cap 03 conditii de autoprop

3DEFINIREA CONDIŢIILOR DE AUTOPROPULSARE

Deplasarea autovehiculului în condiţiile cerute de performanţe în ceea ce piveşte dinamicitatea, consumul de combustibil, siguranţa şi confortul călătoriei, cerinţe ce impun anumite reguli şi elemente constructive, presupune cunoaşterea influenţelor exterioare ce se opun înaintării autovehiculului.

Definirea condiţiilor de autopropulsare, care precede calcul de tracţiune, împreună cu care condiţionează performanţele autovehiculului, cuprinde precizarea, funcţie de tipul, caracteristicile şi destinaţia autovehiculului, a cauzelor fizice pentru forţele de rezistenţă ce acţionează asupra autovehiculului, a factorilor specifici de influenţă şi stabileşte relaţiile analitice de evaluare cantitativă a acestor forţe.

În procesul autopropulsării autovehiculului, asupra acestuia acţionează, după direcţia vitezei de deplasare, două tipuri de forţe:

forţe active – forţele care au acelaşi sens cu cel al vitezei de deplsare; forţele de rezistenţă – forţele care sunt de sens opus sensului vitezei de

deplasare.Forţele de rezistenţă, cunoscute sub denumirea de rezistenţe la înaintare sunt

următoarele: rezistenţa la rulare – este o forţă ce se opune înaintării autovehiculului şi

este determinată de fenomenele ce se produc la rularea roţilor pe calea de rulare;

rezistenţa aerului – este o forţă ce se opune înaintării autovehiculului şi este datorată interacţiunii dintre autovehiculul în mişcare şi aerul considerat în repaus;

rezistenţa pantei – este o forţă dotorată înclinării longitudinale a drumului şi reprezintă o forţă de rezistenţă la urcarea pantelor, şi o forţă activă la coborârea pantelor;

rezistenţa la demaraj – este o forţă datorată inerţiei autovehiculului în mişcare şi reprezintă o forţă de rezistenţă în timpul mişcării accelerate şi do forţă activă în regimul mişcării decelerate.

Mişcarea autovehiculului, consecinţă a acţiunii asupra lui a forţelor active şi de rezistenţă poate fi:

mişcare uniformă (cu viteză constantă); mişcare accelerată (viteza creşte) – regim numit “regimul demarării”; mişcare decelerată (viteza scade); aceste regim poate fi realizat prin rulare

liberă, când regimul decelerat este datorat încetării acţiunii forţei de tracţiune şi prin frânare, când regimul decelerat este datorat acţiunii forţei de frânare dezvoltată la roţile automobilului.

DINAMICA AUTOVEHICULELOR – Indrumar de proiectare

Autopropulsare autovehiculului se datorează energiei mecanice primite de roţile motoare de la motorul autovehiculului şi este posibilă când această energie este în concordanţă cu necesarul de momente şi puteri pentru învingerea rezistenţelor la înaintare. De aici rezultă ca deosebit de importantă în definirea condiţiilor de autopropulsare cunoaşterea, pentru fiecare din rezistenţele la înaintare, a cauzelor fizice care le generează, a principalelor mărimi şi factori de influenţă şi a posibilităţilor de evaluare analitică,

3.1. Rezistenţa la rulare

3.1.1. Generarea rezistenţei la rulare

Rezistenţa la rulare, Rr, este o forţa cu acţiune permanentă datorată exclusiv rostogolirii roţilor pe cale, şi este de sens opus sensului de deplasare al automobilului.

Cauzele fizice ale rezistenţei la rulare sunt: deformarea cu histerezis a pneului; frecările superficiale dintre pneu şi cale; frecările din lagărele butucului roţii; deformarea căii de rulare; percuţia dintre elementele benzii de rulare şi microneregularităţile căii de

rulare; efectul de ventuzare produs de profilele cu contur închis de pe banda de

rulare pe suprafaţa netedă a căii de rulare.Între cauzele amintite mai sus, în cazul autoturismelor – care se deplasează

pe căi rigide, netede, aderente – ponderea importantă o are deformarea cu histerezis a pneului.

