Transcript
  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    1/27

    UNIVERSITATEA DIN ORADEAFACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALA SI

    TEHNOLOGICA

    Proiect la

    Dinamica autovehiculelor

    ndrumtor: Student: Farcuta FlorinProf. Dr.ing. Fodor Dinu Grupa: 231 b

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    2/27

    Studierea performanelor dinamicei calitile de stabilitat e ale

    autovehiculului Mercedes Benz 190

    Caracteristicile tehnice ale autovehiculului sunt:

    1.Motorul-cilindreea: 1997 [cm3]-puterea maxim: 66 [KW]-turaia la puterea maxim: 5500 [rot/min]-momentul maxim: 165 [Nm]-turaia la moment maxim: 2500 [rot/min]

    2.Transmisia-tipul cutiei de vitez: manual-tipul ambreiajului: monodisc-raportul de transmitere al transmisiei principale: i0=3,89

    -raportul de transmitere al cutiei de viteze icv1=3,91icv2=2,17icv3=1,37icv4=1icv5=0,78

    3.asiul-tipul asiului: autoportant-frne -fa: disc

    -spate: tambur-direcie: cremalier

    4.Dimensiuni i greutate-dimensiuni de gabarit

    -lungimea: 4,42 [m]-limea: 1,68 [m]-nlimea: 1,37 [m]

    -ampatamentul: 3,23 [m]-ecartamentul: -fa: 1,45 [m]

    -spate: 1,47 [m]-pneuri: 175/70 SR 13-greutate proprie: 10800 [N]

    5.Performane-viteza maxim: 175 [Km/h]-demarajul (0100 [Km/h]): 13,2 [s]

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    3/27

    -consum mediu pe 100 [Km/h] la -60 [Km/h] : 5,8 [litrii]-90 [Km/h] : 7,8 [litrii]

    Scurt istoric despre Mercedes-Benz

    Pentru ca acest studiu se refera la Mercedes, inainte de toate, sa vedem cum si-a facut aparitiaacest nume in universul automobilului. Emil Jellineck era consul general al Imperiului Austro-

    Ungar si unul dintre cei mai de succes distribuitori ai masinilor fabricate de catre Daimler MotorenGesellschaft, firma fondata de catre Gotlieb Daimler in 1889. Jellinek, nascut la Leipzig, isicumparase primul Daimler in anul 1897 si tot atunci a decis sa se implice in afacerile cuautomobile. Calitatea si performantele automobilelor Daimler l-au impresionat si o parte din avereasa a obtinut-o in urma vanzarilor de asemenea modele.In 1900, Jellinek locuia la Nisa, pe Coasta deAzur. Faptul ca DMG producea automobile foarte competitive se datora si geniului tehnic al luiWilhelm Maybach, aflat in acele vremuri la conducerea companiei. In primul an al sec. XX, pentruDMG lucrau 344 de angajati, sediul era la Cannstadt, iar productia firmei s-a cifrat la 96 deautomobile. Dintre acestea, aproximativ 30% au fost vandute de catre Jellinek.Pe data de 2 aprilie 1900 Jellinek a inaintat catre DMG o comanda personala privitoare la unautomobil rapid, usor, capabil de inalte performante dinamice. Tratata cu toata seriozitatea deWilhelm Maybach, aceasta comanda a fost onorata in data de 22 decembrie 1900. Lui Jellinek i-afost livrata o masina in care recunoastem primele detalii specifice automobilelor sportive.Comparativ cu datele vehiculelor epocii, ampatamentul era relativ lung, asigurand o buna stabilitate

    pe traiectorie la viteza mare, iar ecartamentul era lat, ceea ce avantaja stabilitatea laterala si tinutade drum in viraje. Motorul sau era cu patru cilindri, avand capacitatea cilindrica de 5.9 litri, sifurniza puterea maxima de 35 CP. Alimentarea era asigurata prin intermediul a doua carburatoare.Sistemul de franare dispunea de tamburi la rotile din spate. Aceasta solutie tehnica, mult

    perfectionata, desigur, o intalnim si astazi la destule automobile de conceptie recenta. De precizateste ca rotile din fata ale masinii lui Jellinek nu erau franate in nici un fel! Tractiunea era pe rotiledin spate, transmisia fiind cu lant. Entuziasmat de caracteristicile masinii, Emil Jellinek i-a pusnumele Mercedes , imprumutat de la propria sa fiica, in varsta de 10 ani. Aceasta este explicatiaconform careia cele mai luxoase automobile germane poarta si astazi un nume de origine hispanica!Chiar de la inceputul secolului XX, pe Coasta de Azur se organizau curse de automobile. Traseelecu multe viraje, urcari si coborari, erau ideale pentru a pune la incercare potentialul masinilor.Remarcand comportamentul masinii lui Jellinek, mai multi dintre bogatasii epocii care frecventauCoasta de Azur au comandat masini similare. Data fiind cererea, oferta companiei Daimler a fostimbogatita in 1901 cu modelul Mercedes Simplex, echipat cu motorul de 35 CP. La data de 1 martieincepe fabricarea unor versiuni perfectionate. In 1907, Wilhelm Maybach pleaca de la DMG, locullui fiind preluat de Paul Daimler, fiul lui Gottlieb. Anvergura productiei de modele Mercedes agenerat o imagine de prestigiu, pe care Paul Daimler s-a hotarat sa o speculeze, trecand la fabricareaunor automobile cu tenta de lux. In anul 1924, Ferdinand Porsche a devenit inginerul sef al firmei.

