Varianta G

1.Explicati cum influenteaza puntile rigide ghidajul rotilor si pozitia automobilului.

Puntile rigide, sau punti cu oscilatie dependenta a rotilor, sau punti cu suspensie dependenta sunt puntile la care lagarele rotilor sunt legate intre ele printr-un element rigid (grinda). In consecinta, la trecerea peste un obstacol a unei roti, cealalta roata se inclina simultan si egal, provocand inclinarea si deplasarea transversala a caroseriei. In plus, datorita elasticitatii arcului lamelar al suspensiei (majoritatea puntilor rigide sunt combinate cu arcuri lamelare care asigura si ghidarea puntii), se produce inaintarea unei roti in raport cu cealalta si deci schimbarea directiei de mers, asa cum se vede din figura 1.2. Prezenta grinzii transversale face imposibila dispunerea intre roti, intr-o pozitie cat mai coborata, a motorului sau a cadrului, deci inaltimea centrului de masa al automobilului este mai mare. Se poate obtine insa, o marire a capacitatii de trecere a automobilului prin cresterea garzii la sol,prin micsorarea razei transversale de trecere si prin posibilitatea mare de rotire a puntii fata de caroserie (exemplu UNIMOG) fara a recurge la solutii constructive complicate si costisitoare. Un alt avantaj al puntii rigide este numarul redus de articulatii care ii confera siguranta in exploatare si fiabilitate ridicate.

Puntile rigide se folosesc la majoritatea autocamioanetor, la autobuze, la autoutilitare si la unele autoturisme de teren.

Fig.1.2.Influenta puntii rigide asupra ghidajului si pozitiei automobilului

2.Prezentati si comentati schemele constructive ale celor mai folosite sisteme de montare si ghidare ale puntilor rigide pentru autocamioane si autobuze si dati cate un exemplu de automobil pentru fiecare solutie.

Puntile rigide pentru autocamioane si autobuze sunt diferentiate constructiv prin solutia adoptata pentru sistemul de montare si ghidare al puntii pe cadru sau pe caroseria autoportanta.

Schemele constructive ale celor mai folosite sisteme pentru montarea si ghidarea acestor punti sunt prezentate in figura 2.0 (nu s-a luat in considerare montarea si ghidarea prin intermediul arcurilor lamelare dispuse longitudinal).

Fig.2.0.Schemele constructive ale celor mai folosite sisteme de montare si ghidare ale puntilor rigide pentru autocamioane si autobuze

3.Ce reprezinta figura de mai jos?Prezentati constructia si functionarea .(suspensie roata)

Fig.3.36.PF cu patrulater transversal cu brate neegale si dispunere orizontala a grupurilor elastoamortizoare (Renault SPIDER)

Mecanismul patrulater transversal cu brate neegale poate fi usor intagrat in cele mai diferite forme de structuri portante si cu cele mai diferite moduri de dispunere a blocurilor elastoamortizoare ale suspensiei. In figura 3.36 se prezinta o astfel de solutie.

Este un cabriolet sport de doua locuri, cu motor central dispus transversal, structura portanta din profiluri tubulare din aluminiu si caroseria din materiale compozite. In aceste conditii singura solutie pentru puntea si suspensia fata este adoptarea mecanismului patrulater transversal cu arcul si amortizorul dispuse orizontal si actionate de un levier vertical montat pe bratul superior, printr-o tija cu lungime reglabila. Fiecare brat se prezinta sub forma unei placi triunghiulare cu marginile bordurate si ranforsate pe linia pivot articulatie spate cu un profil transversal.

4. Ce reprezinta figura de mai jos?Prezentati constructia si functionarea.(desen constr.)

Fig.4.12.Articulatie axiala cu filtrarea comuna a vibratiilor si cu rulment axial montat intre tija amortizorului si armatura oscilanta a articulatiei: 1-contraaripa; 2-palier elastic

oscilant; 3-armatura metalica interioara a palierului elastic; 4-disc profilat limitator la destindere; 5-manseta de protectie.

In figura 4.12 se prezinta o articulatie axiala cu filtrarea comuna a vibratiilor si cu rulment axial montat intre tija amotizorului si armatura oscilanta a atticulatiei.