Ca urmare a modului de distribuire a presiunilor în pata de contact dintre pneu şi cale cenrtul de presiune al amprentei este deplasat în faţa centrului contactului cu mărimea “a”(fig. 3.1.a).

a) b)Fig. 3.1. Acţiunea momentului de rezistenţă la rulare asupra unei roţi motoare

a) rezultanta forţelor din pata de contact “Z”; b) reducerea reacţiunii normale Z (punctul Op).

37

Definirea condiţiilor de autopropulsare

Din condiţia de echilibru a roţii libere (roate care rulează sub acţiunea unei forţe de împingere Rr) apicând metoda izolării corpurilor prin desfacerea legăturilor ei cu calea şi automobilul, se obţine o forţă tangenţială sub formă:

(3.1)unde: rr este raza de rulare a roţii;

Z reacţiunea normală dintre pneu şi cale;Notând produsul

(3.2)care reprezintă momentul rezistenţei la rulare (fig.3.1.b) expresia forţei datorate rostogolirii roţii pe cale devine:

(3.3)

Această forţă, generată de deplasarea suportului reacţiunii normale faţă de verticala centrului roţii de numeşte rezistenţa la rulare Rr şi reprezintă forţa cu care roata se opune deplasării în sensul şi direcţia vitezei automobilului.

Deoarece determinarea deplasării “a” este dificilă, ea fiind în acelaşi timp o mărime cu o valoare dată pentru un pneu dat în condiţii precizate de mişcare, pentru calcul rezistenţei la rulare este preferabilă folosirea unei mărimi relative, având natura unui criteriu de similitudine, care permite extinderea utilizării sale în condiţii mai generale. Această mărime este coeficientul rezistenţei la rulare f dat de relaţia:

(3.4)

3.1.2. Factori de influenţă asupra rezistenţei la rulare.

Principalii factori care influenţează rezistenţa la rulare sunt:- viteza de deplasare a autovehiculului;- caracteristicile constructive ale pneului;- presiunea interioară a aerului din pneu;- sarcina normală pe pneu;- tipul şi starea căii de rulare;- forţele şi momentele aplicate roţilor.Evaluarea prin experiment a unuia dintre factori nu este posibilă deoarece toţi

parametrii de mai sus definesc pneul în timpul rulării lui.

3.1.3. Calculul rezistenţei la rulare.

Se constată că multitudinea de factori amintiţi mai sus face dificilă determinarea cu exactitate a coeficientului rezistenţei la rulare în orice moment al rulării roţii, de accea apare necesitatea utilizării unor relaţii/seturi de relaţii empirice pentru determinarea acestui coeficient. Exprimarea acestora este diversă prin numărul şi calitatea mărimilor de intrare.

38


Pentru calculele inginereşti simple se poate adopta valoarea coeficientului rezistenţei la rulare în funcţie de calitatea drumului pe care se deplasează autovehiculul, după recomandările din tabelul 3.1.

Tabelul 3.1. Valori medii ale coeficientului rezistenţei la rulare.

Natura căii Starea căii Coeficientul de rezistenţă la rulare

Asfalt sau beton bună 0,015-0,018satisfacatoare 0,018-0,022

Şosea pietruită bună 0,020-0,025

Şosea pavată stare bună 0,025-0,030cu hârtoape 0,035-0,050

Drum de pământuscată bătătorită 0,025-0,035după ploaie 0,050-0,150desfundat 0,100-0,250

Drum cu gheată sau gheaţă 0,015-0,030

Drum cu zăpadă afânata 0,07-0,100bătătorită 0,03-0,05

În situaţia în care este necesară determinarea puterii necesare autopropulsării autovehiculului cu viteza maximă pentru situaţia deplasării pe un drum din asfalt sau beton coeficientul rezistenţei la rulare poate fi determinat cu ajutorul graficului din figura 3.2.

Fig.3.2. Determinarea coeficeintului rezistenţei la rulare

Pentru a se studia modul în care rezistenţa la rulare influenţează comportamentul dinamic al autovehiculului de proiectat pentru determinarea coeficientului rezistenţei la rulare se pot folosi diverse relaţii empirice de calcul.