    Productia cuprindea o gama foarte larga de modele, incununata de limuzinele echipate cu motoarecu sase cilindrii in linie. Sub supervizarea lui Paul Daimler si a lui Ferdinand Porsche au fostelaborate si introduse in fabricatie modelele seriei 24/100/140 CP, prezentate in premiera la salonulde la Berlin, in 1924.Mercedes-Benz a construit si motoare pentru barci, avioane (civile si militare) si chiar pentru

    Zeppelin-e. Karl Benz moare in 1929.Desi marca este celebra pentru limuzinele sale , un numar semnificativ de masini sport au fost

    produse. De exemplu, modelul SSK supraalimentat dezvoltat de Ferdinand Porsche. Alt modellegendar a fost 300SL Gullwing din 1954 lansat la Salonul Auto de la New York.Mercedes-Benz a produs insa si masini mai ieftine, in cantitati mai mari. In ultimii ani compania a

    produs A-Class care este relativ ieftin in comparatie cu celelalte modele. De asemenea brandul

    Smart care produce automobile mici destul de accesibile face parte din grupul Mercedes-Benz dinanul 1994.

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    4/27

    Cap.I.

    Caracteristica exterioar a motoarelor cu combustie intern

    Parametrii de funcionare ai motorului cu ardere intern cu piston suntexprimai cu ajutorul caracteristicii de turaie exterioar .

    Prin caracteristica de turaie exterioar sau pe scurt caracteristica exterioar seinelege funcia de dependen a momentului motor i a puterii motorului fa deviteza unghiular de rotaie a arborelui cotit la admisiune total , reglajele motoruluii temperature de funcionare fiind cele optime.

    Pentru motoarele a cror caracteristic nu este determinat experimental cumeste cazul cnd se proiecteaz un motor nou , se folosete o exprimare analitic acaracteristici exterioare de forma P=P(n) , M=M(n).

    Pentru ridicarea caracteristicii exterioare se folosesc relaiile :

    nmin=0.175 x n P [rot/min]nmax=1,08 x n P [rot/min]

    MP=Pn

    Pmax9554 [Nm]

    M=( ) ( )

    MP

    MP

    nn

    nnMMM

    2max

    max [Nm]

    P=9554

    Mn [KW]

    , n - variaia turaieinmin - turaia minimnmax - turaia minimMP - momentul la puterea maximPmax - puterea maximM - variaia momentuluiP - variaia puterii

    Cu ajutorul acestor formule se obine variaia momentului si a puteriin funcie de turaia motorului.

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    5/27

    Tab. 1.1 Variaia puterii i a momentului n funcie de turaia motorului

    n [rot/min] P [KW] M [Nm]962.50 14.55 144.40

    1255.29 19.45 148.051548.09 24.46 150.941840.88 29.49 153.052133.68 34.48 154.402426.47 39.36 154.982719.26 44.05 154.78

    3012.06 48.50 153.823304.85 52.61 152.103597.65 56.33 149.603890.44 59.59 146.334183.24 62.30 142.304476.03 64.42 137.494768.82 65.85 131.925061.62 66.53 125.585354.41 66.39 118.475647.21 65.37 110.595940.00 63.38 101.94

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    6/27

    Cap II.

    Caracteristica de traciune

    Caracteristica de traciune al autovehiculului reprezint echilibrul tuturorforelor care acioneaz asupra acestuia la micarea rectilinie, pe un drum oarecareavnd admisiunea plin a motorului, respectiv fora total la roat FR obinut prinnsumarea forelor tangeniale de la toate roile motoare echilibreaz suma tuturorrezistenelor la naintare, adic rezistena la rulare Rr, rezistena la urcare a pantei Rp,rezistena aerului Ra, inclusiv rezistena la demarare Rd.

    daprR RRRRF +++=

    Variaia parabolic a forei la roat este determinat de caracterul variaieimomentului motorului n funcie de turaie.

    Caracteristica de traciune numit i fora la roat se determin n condiiilefuncionrii motorului la sarcin total cu reglaje la valorile optime. Aceastareprezint graficul de variaie al forei tangeniale la roat dezvoltat de motor nfuncie de viteza de deplasare pentru fiecare treapt de vitez selectat FR=f(va).

    r

    trcvR

    r

    iiMF

    = 0 [N],

    rr raza de rulare; tr randamentul total al transmisiei;

    i0 raportul de transmitere al transmisiei principale;icv raportul de transmitere al treptelor de vitez;

    Viteza teoretic se calculeaz cu relaia:

    cv

    ra

    ii

    nrv

    =

    0

    377.0

    fGaRr =

    132

    1 2axa

    vACR =

    f rezistena la rulare;f = (0.018...0.024) se adopt f = 0.018;

    densitatea aerului; = 1.226 [kg/m3];Cx coeficient de rezisten al aerului;

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    7/27

    Cx = 0.4;HBCA F =

    CF coeficient de corecie;CF = 0.98;

    B ecartamentul autovehiculului;H nlimea autovehiculului;

    Tab.2.1. Bilanul de traciune

    V [km/h] Fa [N] Fa+Fr [N]10.00 2.69 305.0921.79 12.75 315.1533.57 30.27 332.67

    45.36 55.26 357.6657.14 87.70 390.1068.93 127.61 430.0180.71 174.98 477.3892.50 229.81 532.21104.29 292.11 594.51116.07 361.86 664.26127.86 439.08 741.48139.64 523.76 826.16151.43 615.90 918.30

