, ea fiind msurat pe dreapta care face un unghi de 8 cu verticala. Distana de la baza patului de dormit pn la plafon, msurat n planul longitudinal al autocamionului trebuie s fie mai mare de 600 mm. Pentru stabilirea dimensiunilor postului de conducere n cazul autoturismelor se folosesc normele din SR ISO 3958:2000 AUTOTURISME. Accesul conductorului auto la comenzile manuale". Elementele geometrice care sunt reglementate prin acest standard sunt urmtoarele (fig. 4.8): Hz, Wx, Wz, D, , i deplasarea pe orizontal a punctului R. Pentru toate aceste mrimi se indic fie un interval de variaie, fie o valoare minim.

45

Fig. 4.8. Organizarea postului de conducere la autoturisme

Elementele geometrice se definesc n raport cu punctul de contact al clciului cu podeaua n situaia cnd este acionat pedala de acceleraie. In raport cu acest punct se poziioneaz volanul prin Wx, Wz i . Poziia scaunului se precizeaz prin nlimea punctului R i prin nclinarea sptarului fr a se preciza Hx. Nu se fac precizri privitoare la unghiul si unghiul dintre coaps i gamb (fig. 4.9) i nici la dimensiunile pernei scaunului, aa cum este la autocamioane i autobuze. La fel ca n cazul autocamionului, dup ce se fixeaz poziia podelei, a suprafeei nclinate i a torpedoului, trebuie s se precizeze n profil poziia pedalei de acceleraie i cu aceasta i poziia clciului. Apoi, cu manechinul 90% se gsete poziia cea mai favorabil a acestuia, caracterizat prin anumite valori ale unghiurilor dintre prile corpului. In legtur cu unghiurile dintre prile corpului care asigur confortul conductorului i al pasagerilor se iau n consideraie 10 unghiuri i pentru un set de valori ale acestora se definete o clas, corespunztoare unei anumite poziii pe scaun. In total au fost stabilite 11 clase. Aceste clase pot fi folosite n realizarea mai uoar a organizrii interioare a autoturismului. Prin considerarea a 5 unghiuri (Fig. 4.9) se stabilesc trei nivele de confort: satisfctor, mulumitor i bun, aa cum se indic n tabelul 4.2.

Fig. 4.9. Definirea unghiurilor dintre elementele corpului uman aezat pe scaunTabelul 4.2

Unghiul, [0]

Satisfctor 80100 99131 89101 4252 84124

Nivel de confort Mulumitor 8496 107123 9199 4450 92116

Bun 8592 111119 9397 4648 100108 46

Pentru pedalele de ambreiaj i de frn se consider c ar fi ideal, din punct de vedere ergonomic, ca deplasarea acestora s fie ct mai mic. Factorii hotrtori pentru forele la pedale i cursele acestora sunt unghiurile i , cu intervalele 120130i 90125. Ambele unghiuri se obin prin dispunerea spaial adecvat a pedalelor i a scaunului. Dac se d valoarea forei la pedal, se stabilete unghiul n concordan cu graficul din Fig. 4.10. Dependenele din figura 4.10 corespund situaiilor optime din punct de vedere ergonomic i sunt date pentru femei (grup 5%) i brbai (grup 95%). S-au considerat dou moduri de acionare: n condiii obinuite, normale, i n situaiile de urgen, cnd trebuie aplicate forele maxime. Cunoscnd acest unghi se precizeaz poziiile pedalelor i scaunului. Dac aceste poziii sunt date, atunci se pot determina cu aceleai grafice forele disponibile.

Fig. 4.10. Fora la pedal n funcie de unghiul dintre gamb i coaps (condiie optim)

Fig. 4.11. Elementele geometrice ale scaunului conductorului de automobil

Valorile optime ale parametrilor scaunului sunt urmtoarele (Fig.4.11): ls =(457601) mm; lp < 406 mm pentru femei scunde, lp = 432 mm ca un compromis, pentru cazul general; hp < (381406) mm; p = 6 (90% acceptabile valorile 5- 8); s = 105 (90% acceptabile valorile 102- l08). Urmrind Fig. 4.11 se poate scrie relaia: s = p + s 90o In poziia corespunztoare acionrii complete, pedalele de ambreiaj i de frn nu trebuie s ating podeaua. Considernd un anumit joc i innd seam de faptul c nici clciul nu trebuie s ating podeaua, se pot stabili poziiile celor dou pedale, respectiv centrele acestora. Unghiul fiind ales n concordan cu cele artate mai sus, pentru un anumit grup reprezentativ se cunosc lungimile coapsei lc i lungimea47

gambei lg, astfel nct este definit triunghiul TGH (Fig. 4.12). Poziia sa trebuie s fie astfel nct s se realizeze anumite unghiuri si s. Se pot scrie relaiile: lg 2 sin HT = lc2 + l g 2lc l g cos , 1 = arcsin HT hz = ht HT cos( 1 + s ) , hx = HT sin ( 1 + s )

n felul acesta se precizeaz poziia punctului H i poziia scaunului. Avnd precizat poziia gambei se poate preciza poziia piciorului i, respectiv, poziia pedalei propriu-zise. Direcia de deplasare a pedalei va trebui s coincid aproximativ cu direcia segmentului GT.

Fig. 4.12. Poziia punctului H

Poziionarea volanului, potrivit standardului SR ISO 3958, se face n raport cu punctul de contact al clciului cu podeaua, alegndu-se mrimile Wx, Wz i (Fig.4.8) n intervalele recomandate. Nu se face precizarea poziiei volanului n raport cu punctul R. Actualmente nu exist o dependen general valabil relativ la poziia volanului n raport cu punctul R. Pentru autoturisme europene de serie, pentru distanele lvx i lvz (Fig. 4.12) s-au stab