Cele mai simple dintre formule utilizate pun în evidenţă viteza de deplasare sub forma [XX]:

(3.5)

39


unde f0 este coeficientul de rezistenţă la rulare pentru viteză nulă, şi foj, j=1,2,3 sunt coeficienţi dintre care unii pot fi nuli. Ca exemplificare se prezintă în valori ale acestor coeficienţi (tabelul 3.2)

Tabelul 3.2. Parametrii pentru calculul coeficientului de rezistenţă la rulare.

Tipul pneului

RadialCord metalic

Cord textil

Radial

Secţiune foarte joasăSecţiunea joasăSuperbalon

Tot o relaţie în care este pusă în evidenţă numai viteza de deplasare este[xx]:

(3.6)ai cărei coeficienţi se aleg cu ajutorul diagramelor din figura 3.3.

Figura 3.3. Coeficienţii fr,0, fr,1, fr,4

O altă relaţie de calcul este [XX]:

(3.7)

sau [xx}:

40


(3.8)

unde v este in km/h iar coeficienţii se aleg cu ajutorul diagramei din figura 3.4

Fig.3.4. Coeficienţii f0, fs

Pentru cazul în care se consideră şi presiunea din pneu relaţiile de calcul sunt [XX}:

(3.9)

sau pentru determinarea direct a puterii necesare pentru învingerea rezistenţei la rulare a rotii [XX]:

(3.10)

În figura 3.5 sunt reprezentate valorile obţinute prin evaluarea coeficientului rezistenţei la rulare cu ajutorul relaţiilor (3.5), (3.6), (3.7), (3.8)

Relaţia (3.5) devine după alegea coeficienţilor:

;

relaţia (3.6) devine:

relaţia (3.8) devine:

.

41


Fig.3.5. Variaţia coeficientului rezistenţei la rulare în funcţie de viteza de deplasare a autovehiculului

Cu excepţia rezultatelor obţinute cu ajutorul relaţiei (3.7) se constată pentru relaţiile (3.5), (3.6), (3.8) o bună similitudine între rezultatele obţinute.

Astfel pentru determinarea coeficientului rezistenţei la rulare se recomandă utilizarea uneia dintre relaţiile (3.5), (3.6), (3.8), în funcţie de datele cunoscute legat de alegerea coeficienţilor acestor expresii.

Pentru întreg automobilul relaţiile de calcul ale forţei şi puterii necesare învingerii rezistenţei la rulare sunt:

[daN] (3.11)

unde i=1,2…Nr; fi este coeficientul rezistenţei la rulare pentru roata i, Zri este reacţiunea normală la roata i, iar Nr este numărul de roţi al autovehiculului.

Date fiind dificultăţile utilizării relaţiei (3.11.) se consideră f=fI=const.Astfel relaţia devine:

[daN] (3.12)

unde Ga este greutatea autovehiculului iar este unghiul de înclinare longitudinală a drumului.

Puterea necesară învingerii acestei rezistenţe se calculează cu relaţia: [kW] (3.13)

unde v este viteza exporimată în m/s sau:

42


[kW] (3.14)

unde V este viteza autovehiculului exprimată în km/h.

3.2. Rezistenţa aerului.

3.2.1. Noţiuni de aerodinamica autovehiculului.

Aerodinamica autovehiculelor se ocupă de fenomenele care se produc la interacţiunea dintre autovehicul şi aerul înconjurător şi foloseşte principiile generale ale aerodinamicii teoretice. In cadrul aerodinamicii autovehiculelor se stabilesc forţele şi momentele ce acţionează, din partea aerului în repaus sau în mişcare, asupra autovehiculelor aflate în mişare. De asemenea se analizează căile de modificare a interacţiunii dintre aer şi autovehicul astfel încât să se îmbunătăţească performanţele acestora.

Aerodinamica autovehiculelor studiază cu precădere următoarele aspecte: rezistenţa la înaintare datorată aerului şi căile pentru micşorarea acesteia; efectele interacţiunii cu aerul asupra stabilităţii autovehiculelor şi metode

de îmbunătăţirea stabilităţii aerodinamice; efectele interacţiunii cu aerul asupra aderenţei autovehiculelor cu calea de

rulare şi metode de creştere a acesteia; mişcarea aerului în interiorul autovehiculului şi alegerea adecvată a

diferitelor orificii de absorbţie şi evacuare a aerului în vederea ventilării caroseriei şi a răcii diferitelor organe.