    163.21 715.50 1017.90175.00 822.56 1124.96

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    8/27

    n M Treptele de vitezI II III IV V

    v Rr v Rr v Rr v Rr v Rr962.50 144.4

    06.03 7987.90 11.80 4085.88 17.22 2798.8

    323.60 2042.94 30.25 1593.49

    1255.29 148.05

    7.87 8189.93 15.39 4189.22 22.46 2869.62

    28.02 2094.61 35.93 1633.80

    1548.09 150.94

    9.71 8349.45 18.98 4270.82 27.70 2925.51

    32.45 2135.41 41.60 1665.62

    1840.88 153.05

    11.54 8466.44 22.57 4330.66 32.94 2966.50

    36.87 2165.33 47.27 1688.96

    2133.68 154.40

    13.38 8540.90 26.15 4368.75 38.18 2992.59

    41.30 2184.37 52.95 1703.81

    2426.47 154.98

    15.21 8572.85 29.74 4385.09 43.42 3003.78

    45.73 2192.54 58.62 1710.18

    2719.26 154.78

    17.05 8562.26 33.33 4379.67 48.66 3000.08

    50.15 2189.84 64.30 1708.07

    3012.06 153.8

    2

    18.89 8509.16 36.92 4352.51 53.90 2981.4

    7

    54.58 2176.25 69.97 1697.48

    3304.85 152.10

    20.72 8413.52 40.51 4303.59 59.14 2947.96

    59.00 2151.80 75.64 1678.40

    3597.65 149.60

    22.56 8275.37 44.10 4232.92 64.38 2899.55

    63.43 2116.46 81.32 1650.84

    3890.44 146.33

    24.39 8094.69 47.69 4140.50 69.62 2836.25

    67.85 2070.25 86.99 1614.80

    4183.24 142.30

    26.23 7871.48 51.28 4026.33 74.86 2758.04

    72.28 2013.17 92.67 1570.27

    4476.03 137.49

    28.06 7605.75 54.87 3890.41 80.10 2664.93

    76.71 1945.21 98.34 1517.26

    4768.82 131.92

    29.90 7297.50 58.46 3732.74 85.34 2556.92

    81.13 1866.37 104.02

    1455.77

    5061.62 125.58

    31.74 6946.72 62.04 3553.31 90.58 2434.02

    85.56 1776.65 109.69

    1385.79

    5354.41 118.47

    33.57 6553.42 65.63 3352.13 95.82 2296.21

    89.98 1676.07 115.36

    1307.33

    5647.21 110.59

    35.41 6117.59 69.22 3129.20 101.05

    2143.50

    94.41 1564.60 121.04

    1220.39

    5940.00 101.94

    37.24 5639.24 72.81 2884.52 106.29

    1975.90

    98.84 1442.26 126.71

    1124.96

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    9/27

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    10/27

    Cap. IIICaracteristica dinamic a autovehiculelor

    Fora de traciune disponibil, excedentar Fe = FR-Ra, care se utilizeaz lanvingerea rezistenelor drumului i rezistenei la demarare, caracterizeazdinamicitatea autovehiculului, dar nu poate fi folosit ca indice de comparaie pentruautovehiculele de greuti diferite deoarece la valori egale ale forei excedentare Fe,calitile dinamice ale unui autovehicul cu greutate total mai mic sunt superioarecelor ale unui autovehicul cu greutate total mai mare. De aceea, aprecierea calitilordinamice ale autovehiculelor se face cu ajutorul factorului dinamic D, care este ofor excedentar specific, deci un parametru adimensional dat de raportul dintrefora de traciune excedentar Fe i greutatea total a autovehiculului Ga respectiv:

    a

    R

    a

    aR

    a

    e

    G

    vAkF

    G

    RF

    G

    FD

    2

    =

    ==

    Curbele de variaie ale factorului dinamic n funcie de viteza autovehiculului,pentru toate treptele cutiei de vitez, reprezint caracteristica dinamic aautovehiculului prezentat n fig. 3.1.

    n Treptele de vitezI II III IV Vv D v D v D v D v D

    962.50 6.03 0.48 11.80 0.24 17.22 0.17 23.60 0.12 30.25 0.091255.29 7.87 0.49 15.39 0.25 22.46 0.17 28.02 0.12 35.93 0.101548.09 9.71 0.50 18.98 0.25 27.70 0.17 32.45 0.13 41.60 0.101840.88 11.54 0.50 22.57 0.26 32.94 0.17 36.87 0.13 47.27 0.102133.68 13.38 0.51 26.15 0.26 38.18 0.18 41.30 0.13 52.95 0.102426.47 15.21 0.51 29.74 0.26 43.42 0.18 45.73 0.13 58.62 0.102719.26 17.05 0.51 33.33 0.26 48.66 0.17 50.15 0.13 64.30 0.103012.06 18.89 0.51 36.92 0.26 53.90 0.17 54.58 0.12 69.97 0.093304.85 20.72 0.50 40.51 0.25 59.14 0.17 59.00 0.12 75.64 0.09

    3597.65 22.56 0.49 44.10 0.25 64.38 0.17 63.43 0.12 81.32 0.093890.44 24.39 0.48 47.69 0.24 69.62 0.16 67.85 0.12 86.99 0.084183.24 26.23 0.47 51.28 0.24 74.86 0.16 72.28 0.11 92.67 0.084476.03 28.06 0.45 54.87 0.23 80.10 0.15 76.71 0.11 98.34 0.074768.82 29.90 0.43 58.46 0.22 85.34 0.14 81.13 0.10 104.02 0.075061.62 31.74 0.41 62.04 0.21 90.58 0.13 85.56 0.09 109.69 0.065354.41 33.57 0.39 65.63 0.19 95.82 0.12 89.98 0.09 115.36 0.065647.21 35.41 0.36 69.22 0.18 101.05 0.11 94.41 0.08 121.04 0.055940.00 37.24 0.33 72.81 0.16 106.29 0.10 98.84 0.07 126.71 0.04

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    11/27

    Valoarea maxim a forei la roat este limitat de alunecarea roilor pesuprafaa drumului i atunci limita superioar a acestei fore este:

    mR ZF =max

    - Zm reaciunea normal la puntea motoare.am G

    L

    bZ =

    b este distana de la centrul de greutate la puntea spate; coeficient de aderen i ia valorile 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6;