Cele mai complexe articulatii axiale sunt intre culisa oscilanta (blocul elasto-amortizor) si pasajul rotii la puntea fractionata McPherson. Ele preiau forte axiale mari, permit miscarea oscilatorie a blocului elasto-amortizor si asigura bracarea rotii (constitue pivotul superior al puntii). In plus ele trebuie sa asigure o buna filtrare a vibratiilor provenite din doua surse: de la tija amortizorului si de la talerul superior al arcului.

Partea principala a acestei articulatii este un cop inelar din elastomer fixat prin suprafete plane, cilindrice si / sau conice pe doua armaturi metalice profilate; cea de sus fixata prin suruburi pe pasajul rotii, cea de jos servind ca suport pentru talerul superior al arcului. Forma sectiunii transversale a inelului din elastomer este esentiala pentreu filtraea vibratiilor; un inel de forma tronconica realizeaza filtrarea comuna a vibratiilor provenire de la amortizor si de la arc; un inel de forma mai elaborata realizeaza filtrarea independenta a vibratiilor provenite de la amortizor si arc.

Pentru a permite bracarea rotilor pe articulatie se monteaza ca piesa separata un rulment axial cu bile. Sunt posibile trei posibilitati de dispunere a rulmentului axial: 10 intre armatura de jos a articulatiei si talerul superior al arcului; la bracare tija amortizorului este fixa, iar arcul impreuna cu tubul amortizorului si cu fuzata se rotesc; 20 intre armatura de jos a articulatiei si tija amortizorului; la bracare tija amortizorului se roteste cu tot amortizorul fata de articulatie; 30 intre talerul inferior al arcului si tubul amortizorului; la bracare tija amortizorului si arcul sunt fixe si se roteste tubul amortizorului impreuna cu fuzeta.

5. Centrul si axa de tangaj Tangajul reprezinta miscarea de rotatie a caroseriei in jurul unei axe transversale, adica in

planul longitudinal. Aceasta miscare apare in timpul proceselor de franare si de demarare ale automobilului si are efecte negative asupra confortului si stabilitatii automobilului. Deoarece in timpul procesului de franare acceleratiile sunt mult mai mari decat in timpul procesului de demarare, unghiurile de tangaj sunt mai mari la franare.

In timpul procesului de franare, forta de inertie aplicata in centrul de masa al masei suspendate incarca rotile puntii din fata si descarca corespunzator rotile puntii din spate cu marimea Z, producand astfel inclinarea caroseriei (plonjarea) spre fata, asa cun se vede din figura 5.30.a.

Fig.5.30.Miscarea de tangaj la franarea automobilului Expresia matematica a unghiului de tangaj este:

( )L

kkZL

sstg fff 21

21 +=

+=

(5.6)unde: s1f este comprimarea arcurilor suspensiei din fata;

s2f este destinderea arcurilor suspensiei din spate;k1 este rigiditatea suspensiei din fata; k2 este rigiditatea suspensiei din spate.

Momentul de rotire al masei suspendate este echilibrat de momentul reactiv al suspensiei, deci se poate scrie:

LhFZLZhF xx

== (5.7)

Inlocuind pe (5.7) in (5.6) se obtine: ( )

221

LkkhFtg xf

+=

(5.8) Concluzii

In conditia unei forte perturbatoare date, tangajul se micsoreaza daca: 10 se mareste valoarea ampatamentului; 20 se mareste rigiditatea suspensiilor, indeosebi a celei din fata, cu dezavantajul afectarii confortului; 30 se actioneaza asupra constructiei (cinematicii) mecanismelor de ghidare, asa cum se vede din figura 5.30.b.

Ultima solutie este relativ simpla si se materializeaza prin costuri mai reduse pentru automobil. Se folosesc tocmai fortele de franare Ff1 si Ff2 la punti pentru a echilibra momentele care produc rotirea caroseriei; momentele F1b1 si F2b2 tin in echilibru caroseria care tinde sa plonjeze spre fata sub actiunea momentului generat de forta perturbatoare Fx.

Daca in planul transversal al puntii se defineste centrul de ruliu, similar in planul longitudinal se defineste centrul de tangaj al puntii. In multe cazuri, mecanismele de ghidare ale rotilor din stanga si din dreapta puntii sunt identice, deci pozitia centrelor de tangaj stanga dreapta este aceeasi, iar dreapta transversala care le uneste se numeste axa de tangaj a puntii.