Curgerea curentului de aer pe lângă caroseria autovehiculului este modelată de legătura dintre presiune şi viteză exprimate de ecuaţia lui Bernoulli:

(3.15)sau:

(3.16)

unde: este densitatea aerului;v - viteza aerului (relativă faţă de autovehicul).La contactul cu corpul caroseriei autovehiculului curentul de aer se desparte: o

parte va trece pe deasupra, o alta parte printre caroserie şi calea de rulare iar o a treia parte a curentului de aer va lovi corpul caroseriei.

Dacă se presupune însă că la contactul dintre aer şi suprafaţa caroseriei nu există frecare atunci scăderea de presiune se transformă în creştere de viteză.Insă. la

43

Fig.3.6. Distribuţia de presiune în lungul secţiunii longitudinale.


contactul cu caroseria viteza aerului (considerat în mişcare laminară) scade brusc la zero datorită frecării apărând astfel o variaţie a presiunii (fig 3.6).

Acest fenomen determină rezistenţa la înaintare datorată interacţiunii cu aerul. Fiind inevitabilă se încearcă realizarea unor forme optime ce presupun resurse minime pentru invingerea acestei rezistenţe.

3.2.2. Influenţa formei autovehiculului asupra aerodinamicii sale.

Pentru a urmări această influenţa se consideră corpuri simple şi corpuri de caroserie pentru care au fost determinaţi coeficienţii rezistenţei aerului cx.

44

Fig.3.7. Rezistenţele normale şi longitudinale pentru diferite modele de caroserie

Sedan

czf = 0.136

czs = 0.246

cx = 0.358

czs = 0.279

czf = 0.133

cx = 0.358

Coupe

czs = 0.063czf = 0.116

cx = 0.33

Station Wagonczs = 0.118

czf = 0.135

cx = 0.315

Fastback

Fig.3.8. Influenţa formei asupra coeficeintului rezistenţei aerodinamice.


Acest coeficient cx este strnâns legat de forma corpului şi de aceea modificări ale diferitelor detalii sau componente ale caroseriei permit micşorarea acestuia, aceasta fără a afecta imaginea de ansamblu a autovehiculului.

Utilizarea razelor de racordare dintre diferitele elemente ale caroserie poate duce la optimizarea coeficientului rezistenţei aerului.

Fig.3.10. Influenţa razelor de racord ale caroserie (din [xx]).

45

Fig.3.9. Optimizarea detaliilor constructive


De asemenea proporţia între dimensiunile de gabarit ale autovehicului poate produce o modificare a acestui coeficient.

Fig.3.11. Influenţa dimensiunilor de gabarit ale caroseriei (din [xx]).

Prezentarea evoluţiei formei autovehiculelor precum şi a valorilor ceoficeintului rezistenţei aerului oferă informaţii legate de alegerea coeficientului rezistenţei aerului ce caracterizează autovehiculul de proiectat.

Fig.3.12. Evoluţia formei autovehiculului (din [xx]).

46


3.2.3. Calculul rezistenţei aerului.

Pentru calculul rezistenţei se recomandă utilizarea relaţie:

(3.17)

unde: - este densitatea aerului: =1,225 kg/m3 ( [N/m2] şi T=288 K)

cx – coeficientul de rezistenţă al aerului;A – aria secţiunii transversale maxime;v – viteza de deplasare a autovehiculului [m/s].Aria transversală maximă se determină cu suficientă precizie (erori sub 5%)

după desenul de ansamblu al automobilului în vedere frontală utilizând relaţia:(3.18)

unde: B este ecartamentul autovehiculului [m]; H este înaltimea autovehiculului [m].

Valori medii ale parametrilor aerodinamici sunt prezentate în tabelul 3.3.