    Introducnd FRmax n expresia factorului dinamic se obine factorul dinamic saufactorul de propulsie D:

    a

    m

    G

    vAkZD

    2

    =

    Parametrii principali ai calitilor dinamice de traciune sunt: raportul dintreputerea maxim i greutatea autovehiculului, factorul dinamic maxim la prima treaptde vitez i priza direct, precum i viteza maxim pe drum orizontal de calitate buncu ncrctur nominal.

    n Treptele de vitez

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    12/27

    I II III IV Vv D v D v D v D v D

    962.50 6.03 0.24 11.80 0.20 17.22 0.16 23.60 0.12 30.25 0.081255.29 7.87 0.24 15.39 0.20 22.46 0.16 28.02 0.12 35.93 0.081548.09 9.71 0.24 18.98 0.20 27.70 0.16 32.45 0.12 41.60 0.081840.88 11.54 0.24 22.57 0.20 32.94 0.16 36.87 0.12 47.27 0.082133.68 13.38 0.23 26.15 0.19 38.18 0.15 41.30 0.11 52.95 0.07

    2426.47 15.21 0.23 29.74 0.19 43.42 0.15 45.73 0.11 58.62 0.072719.26 17.05 0.23 33.33 0.19 48.66 0.15 50.15 0.11 64.30 0.073012.06 18.89 0.23 36.92 0.19 53.90 0.15 54.58 0.11 69.97 0.073304.85 20.72 0.22 40.51 0.18 59.14 0.14 59.00 0.10 75.64 0.063597.65 22.56 0.22 44.10 0.18 64.38 0.14 63.43 0.10 81.32 0.063890.44 24.39 0.21 47.69 0.17 69.62 0.13 67.85 0.09 86.99 0.054183.24 26.23 0.21 51.28 0.17 74.86 0.13 72.28 0.09 92.67 0.054476.03 28.06 0.20 54.87 0.16 80.10 0.12 76.71 0.08 98.34 0.044768.82 29.90 0.20 58.46 0.16 85.34 0.12 81.13 0.08 104.02 0.045061.62 31.74 0.19 62.04 0.15 90.58 0.11 85.56 0.07 109.69 0.035354.41 33.57 0.24 65.63 0.20 95.82 0.16 89.98 0.12 115.36 0.085647.21 35.41 0.24 69.22 0.20 101.05 0.16 94.41 0.12 121.04 0.08

    5940.00 37.24 0.24 72.81 0.20 106.29 0.16 98.84 0.12 126.71 0.08

    mbuntirea performanelor autovehiculelor se obine prin cretereafactorului dinamic, care se poate realiza prin mrirea cuplului motorului, prin mrirearaportului de transmitere din transmisia principal, prin reducerea greutii proprii i

    prin construirea unor caroserii mai aerodinamice.

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    13/27

    Cap. IVDeterminarea acceleraiilor autovehiculelor

    Acceleraia autovehiculului se caracterizeaz, n general, calitile luidinamice, n condiii egale, cu ct acceleraia este mai mare cu att crete vitezamedie de exploatare. Valoarea acceleraiei autovehiculului se poate determina cuajutorul caracteristicii dinamice utiliznd relaia:

    dt

    dv

    gD +=

    ,

    de unde:

    ( )

    gDdtdva ==

    Rezult c acceleraia autovehiculului a este direct proporional cu diferena(D ) deci este cu att mai mare cu ct factorul dinamic este mai mare i invers

    proporional cu coeficientul maselor de rotaie . rezistena total a drumului;

    sincos += f

    coeficientul de influen a maselor n micare de rotaie asupra maselor detranslatare a autovehiculului.

    ++=1

    g

    Gm

    rm

    J

    rm

    iJ

    aa

    ra

    n

    R

    ra

    trtrm

    =

    =

    +

    =

    2

    1

    2

    2

    Jm moment de inerie al mecanismului motor;Jm = 0.02...0.07 [kgm2];JR moment de inerie al unei roi a autovehiculului;JR= 0.2...0.6 [kgm2];

    n numrul de roi a autovehiculului;

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    14/27

    Reprezentarea grafic a acceleraiei i a inversei acceleraiei sunt prezentate nfigurile 4.1. i 4.2.

    n

    Treptele de vitez

    I II III IV Vv a v a v a v a v a

    962.50 6.03 4.05 11.80 2.13 17.22 1.42 23.60 0.99 30.25 0.731255.29 7.87 4.15 15.39 2.18 22.46 1.46 28.02 1.02 35.93 0.751548.09 9.71 4.24 18.98 2.23 27.70 1.48 32.45 1.03 41.60 0.761840.88 11.54 4.30 22.57 2.26 32.94 1.50 36.87 1.05 47.27 0.762133.68 13.38 4.33 26.15 2.28 38.18 1.51 41.30 1.05 52.95 0.762426.47 15.21 4.35 29.74 2.28 43.42 1.51 45.73 1.05 58.62 0.762719.26 17.05 4.34 33.33 2.28 48.66 1.50 50.15 1.04 64.30 0.743012.06 18.89 4.32 36.92 2.26 53.90 1.48 54.58 1.03 69.97 0.733304.85 20.72 4.26 40.51 2.23 59.14 1.46 59.00 1.01 75.64 0.703597.65 22.56 4.19 44.10 2.18 64.38 1.42 63.43 0.98 81.32 0.67