Prin deplasarea spre spate a centrului de tangaj al puntii din fata si prin deplasarea spre fata a centrului de tangaj al puntii din spate se obtine micsorarea tangajului. Aceasta conditie este indeplinita daca sa foloseste pentru puntea din fata mecanismul cu brat longitudinal impins, iar pentru puntea din spate mecanismul cu brat longitudinal tras.

Daca pentru puntea din spate, mecanismul cu brat longitudinal tras se regaseste in constructia a numeroase punti, atat rigide cu suspensii dependente, cat si fractionate cu suspensii independente, in cazul puntii din fata mecanismul cu brat longitudinal impins este foarte rar folosit.

Puntea din fata fractionata cu mecanism patrulater transversal cu axele bratelor paralele si orizontale are centrul de tangaj la infinit, asa cum se vede din figura 5.31.

Fig.5.31.Centrul de tangaj la puntea cu mecanism patrulater transversal cu brate orizontale

Prin inclinarea axei de rotatie a bratului transversal superior (CC) si a axei de rotatie a bratului transversal inferior (DD) spre spatele automobilului, se deplaseaza centrul de tangaj al puntii din fata spre spate la intersectia dreptelor (d1) si (d2), respectiv in punctul Of, asa cun se vede din figura 5.32.

Fig.5.32.Centrul de tangaj al puntii fata cu brate transversale suprapuse si inclinate spre spate in sens invers

Pentru unele tipuri de punti (ex. puntea cu brat longitudinal oscilant) centrul de tangaj are o pozitie fixa fata de sistemul de referinta al caroseriei, indiferent de starea de incarcare a automobilului. Pentru alte tipuri de punti (ex. puntea cu patrulater transversal, puntea McPherson), pozitia centrului de tangaj fata de sistemul de referinta al caroseriei este diferita, in functie de starea de incarcare a automobilului, asa cum se vede din figura 5.33 pentru puntea cu patrulater transversal si brate inclinate in sens invers. Studiul cinematic al acestor tipuri de punti cuprinde determinarea pozitiilor succesive ale centrului de tangaj pentru intreaga cursa de dezbatere a rotii.

Fig.5.33.Variatia pozitiei centrului de tangaj la puntea cu mecanism patrulater transversal in functie de starea de incarcare a automobiluluiCinematica mecanismului puntii trebuie corelata cu amplasarea mecanismelor de franare

pe puntea respectiva. In cazul mecanismului patrulater transversal cu mecanismul de franare dispus in roata, micsorarea tangajului se poate face cinematic prin convergenta axelor de rotire a bratelor (rotire in sensuri inverse). Forta de franare F f de la contactul pneu cale se reduce in planul bielei (a fuzetei) la o forta Ff cu punct de aplicatie sub nivelul caii la distanta a=dtsincos (dt este deportul transversal pozitiv, iar este unghiul de inclinare transversala a pivotului). In cuplele adiacente bielei, componentele verticale ale reactiunilor RA si RB actioneaza asupra caroseriei in sensul ridicarii ei, deci a micsorarii tangajului, asa cum se vede din figura 5.34.

Fig.5.34.Punte cu mecanism patrulater transversal, mecanism de franare in roata si brate convergente spre spate pentru micsorarea tangajului

Daca mecanismul de franare este dispus pe transmisie, forta de franare ce apare la contactul pneu cale se reduce in planul bielei la o forta F f cu punct de aplicatie deasupra caii, la distanta a fata de centrul rotii. In acest caz bratele vor fi inclinate in acelasi sens pentru a diminua tangajul, asa cum se vede din figura 5.35.

Fig.5.35.Punte cu mecanism patrulater transversal, mecanism de franare pe transmisie si inclinarea bratelor in acelasi sens pentru micsorarea tangajului Influenta asupra capacitatii de micsorare a tangajului are si deportul transversal al puntii

in cazul amplasarii mecanismului de franare in roata. Deportul pozitiv implica o pozitionare sub nivelul caii a fortei de franare redusa la biela mecanismului puntii, iar solutia de reducere a tangajului este cea prezentata in figura 5.34. Deportul zero face ca forta la roata de la contactul pneu cale redusa la biela sa fie la nivelul caii, iar solutia de reducere a tangajului este ca mai sus. Deportul negativ duce la o pozitionare deasupra nivelului caii pentru forta de franare redusa la biela, deci pentru reducerea tangajului este necesar ca bratul superior sa fie orizontal, iar bratul inferior sa fie inclinat in sus, asa cum se vede din figura 5.36.