Tabelul 3.3. Valori medii ale parametrilor aerodinamiciTipul autovehiculului A [m²] Cx

Automobil sport 1,0-1,3 0,2-0,25Autoturism cu caroseria închisă 1,6-2,8 0,3-0,5Autoturism cu caroseria deschisă 1,5-2,0 0,65-0,8Autobuz 3,5-7,0 0,7-0,8Autocamion cu plaformă deschisă 3,0-5,3 0,9-1,0Autotren rutier, cu două elemente caroserie platformă 4,0-5,3 1,0-1,25

Autofurgon 3,5-8,0 0,6-0,75Autotren rutier cu două elemente coroserie furgon 7,0-8,0 0,95-1,0

3.3. Rezistenţa la pantă.

La deplasarea autovehiculului pe căi cu înclinare longitudinală,forţa de greutate generează o componentă Rp după direcţia deplasării dată de relaţia :

(3.19)Această forţă este forţă de rezistenţă la urcarea pantelor (de sens opus vitezei

de deplasare) şi forţă activă la coborârea pantelor.Pentru pante cu înclinări mici ( ) la care eroarea aproximării

este sub 5% panta se exprimă în procente: .În acest caz expresia rezistenţei la pantă este dată de relaţia:

(3.20)Alegerea unghiului de înclinare longitudinală a căii se face funcţie de tipul şi

destinaţia automobilului (tabelul 3.4).

Tabelul 3.4. Valori medii si maxime ale unghiului de înclinare longitudinală a căii

47


Tipul autovehiculului Valori medii Valori maxime admiseAutovehicule cu o singură punte motoare 17°-19° 22°Autovehicule cu două punţi motoare 28°-32° 35°

Deoarece rezistenţa la rulare cât şi rezistenţa la pantă sunt determinate de starea şi caracteristicile căii de rulare, se foloseşte gruparea celor două forţe într-o

forţă de rezistenţă totală a căii , dată de relaţia

(3.21)

unde este coeficientul rezistenţei totale a căii de rulare.

3.4. Rezistenţa la demarare.

Regiurile tranzitorii ale mişcării autovehiculului sunt caractrizate de sporiri ale vitezei (demarări) şi reduceri ale vitezei (frânări). Rezistenţa la demarare (Rd) este o forţă de rezistenţă ce se manifestă în regimul de mişcare accelerată a autovehiculului.

Ca urmare a legăturilor cinematice determinate în lanţul cinematic al transmisiei dintre motor şi roţile motoare, sporirea vitezei de translaţie a autovehiculului se obţine prin sporirea vitezelor unghiulare de rotaţie ale elementelor transmisiei şi roţilor. Masa autovehiculului în mişcare de translaţie capătă o acceleraţie liniară iar piesele în rotaţie acceleraţii unghiulare.

Influenţa asupra inerţiei în translaţie a pieselor aflate în rotaţie se face printr-un coeficient , numit coeficientul de influenţă al maselor în mişcare de rotaţie.

Rezistenţa la demarare este astfel dată de relaţia:

(3.22)

unde: ma este masa autovehiculului [kg] este coeficientul de influenţă al maselor aflate în mişcare de rotaţie;

acceleraţia mişcării de translaţie a autovehiculului [m/s2].

Pentru calculul rezistenţei la demarare este necesară cunoaşterea mărimii coeficientului de influenţă al maselor în mişcare de rotaţie.

Ca metode de alegere a mărimii coeficientului de influenţă a pieselor în mişcare de rotaţie, bibliogafie se specialitate recomanda mai multe metode:

a) utilizarea dacă se dispune de studiul soluţiilor similare a valorilor corespunzătoare autovehiculelor cu caracteristicile cele mai apropiate.

În acest caz se estimează pe baza schemei din figura 3.13. valoarea în prima treaptă cu relaţia:

(3.23)unde: Im+a este momentul masic de inerţie al pieselor motorului şi al ambreiajului reduse la arborele primar al cutiei de viteze;

IR este momentul masic de inerţie al unei roţi;

48


icv1 este raportul de transmitere al primei trepte de viteză din cutia de viteze;

i0 este raportul de transmitere al transmisiei principale;t este randamentul transmisiei;rr este raza de rulare a roţilor.