    3890.44 24.39 4.09 47.69 2.13 69.62 1.37 67.85 0.94 86.99 0.644183.24 26.23 3.98 51.28 2.06 74.86 1.31 72.28 0.90 92.67 0.604476.03 28.06 3.83 54.87 1.97 80.10 1.25 76.71 0.85 98.34 0.554768.82 29.90 3.67 58.46 1.88 85.34 1.17 81.13 0.80 104.02 0.505061.62 31.74 3.48 62.04 1.77 90.58 1.09 85.56 0.73 109.69 0.445354.41 33.57 3.28 65.63 1.65 95.82 1.00 89.98 0.66 115.36 0.375647.21 35.41 3.04 69.22 1.52 101.05 0.89 94.41 0.59 121.04 0.305940.00 37.24 2.79 72.81 1.37 106.29 0.78 98.84 0.50 126.71 0.22

    fig 4.1 Variatia acceleratiei

    n Treptele de vitezI II III IV V

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    15/27

    v

    a

    1 v

    a

    1 v

    a

    1 v

    a

    1 v

    a

    1

    962.50 6.03 0.25 11.80 0.47 17.22 0.70 23.60 1.01 30.25 1.371255.2

    97.87 0.24 15.39 0.46 22.46 0.69 28.02 0.98 35.93 1.34

    1548.09

    9.71 0.24 18.98 0.45 27.70 0.67 32.45 0.97 41.60 1.32

    1840.88

    11.54 0.23 22.57 0.44 32.94 0.67 36.87 0.95 47.27 1.31

    2133.68

    13.38 0.23 26.15 0.44 38.18 0.66 41.30 0.95 52.95 1.31

    2426.47

    15.21 0.23 29.74 0.44 43.42 0.66 45.73 0.95 58.62 1.32

    2719.26

    17.05 0.23 33.33 0.44 48.66 0.67 50.15 0.96 64.30 1.34

    3012.06

    18.89 0.23 36.92 0.44 53.90 0.67 54.58 0.97 69.97 1.38

    3304.85

    20.72 0.23 40.51 0.45 59.14 0.69 59.00 0.99 75.64 1.42

    3597.65 22.56 0.24 44.10 0.46 64.38 0.71 63.43 1.02 81.32 1.493890.4

    424.39 0.24 47.69 0.47 69.62 0.73 67.85 1.06 86.99 1.57

    4183.24

    26.23 0.25 51.28 0.49 74.86 0.76 72.28 1.11 92.67 1.68

    4476.03

    28.06 0.26 54.87 0.51 80.10 0.80 76.71 1.17 98.34 1.82

    4768.82

    29.90 0.27 58.46 0.53 85.34 0.85 81.13 1.26 104.02 2.02

    5061.62

    31.74 0.29 59.78 0.56 90.58 0.92 82.87 1.36 109.69 2.29

    5354.4

    1

    33.57 0.31 63.24 0.61 95.82 1.00 87.16 1.51 115.36 2.69

    5647.21

    35.41 0.33 66.70 0.66 101.05 1.12 91.44 1.71 121.04 3.32

    5940.00

    37.24 0.36 70.15 0.73 106.29 1.28 95.73 1.99 126.71 4.45

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    16/27

    fig.4.2 Variatia inversei acceleratiei

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    17/27

    Cap. VStabilitatea autovehiculului

    Forele ce acioneaz asupra autovehiculelor pot fi grupate n dou categoriimari.

    n prima categorie se includ forele care se pot modifica nemijlocit princomenzile executate de ctre conductor.

    n a doua categorie se includ forele care se manifest ntmpltor, deci care nupot fi modificate n mod nemijlocit de ctre conductor.

    Dup modul cum se produc micrile n raport cu axele principale aleautovehiculului se deosebesc stabilitatea longitudinal i stabilitatea transversal,fiecare dintre ele putndu-se referi la atingerea limitei de aderen sau la rsturnare.

    5.1. Stabilitatea longitudinal a autovehiculelor cu roi

    Stabilitatea longitudinal a autovehiculelor este capacitatea autovehiculului dea se opune alunecrii sau patinrii longitudinale precum i rsturnrii n raport cu oax transversal.

    5.1.1. Stabilitatea longitudinal la rsturnare a autovehiculelor

    Pentru un regim de micare dat exist un unghi limit de rsturnare r, la carencepe s se produc rsturnarea i este dat de relaia:

    g

    r

    h

    barctg=

    52,11=r

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    18/27

    5.1.2. Stabilitatea longitudinal la alunecare a autovehiculelor

    g

    ahL

    barctg

    +

    =

    0,7 0,35 0,15a 12.95 7,2 3.28

    Viteza de rsturnare datorat rezistenei aerului este dat de relaia:

    AbCAk

    h

    GbV

    za

    ar

    +

    =

    00471.013

    [km/h]

    vr=466,29 [km/h]

    Cz coeficient de portan;

    Cz = 0.3...0.5;Cz = 0,3;

    5.2. Stabilitatea transversal a autovehiculelor

    Stabilitatea transversal este capacitatea autovehiculului de a se opunederaprii sau rsturnrii transversale n raport cu dreapta care unete centrele petelorde contact ale roilor de pe aceeai parte a autovehiculului

    Pierderea stabilitii transversale este provocat de aciunea forelortransversale. Acestea sunt determinate de deplasarea n curb, nclinarea transversala cii de rulare, vntul lateral i neregularitile cii de rulare. Efectele cele mai marisunt date de forele ineriei care iau natere la mersul n curb.