Fig.5.36.Pozitionarea bratelor puntii cu mecanism patrulater transversal si deport negativ pentru diminuarea tangajului

Pentru o reducere buna a tangajului este importanta variatia amplasarii centrului de tangaj pe intreaga cursa de dezbatere a rotii. Pentru o preluare progresiva a tangajului, pe masura ce roata se deplaseaza pe cursa de comprimare a arcului, distanta dintre planul transversal ce contine axa rotii si centrul de tangaj trebuie sa se micsoreze. Aceasta conditie este indeplinita de mecanismul de ghidare patrulater cu bratul inferior transversal inclinat si bratul superior longitudinal, asa cum se vede din figura 5.37.

Fig.5.37.Pozitia si deplasarea centrului de tangaj pentru puntea cu mecanism patrulater cu bratul interior transversal inclinat si bratul superior longitudinal

Aceasta cinematica optima privind pozitionarea centrului de tangaj este utilizata si la mecanismul de ghidare cu patrulater transversal sau McPherson, cand forta de franare este preluata de tirantul bratului, sau in alte variante constructive de bratul longitudinal al barei stabilizatoare.

O reducere buna a tangajului se obtine si daca centrul de tangaj se pozitioneaza cat mai aproape de axa puntii si la o inaltime cat mai mare fata de sistemul de referinta al caroseriei (se micsoreaza bratul fortei perturbatoare h din relatia 5.8). Puntile din fata care indeplinesc aceasta cerinta au o variatie mare a ampatamentului, care nu deranjeaza functional, dar si o variatie mare a unghiului de fuga, cu implicatie mare asupra stabilitatii si maniabilitatii automobilului. Din aceasta cauza alegerea cinematica a centrului de tangaj se face corelat cu variatia unghiului de fuga.

6. Transmisia longitudinala a directieiTransmisia longitudinala a directiei influenteaza virajul numai pentru

sistemul de directie al puntilor rigide cu mecanismul de actionare neintegrat in transmisia directiei, adica la autocamioane si la autobuze.

Legatura dintre mecanismul de ghidare al puntii prin intermediul arcurilor lamelare si transmisia longitudinala a directiei este prezentata in figura 1.45.

Fig.1.45.Influenta mecanismului de ghidare al puntii cu arcuri lamelare asupra transmisiei longitudinale a directiei; a)levierul de comanda in spatele axei rotilor si cercelul arcului in spate: b)levierul de comanda in spatele axei rotilor si cercelul arcului in fata; c)levierul de comanda in fata axei rotilor si cercelul arcului in spate.

Pentru solutia 1.45.a traectoriile punctului O1 sunt accentuat divergente si apar oscilatii ale rotilor de directie in ritmul si cu pulsatia sasiului. Reducerea acestor oscilatii se face prin: - dispunerea levierelor de comanda si al fuzetei astfel ca punctele O1, O2, O3 sa fie colineare; - marirea elasticitatii articulatiilor transmisiei directiei.

Pentru solutia 1.45.b, oscilatiile rotilor se reduc deoarece cercurile sunt tangente interior, iar in zona de lucru sunt foarte apropiate.

Pentru solutia din figura 1.45.c, cercurile sunt tot tangente interior, dar cercul bb are raza mult mai mica datorita barei longitudinale scurte, iar diferentele traectoriilor sunt mai mari fata de cazul precedent.

In toate cazurile traectoriile cercurilor aa si bb se apropie mai mult in zona de lucru, daca razele cercurilor se maresc.

Daca transmisia directiei are diferente mici la mersul rectiliniu, acestea creasc la mersul in viraj, cand bara longitudinala se deplaseaza si traectoriile aa si bb se modifica, asa cum se vede din figura 1.46.

Fig.1.46.Dependenta cinematicii transmisiei longitudinale a directiei la mersul in viraj

7. Ce reprezinta figura de mai jos?Prezentati constructia si functionarea.(S.D.-scrie ceva in rusa-fig1.13)

Fig.1.13.Mecanism de actiunare cu melc globoidal si rola dubla (LADA): 1-arborele levierului de comanda cu un singur lagar de alunecare; 2 si 4-dispozitivul de reglaj al jocolui din angrenare; 3-capacul mare; 5-melcul globoidal; 6-dispozitivul de reglaj pentru strangerea rulmentilor melcului; 7-rola dubla; 8-axul rolei.