Fig.3.13. Modelul dinamic simplificat al autovehiculului

Pentru celelalte trepte, grupând constantele se obţine relaţia de calcul:

(3.24)

cu : (3.25)

şi: (3.26)

b) Utilizarea de valori medii funcţie de tipul şi caracteristicile automobilului din datele statistice cuprinse în tabelele 3.5, 3.6 sau figura 3.14

Tabelul 3.5.Tipul autovehiculului Momente de inerţie icv1 i0 1

Im+a IR

Autoturisme 0,2-0,7 2,0-6,0 3-4 3-4 1,2-1,4Autobuze, autocamioane 0,4-0,9 3-15 6-8 4-7 1.8-2,7

Tabelul 3.6. Valori ale coeficitenţilor maselor în rotaţieTipul autovehiculului M R icv1

Autoturisme 0,02-0,04 0,02-0,03 3-4Autobuze, autocamioane 0,02-0,04 0,03-0,05 6-8

c) Pentru autoturisme se poate utliza relaţia de calcul:

(3.27)

49


unde: este raportul de transmitere al treptei cuplate în cutia de viteze ;

este raportul de transmitere al transmisiei principale.

Fig.3.14. Recomandări de alegere a valorilor coeficienţilor de influenţă a maselor în mişcare de rotaţie.

În privinţa acceleraţiilor, ca valori de performanţă ce urmează a fi realizate de autoturisme, în tabelul 3.7. sunt cuprinse valori maxime şi valori medii.

Punctul de aplicare al rezistenţei la demarare este centrul de greutate al automobilului.

Tabelul 3.7. Valori maxime şi valori medii ale acceleraţiilor

Tipul autovehiculului Acceleraţii maxime m/s² Aceleraţii medii m/s²treapta I ultima treaptă

Autoturisme cu caracteristici sport Limita aderenţei 3,0-3,5 1,0-1,5Autoturisme 3,5-4,5 2,5-3,5 0,8-1,2Autobuze urbane 1,8-2,0 1,6-1,8 0,4-0,8Autobuze turistice şi interurbane 2,3-3,0 1,9-2,3 0,6-1,0Autocamioane 2,3-2,5 1,7-4,0 0,3-0,5

3.5.Exemplu de calcul

După alegerea parametrilor pricipali ai autovehiculului, în urma efectuării studiului soluţiilor similare rezistenţele la înaintare sunt:

1. Rezistenţa la rulare. Pentru a calcul coeficientul rezistenţei la rulare se utilizează relaţia (3.7). Relaţia oferă cele mai bune rezultate în domeniul de interes comparabile cu cele medii indicate.

50


Valorile coeficientului rezisteţei la rulare pentru funcţia aleasă sunt:

Tabelul Ex.3.1. Valorile coefientului rezistenţei la rulare 0 0.0075 20 0.0080 40 0.0085 60 0.0091 80 0.0097 100 0.0106 120 0.0117 140 0.0133 160 0.0154 180 0.0183 185 0.0192

Pentru învingerea rezistenţei la rulare forţă necesară şi puterea necesară sunt (relaţiile (3.13) şi (3.14)):

Tabelul Ex.3.2 Forţa şi puterea necesare învingerii rezistenţei la rulare. V [km/h] Rr [N] Pr [kW] 20 105.9607 0.5887 40 112.7732 1.2530 60 120.2213 2.0037 80 129.0680 2.8682 100 140.3811 3.8995 120 155.5338 5.1845 140 176.2042 6.8524 160 204.3758 9.0834 180 242.3370 12.1168 185 253.6541 13.0350

2. Rezistenţa aerului. Pentru autovehiculul de studiat s-au calculate pentru forma aleasă a autovehiculului cx=0,35 şi A=1,82 m².

Valorile forţei şi puterii necesare învingerii rezistenţei aerului sunt (calculate cu relaţia (3.17)):

Tabelul Ex.3.3. Forţa şi puterea necesare învingerii rezistenţei aerului. v [km/h] Ra [N] Pa [kW] 10.00 3.01 0.01 20.00 12.04 0.07 40.00 48.17 0.54 60.00 108.38 1.81 80.00 192.67 4.28 100.00 301.05 8.36 120.00 433.51 14.45 130.00 508.78 18.37 140.00 590.06 22.95 150.00 677.37 28.22

51

Fig.Ex.3.1 Calculul coeficientului rezistenţei la rulare

Fig.Ex.3.2. Forţa necesară învingerii rezistenţei la rulare


160.00 770.69 34.25 170.00 870.04 41.09 180.00 975.41 48.77 185.00 1030.35 52.95

3. Rezistenţa la pantă. Valoarea rezistenţei la pantă în funcţie de unghiul pantei este reprezentată în figura Ex.3.4:

52

Fig.Ex.3.3. Forţa necesră învingerii rezistenţei aerului.