    - viteza limit de rsturnare pe cale de rulare cu nclinare transversal sau curbla vitez constant

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    19/27

    v

    g

    g

    r R

    tgh

    E

    tgh

    E

    v

    +

    =

    5,01

    5,0

    3,11

    [Km/h]

    - pentru cale orizontal

    vg

    r RhZ

    Ev

    = 3,11 [Km/h]

    - viteza limit de derapare

    v

    y

    y

    d Rtg

    tg

    v

    +

    =

    13,11 [Km/h]

    Rv = 00 = 40 = 60

    vd = 0.7 = 0.35 =0.15 vd vdvr vr vr

    10 33.21 29.90 21.14 13.84 35.62 36.8820 46.96 42.28 29.90 19.57 50.37 52.1630 57.51 51.78 36.62 23.97 61.69 63.8840 66.41 59.79 42.28 27.68 71.23 73.7650 74.25 66.85 47.27 30.95 79.64 82.47

    60 81.34 73.23 51.78 33.90 87.24 90.3470 87.85 79.10 55.93 36.62 94.23 97.5880 93.92 84.56 59.79 39.14 100.74 104.3290 99.62 89.69 63.42 41.52 106.85 110.65100 105.01 94.54 66.85 43.76 112.63 116.63110 110.13 99.16 70.11 45.90 118.13 122.32120 115.03 103.57 73.23 47.94 123.38 127.76130 119.73 107.80 76.22 49.90 128.42 132.98140 124.25 111.86 79.10 51.78 133.26 138.00150 128.61 115.79 81.88 53.60 137.94 142.84160 132.82 119.59 84.56 55.36 142.47 147.53170 136.91 123.27 87.16 57.06 146.85 152.07180 140.88 126.84 89.69 58.72 151.11 156.48190 144.74 130.32 92.15 60.33 155.25 160.77200 148.50 133.70 94.54 61.89 159.28 164.94210 152.17 137.01 96.88 63.42 163.21 169.02220 155.75 140.23 99.16 64.91 167.06 172.99230 159.25 143.38 101.39 66.37 170.81 176.88240 162.68 146.46 103.57 67.80 174.48 180.69250 166.03 149.48 105.70 69.20 178.08 184.41260 169.32 152.45 107.80 70.57 181.61 188.06270 172.54 155.35 109.85 71.91 185.07 191.65280 175.71 158.20 111.86 73.23 188.46 195.16290 178.82 161.00 113.84 74.53 191.80 198.62300 181.88 163.75 115.79 75.80 195.08 202.01

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    20/27

    - condiia de stabilitate transversal la rsturnare la deplasarea rectilinie cuvitez constant:

    E

    harctg g

    =

    2

    =40,81- condiia de stabilitate transversal la derapare la deplasarea rectilinie cu

    vitez constant:

    y

    arctg

    1

    =

    =34.99

    E-ecartamentul autovehiculului-unghiul de nclinare transversal a drumuluihg-poziia centrului de greutatey-coeficient de aderan

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    21/27

    5.3Stabilitatea micrii rectilinii la devierea pneurilor

    1

    1

    2

    2

    3,11

    K

    G

    K

    G

    Lv

    cr

    =[Km/h]

    vcr=38,94

    K1,K2-coeficieni de rezisten la devierea pneurilor

    Cap. VI

    Precizarea vibratilor i zgomotelor din autovehicul

    Deplasarea autovehiculelor pe drum este nsoit de apariia permanent aoscilaiilor i ocurilor. Aceste oscilaii se manifest la nivelul maselor suspendate inesuspendate ale autovehiculelor influennd considerabil confortabilitatea

    pasagerilor, integritatea mrfurilor transportate, durabilitatea elementelor componenteale caroseriei, suspensiei, transmisiei i motorului.

    ocurile i oscilaiile la care snt supuse autovehiculele snt determinate decauze exterioare i interioare. Trebuie remarcat c aceste cauze se manifest de celemai multe ori simultan. ocurile i oscilaiile existente la autovehicule au o influennociv asupra organismului uman, provocnd oboseli mari i senzaii fiziologiceneplcute persoanelor aflate n automobile. n situaiile n care se circul cu vitezeridicate pe drumuri de calitate proast, dac nu se iau msuri speciale de protecie,sufer mult integritatea mrfurilor transportate. In afar de aceasta din cauza ocurilori oscilatiilor n organele componente ale autovehiculelor (suspensie, transmisie,motor) apar sarcini dinamice mari. Chiar dac nu n toate situaiile se ajunge ladepirea limitei de rupere a pieselor, din cauza ocurilor i oscilaiilor pieselecomponente ale automobilelor sunt supuse la solicitri variabile care au un caracter,de cele mai multe ori, aleator i care reduc mult rezistena la oboseal a acestora.'

    Tot ca urmare a existenei ocurilor i oscilaiilor la autovehicule se ajunge lareducerea eficienei transportului, cu astfel de mijloace, ca urmare a micorriiconsiderabile a vitezei de deplasare. De asemenea, deplasarea autovehiculelor nastfel de condiii este nsoit de creterea consumului de combustibil necesarnvingerii rczistenelor suplimentare n elementele suspensiei i pierderilorsuplimentare de energie n pneuri.

    ocurile i oscilaiile la autovehicule depind de drumul pe care se deplaseaz ide tipul autovehiculului. Ele se pot clasifica n :a) ocuri i oscilaii provocate de denivelrile i neregularitile suprafeei drumului,de rafalele de vnt, de frnarea autovehiculului etc. ib) ocuri i oscilaii provocate de motor, transmisie, direcie i sistemul pneu-roat.