Constructia mecanismului de actionare depinde de angrenajul care se foloseste. Cele mai folosite mecanisme de actionare sunt prezentate in continuare.

In figura 1.13 este prezentata constructia mecanismului de actionare cu melc globoidal si rola, in acest caz rola dubla. Mecanismul este construit pentru a fi integrat in transmisia directiei (levierul de comanda este si levierul din stanga al patrulaterului central). Mecanismul cu melc globoidal si rola este cel mai raspandit, deoarece acopera toata gama de automobile (de la autoturisme de clasa mica pana la autocamioane). Diferentele constructive sunt:

- tipul rolei, simpla, dubla, sau tripla in functie de momentul transmis;

- modul de sprijin al arborelui levierului de comanda pe care se monteaza rola cu axul sau: arbore cu un singur lagar de alunecare de lungime mare pentru marirea rigiditatii si rola lucrand in consola, arbore cu doua lagare (cel din capac cu rulment) si rola lucrand intre reazeme.

Fig.1.13.Mecanism de actiunare cu melc globoidal si rola dubla (LADA): 1-arborele levierului de comanda cu un singur lagar de alunecare; 2 si 4-dispozitivul de reglaj al jocolui din angrenare; 3-capacul mare; 5-melcul globoidal; 6-dispozitivul de reglaj pentru strangerea rulmentilor melcului; 7-rola dubla; 8-axul rolei.

8.Ce reprezinta schema de mai jos?Prezentati constructia si functionarea.(19 elemente.-8-arc)Constructia servomecanismului vacuumatic (schema constructiva) cu actionare datorita presiunii lichidului refulat de pompa centrala (actionare indirecta) este prezentata in figura 2.32.

Fig.2.32.Schema constructiva a servomecanismuui vacuumatic cu actionare indirecta: 1-supapa din capatul tijei membranei; 2-pistonul hidraulic al servomecanismului; 3-cilindrul hidraulic al servomecanismului; 5-pistonul cilindrului hidraulic de comanda; 6-blocul de comanda; 7-arcul de repel al pistonului 2; 8-arcul de rapel al membranei; 9-supapa de aer; 10-conducta de egalizare; 11-camera de aer; 12-mambrana; 13-camera de vid; 14-supapa de vid; 15-racord cu pompa centrala de frana; 16-racord cu sursa de vid; 17-conducta cu filtru de aer; 19-tija membranei.

9.Elemente de calcul pentru frana disc de tip deschis Momentul de franare se determina folosind schema din figura 2.18.

Fig.2.18.Schema de calcul pentru frana disc de tip deschis Forta normala pe elementul de arie dA=dd este dN=pdA, forta de frecare este dF f

=dN, momentul de frecare elementar in raport cu centrul O va fi dM f=dFf , iar momentul total de frecare pentru nf perechi de suprafete de frecare si distributie uniforma a presiunii va fi:

( ) fier

rfff nrrpddpnddpnM

e

i

3322

32

=== +

(2.33) Daca se inlocuieste p=N/A=N/[(re2-ri2)], expresia momentului de franare devine:

( )fm

ie

ieff nrNrr

rrnNM =

= 2233

32

(2.34)

unde s-a notat 22

33

32

ie

iem rr

rrr

=

.In practica pentru calculul razei medii se utilizeaza relatia mai simpla rm = (re + ri)/2,

eroarea de calcul nedepasind 4%.Pentru constructiile uzuale se recomanda ri / re = o,6.0,75 si

2 = 45.500 . Forta normala N se determina din conditia de echilibru a garniturii de frictiune, in functie

de valoarea fortei de actionare a pistonului.

+== ,

,

10 SNNNS

(2.35) unde este coeficientul de frecare dintre disc si garnitura; este coeficientul de frecare dintre partea metalica a placutei si elementele de ghidare ale placutei ( = 0,05.0,1).

Coeficientul de eficacitate al franei disc de tip deschis fara efect servo va fi:

( ) efm

e

f

rnr

rSM

E+

=

= ,1

(2.36) unde s-a asimilat raza exterioara a discului egala cu raza unui tambur.

Calculele de verificare la solicitari mecanice si termice sunt asemanatoare cu cele de la frana cu tambur si saboti intariori.