Fig.Ex.3.4. Forţa necesară învingerii rezistenţei la pantă.

Tabelul Ex.3.4. Valorile rezistenţei la pantăCalculate cu relaţia (3.20)

[°] Rp [N]2 556.344 1112.016 1666.318 2218.59

10 2768.1712 3314.3714 3856.5416 4394.0017 4660.77

4. Rezistenţa la demarajAdoptând în funcţie de valorile tipurilor similare de autoturisme valorile

preliminare:IM =0,5 [kgm2]; IR=4,0 [kgm2]; icv1=3,5; io =3,2

şi având în vedere valorile determinate anterior: ma=16250 [kg], rr=0,311 [m], valorile preliminare ale coeficienţilor M, R şi 1,

3.6. Ecuaţia generală de mişcare rectilinie a automobilului.

Pentru stabilirea ecuaţiei generale de mişcare se consideră automobilul în mişcare rectilinie, pe o cale cu înclinare , în regim tranzitoriu de viteză cu acceleraţie pozitivă.

Echilibrul dinamic al automobilului este date de bilanţul de tracţiune, care reprezintă ecuaţia de echilibru după direcţia vitezei automobilului, de forma:

[N] (3.24)

în care: este forţa activă;

– rezistenţele la înaintare.

Bilanţul de tracţiune exprimă egalitatea dintre forţa totală la roată – obţinută prin însumarea forţelor tangenţiale de la toate roţile motoare – şi suma rezistenţelor la înaintarea autovehiculelor, de unde rezultă:

53


(3.25)

sau:

(3.26)

în care forţa FR numită forţa la roată reprezintă acţiunea momentului motor asupra roţilor. Expresia analitică a acestei forţe este:

(3.27)

unde:M este momentul dintr-un punct de pe caracteristica exterioară corespunzător unei turaţii n a motorului;P este puterea în aceleaşi condiţii;

este randamentul transmisiei;itr este raportul de transmitere al transmisiei;rr este raza de rulare a roţilor;v este viteza de deplasare a automobilului.În funcţie de condiţiile de autopropulsare ale automobilului, din ecuaţia de

mişcare (3.25) se definesc mai multe forme particulare şi anume:

a) Deplasarea cu viteză maximă.Prin convenţie “viteza maximă” este cea mai mare valoare a vitezei cu care

automobilul se poate deplasa pe o cale orizontală. Ca urmare în condiţiile vitezei

maxime când şi din expresia ecuaţiei de mişcare

dată de relaţia (3.25) se obţine forma particulară

(3.28)

b) Deplasarea pe calea cu înclinare longitudinală maximă sau pe calea cu rezistenţă specifică minimă.

Deplasarea pe panta maximă (sau pe cale cu rezistenţa specifică maximă) se obţine când întreaga forţă disponibilă este utilizată pentru învingerea rezistenţelor legate de tipul şi caracteristicile drumului . Pentru acest caz, având în vedere şi faptul că la viteze mici, specifice deplasării automobilului pe panta maximă, rezistenţa aerului este neglijabilă in raport cu celelate forţe din expresia forţei la roată dată de relaţia (3.26) se obţine forma particulară:

N (3.29)

c) Pornirea de pe loc cu acceleraţia maximăPornirea de pe loc cu acceleraţia maximă se obţine în condiţia în care intreaga

forţa disponibilă se utilizează pentru sporirea vitezei automobilului, situaţie ce corespunde pornirii din loc ( ) pe cale orizontală ( ). Pentru acest caz,

54


de autopropulsare pe cale orizontală cu pornire din loc (rezistenţa aerului este nulă) expresia forţei la roată dată de relaţia (3.25) se reduce la forma particulară

N (3.30)

unde:

este acceleraţia maximă în treapta I.

55

cap 03 conditii de autoprop

Documents