    La autovehicule se studiaz:

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    22/27

    a) oscilaiile libere sau proprii, care pot fi neamortizate i amortizate n scopulstabilirii pulsaiilor proprii i a influenelor maselor nesuspendate, caracteristicilorelastice i de amortizare ale suspensiei asupra confortabilitii i a rcgimului dedeplasare ;

    b) oscilaiile forate sau ntreinute care solicit permanent autovehiculele n timpulmicrii. Studiul acestor oscilaii este necesar pentru a stabili pulsaiile periculoaseale factorilor perturbatori n scopul evitrii funcionrii ntregului sistem n zonele derezonan. De asemenea studiul unor astfel de oscilaii permite cercetarea influeneifiecrui factor perturbator n parte asupra comportrii autovehiculelor i asubansamblelor componente n timpul deplasrii.La autovehicule, n timpul deplasrii, se pot ntlni urmtoarele tipuri de oscilaii sauvibraii:

    1. Oscilaii ale asiului i caroseriei, considerate ca un rigid nedeformabilaezat pe suspensia elastic format din arcuri, sau arcuri i pneuri. Aceste oscilaiiau un caracter de oscilaii libere, provocate de neregularitile suprafeei drumului,care acioneaz sub form de ocuri. Uneori, n urma uzrii, suprafaa oselei iaforma unor valuri ; autovehiculele care se deplaseaz pe ea la o anumit vitez intrn rezonan, ajungndu-se la oscilaii periculoase..

    Ca rigid suspendat elastic, ansamblul asiu-caroserie are 6 grade de liber-tate :translaii verticale, orizontale, longitudinale i transversale i rotaii n jnrul celor treiaxe, pe aceleai direcii. Pe de alt parte, roile din fa i din spate sprijinite pe

    pneuri pot s oscileze mpreun cu punile corespun-ztoare, dac punile snt rigide,sau fiecare separat cnd autovehiculul este echipat cu suspensie independent.

    2. Vibraiile de torsiune i ncovoiere ale pieselor motorului i subansamblelor

    transmisiei. Aceste vibraii se analizeaz pe modele dinamice echivalente cu unnumr mai mare sau mai mic de grade de libertate n funcie de numrul de cilindriiai motorului, de numrul de puni motoare i dac se ia n considerare sau nucinematica i dinamica mecanismelor difereniale de transmisie.

    Aceste oscilaii snt cauzate att de neregularitile suprafeelor drumului ct ide o serie de factori perturbatori interiori (momentul dc torsiune al motorului estevariabil periodic n timp, cuplarea ambreiajului, schimbarea treptelor de viteze,funcionarea transmisiilor cardanice).

    3. Vibraiile motorului, ambreiajului i cutiei de viteze n ansamblu fa deasiu. De obicei aceste subansamble se monteaz elastic pe asiu i dac rezemarea

    este necorespunztoare se ajunge la desfacerea prematur a mbinrilor, la fusuri iruperi n asiu i cartere. Prin luarea n considerare a acestor oscilaii modeleledinamice echivalente ale autovehiculelor se complic i maimult. ; :

    4. Vibraii de fluturare, care se manifest prin oscilaiile roilor de direcie ntr-un plan perpendicular pe direcia de mers. 0 form mai accentuat a fluturrii estefenomenul de shimmy, cnd roile din fa se ridic succesiv de pe suprafaadrumuliii, i urmele lor au form curbilinie.

    Aceste fenomene se datoresc unei execuii necorespunztoare a articulaiilor ijocurilor din acestea. Ele au ca urmare uzri rapide ale pneurilor, uzri ale

    articulaiilor, mers instabil etc.5. Vibraii ale scaunelor conductorului auto i pasagerilor care determin nbun parte confortabilitatea autovehiculelor. Aceste vibraii snt cauzate de nsumarea

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    23/27

    efectelor factorilor perturbatori exteriori i inferiori. Prin inlermediul scaunelor setransmit vibraiile corpului omenesc i de aceea construciile acestora trebuie s fieastfel realizate nct s duc la diminuarea efectelor duntoare.

    La vehiculele remorcate se observ adesea oscilaii de pendulare, mani-festateprin aceea c remorca nu urmeaz drumul autotractorului. Astfel de oscilaii sntfavorizate de jocurile n articulaia dispozitivului de remor-care, de poziia punctelorde legare la autotractor i remorc a triunghiului de articulaie, de ecartamentulremoreii, de poziia centrului ei de mas etc. Uneori, cnd acest sistem de remorcareeste defectuos, oscilaiile de pendulare devin periculoase.

    Cercetarea teoretic a oscilaiilor autovehiculelor se face pe modele dinamice decomplexitate mai mic sau mai mare. Complexitatea modelelor dinamice fiinddeterminat n mare msur de posibilitile de analiz i integrare a sistemelor deecuaii difereniale care descriu starea de micare. Odat cu perfecionarea

    performanelor calculatoarelor electronice s-au dezvoltat metodele de integrarenumeric aproximativ a sistemelor de ecuaii difereniale i ca urmare a crescut i

    complexitatea modelelor dinamice.

    ZGOMOTELE AUTOMOBILULUI

    n anumite condiii vibraiile diferiilor centrii excitatori sunt percepute subform de zgomote (sunete suprtoare). Zgomotul global al unui automobil este ocombinaie de mai multe zgomote. Cele mai importante surse de zgomot care apar ntimpul deplasrii automobilului snt generate de funcionarea prlor mecanice

    (motor, transmisie, sistem de rulare) i de conturul habitaclului.Fiecare zgomot perceput n automobil sau n afara lui este o vibraie a aeruluinconjurtor. Acesta este excitat direct de ctre surs (pe cale aerian) i de ctrecaroseria automobilului care devine un radiator acustic, excitata structural de ctresursele de vibraie (datorit vibraiilor de ncovoiere elementele caroseriei devinradiatori acustici care produc zgomot aerian.

    Problema studierii i combaterii zgomotului generat de automobil este complex icuprinde o serie de aspecte :

    studiul aspectului fizic al apariiei zgomotului, depistarea surselor de zgomot ianaliza spectrului ;

    studiul calitii nivelului de zgomot generat de diferite componente aleautomobilului n diferite regimuri de sarcin i vitez ; stabilirea unui complex de soluii de combatere la surs a zgomotului sau de

    mpiedicare a propagrii lui n mediul nconjurtor.

    ZGOMOTUL INTERIOR

    Motorul este una din sursele preponderente de zgomot. In compartimentul motornivelul general de zgomot depete 120 dB.

    Principala vibraie este dat de armonicile, insuficient echilibrate, ale forelor de

    inerie dezvoltate n echipamentul mobil. Aceste fore snt calculate pe bazacaracteristicilor constructive (mas, inerie, dimensiuni ale diverselor piese). Pentrumotoarele cu 4 cilindri vibraia preponderent este la o frecven dubl faa de

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    24/27

    turaie. Aceast vibraie provoac un zgomot pur (ca un bzit) cu frecven ntre 30Hz (relanti la 900 rot/min) pn la 200 Hz (aproximaliv 6000 rot/min). Motoarele cu6 cilindri reprezint surse de vibraii de ordinul III, iar cele cu 8 cilindri de ordinulIV.

    Se gsesc de asemenea : '

    a) zgomote de admisie, ca urmare a pulsaiei aerului la admisie i zgomote deevacuare a gazelor arse, cu un spectru de componente armonice ale fundamentalei fdat de relaia :

    z

    inf

    =

    60unde : n este turaia arborelui cotit (rot/min) ;

    i numrul de cilindrii ;z coeficient ce depinde de tipul motorului;

    z = 1 pentru motoarele n doi timpi si ;z = 2 pentru motoarele n patru timpi.Energia acustic maxim a acestor zgomote este repartizat n benzi de

    frecvene cuprinse ntre 4060 Hz i 700 1 000 Hz. Restul energiei acustice esterepartizat aproape uniform la frecvene mai mari de 2 000 Hz. Zgomotele deadmisie i evacuare ar fi foarte intense n absena atenuatoarelor de zgomot a croreficacitate nu este ntotdeauna optim, dar n general satisfctoare.

    b) ocuri mecanice repetitive cum snt cele ale culbutorilor i supapelorc) zgomotul sistemului de ventilare pentru rcirea motorului, a crui

    component fundamental poate depi 100 dB.

    Angrenajele cutiilor de vitez sau punilor motoare creeaz zgomote de frecvenpur (fluierturi) la frecvena de angrenare a dinilor (plus eventual armonici),precum i zgomote de spectru larg (uierturi, rcituri).

    Transmisiile longitudinale sau transmisiile la roile motoare provoac vibraiicorespunztoare fundamentalei sau armonicelor vitezelor de rotaie.

    Rulmenii cu bile, cu role sau ace precum i toate accesoriile motorului (curele,lanuri, pompe, alternator, etc.) emit zgomote specifice ntr-un spectru foarte larg.Zgomotele de reluare sunt excitate de neregularitile mbrcminii drumului, care

    snt foarte variabile, de la sol neted pn la pietre de pavaj mari i separate, sau guriori obstacole izolate.

    Spectrele de zgomot de rulare msurate n interiorul automobilului snt variabile,iar un defect pronunat de zgomot de rulare se caracterizeaz aproape mereu prinapariia unei frecvene sau zone de frecvene sub 200 Hz, independent de vitez saudrum, (cu excepia pavajelor regulate). Aceasta nseamn c defectul caracterizeazmai mult rspunsul automobilului dect o excitaie diversificat i relativ aleatoare.

    Zgomotele de aer percepute n interiorul unui automobil nu depind de forma saaerodinamic, n sensul rezistenei la naintare, ci de proastele etanri.Suprapresiunea interioar provoac nite pierderi care, chiar la debite mici,genereaz zgomote acute pe toate frecvenele, cu efect de fluierturi.

    Reducerea zgomotului interior al automobilelor nu se rezum la o reet, nici la ometod de lucru. Spectrul rezultat la automobile cuprinde aproape ntotdeauna nitenivele destul de ridicate n frecvene joase (pn la 200 Hz) cu una sau dou

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    25/27

    frecvene sau zone de frecvene net dominante i nivele din ce n ce mai mici nsprefrecvenele nalte.

    ZGOMOTUL EXTERIOR

    Indiferent dac este vorba de cel mai silenios sau cel mai zgomotosautovehicul, regimul n care funcioneaz are o mare influen. Cea mai micvariaie a nivelului de zgomot se constat la rularea liber (60...70 dBA laviteza de 50 km/h), iar cea mai mare la startul rapid de pe loc (70...100 dBA)

    n timpul deplasrii exist dou surse principale de zgomot : motorul mpreun cutransmisia i rulajul roilor. Ponderea celor dou surse n nivelul zgomotului globaleste diferit pentru fiecare tip de automobil i regim de deplasare.

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    26/27

    Bibliografie

    1. Marin Untaru Dinamica autovehiculelor pe roi.Editura didactic i pedagogic Bucureti 1981

    2. Buzdugan Gh. Msurarea vibrailor mecaniceEditura didactic i pedagogic Bucureti 1964

    3. Stoicescu , A. Mecanica automobilului ,vol 1Editura institutului politehnic Bucureti 1973

  • 7/29/2019 Studierea Performantelor Dinamice Si Calitatile de Stabilitate Ale Autovehiculului Mercedes Benz 190

    27/27

    Cuprins

    Caracteristica exterioar a motorului cu combustie intern.....................2

    Caracteristica de traciune.........................................................................4

    Caracteristica dinamic.............................................................................7

    Determinarea accelerailor autovehiculului..............................................10

    Stabilitatea autovehiculului.......................................................................14

    Precizarea vibrailor i zgomotelor din autovehicul..................................18


Top Related