Dinamica Autovehiculelor Rutiere

7/18/2019 Dinamica Autovehiculelor Rutiere

http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-autovehiculelor-rutiere-5697e1d3bef8e 1/90

Cuprins:

1 ) Parametri geometrici şi gravimetrici (masici) ai autovehiculelor cu roţi

2) Forţele care acţionează asupra automobilelor. Rezistenţa la rulare.

3) eterminarea raportului !e transmitere al transmisiei principale.

") #aracteristica !inamică a autovehiculelor .

$) iagrama acceleratiilor autovehiculelor.

%) &impul si spatiul !e !emarare al autovehiculelor.

') Parametrii capacitatii !e ranare ai autovehiculelor.

) *tabilitataea miscarii autovehiculelor cu roti.

+) eterminarea consumului !e combustibil pentru autovehiculul.

Parametri geometrici şi gravimetrici (masici) ai autovehiculelorcu roţi

1



Parametri geometriciGradul de adaptabilitate al autovehiculelor la anumite cerinţe de exploatare şi asigurarea

condiţiilor optime de securitate, confort şi eficienţă economică este determinat de următorii parametrigeometrici :

- dimensiunile principale;- capacitatea de trecere;- raele de vira! "

#imensiunile principale sunt :a$ dimensiunile de gabarit % &ig" 1"'" $ :

- lungimea autovehiculului A - repreintă distanţa dintre două plane verticale perpendiculare pe axalongitudinală a autovehiculului şi tangente la punctele extreme ale acestuia (n faţă , respectiv (nspate "- lăţimea autovehiculului B - repreintă distanţa dintre două plane verticale paralele cu planullongitudinal de simetrie al autovehiculului şi tangente la punctele extreme de o parte şi de alta aleacestuia "- (nălţimea autovehiculului H- repreintă distanţa dintre planul de baă şi un plan oriontal tangent la

partea superioară a autovehiculului gol "

&ig"1"'

b$ ampatamentul L - repreintă distanţa dintre axele geometrice ale punţilor autovehiculului" )ncaul autovehiculelor cu trei punţi ampatamentul repreintă distanţa dintre axa punţii din faţă şi

!umătatea distanţei dintre axele punţilor din spate"

c$ ecartamentul roţilor din faţă notat cu B1 şi ecartamentul roţilor din spate notat cu B2

% &ig" 1"'" $ - repreintă distanţa dintre planele mediane ale roţilor care aparţin aceleiaşi punţi"d$ consolele faţă c1 şi spate c2 - repreintă distanţa dintre planul vertical care trece prin centrele

roţilor din faţă şi punctul cel mai avansat al autovehiculului, respectiv distanţa dintre planul verticalcare trece prin centrele roţilor din spate şi punctul cel mai din spate al acestuia %&ig" 1"'"$

Raele !e vira" ale autovehiculului determină posibilitatea acestuia de a vira pe o suprafaţăc*t mai mică cu roţile de direcţie bracate la maxim şi cu viteă redusă "

+aracteristicile geometrice ale vira!ului autovehiculului sunt %fig" 1""$:R i - raa de vira! interioară

R e - raa de vira! exterioarăR - raa minimă de vira! a autovehicululuiAv - lăţimea spaţiului ocupat de autovehicul (n vira!# - lăţimea urmei vira!ului sau a f*şiei de gabarita - decala!ul vira!ului % al aripii faţă exterioare vira!ului in raport cu roata aferentă

.



&ig1"

$reutatea şi capacitatea !e %nc&rcare a autovehiculelor

/asele autovehiculului sunt :a$ masa proprie a autovehiculului /0 căreia (i corespunde greutatea proprie G0" ceastarepreintă masa vehiculului carosat fără (ncărcătură , gata de drum cu 203 din carburant şi aconducătorului auto %4 5g$"

b$ masa totală maximă admisibilă /a , căreia (i corespunde greutatea totală maximăadmisibilă Ga " ceasta repreintă masa proprie a autovehiculului la care se adaugă masa maximă a(ncărcăturii stabilită de constructor "

c$ masa totală maximă autoriată , căreia (i corespunde greutatea totală maximă autoriată "ceasta repreintă masa totală maximă a fiecărui tip de autovehicul autoriat pentru circulaţia pedrumurile publice conform legislaţiei (n vigoare" 6u poate depăşi masa totală tehnic admisibilă

prevăută de constructor "d$ 7arcina utilă maximă constructivă a autovehiculului 8/u , căreia (i corespunde greutatea

utilă Gu a autovehiculului" ceasta repreintă masa maximă a (ncărcăturii prescrisă deconstructor "

e$ 7arcinile pe puntea din faţă şi pe puntea din spate repreintă masele ce revin fiecărei punţi prin repartiarea masei totale maxime admisibile " cestora le corespund greutăţile pe puntea din faţăşi pe puntea din spate notate cu G1 , respectiv G. %&ig" 1"9$ " /asa autovehiculului se consideră aplicată (n centrul de masă %centrul de greutate$, situat (n planulvertical ce trece prin axa longitudinală de simetrie a autovehiculului" Poiţia centrului de masă seapreciaă %fig".".$ prin coordonatele longitudinale a şi b şi (nălţimea hg %77'2.'.-9$"

<



L

a b

1G 2G

G a

cg

h

g

'ig1 Coordonatele centrului de masă

)n faa de proiectare a autovehiculului, alegerea poiţiei centrului de masă se poate face prin maimulte metode şi anume:

a) utiliarea de valori (n concordanţă cu valorile coordonatelor centrului de masă al autovehiculelor considerate (n studiul soluţiilor similare;*) utiliarea de valori medii după datele oferite de literatura de specialitate" stfel de valori suntindicate (n tabelul 1"1"

+ate initiale:ipul masinii: Au!i A, 2-Capacitatea Motorului: 1998 [cm^3]Puterea maxima : ./0np : 3- .rot4min/ : 13, .56m

n/ : 23- .rot4min=ungimea :7,- .mm=atimea:138- .mm>naltimea: 18, .mmGreutatea G0: 12,- ./g (greutatea masinii9soer)?itea maxima :1; ./m4hmpatamentul:2,3 .mm@cartamentul: 12- .mm

6r de cai putere P: 11 .cpipul pneului : 1;4, R1,

<a*elul 11 Valori medii pentru parametrii centrului de masă al autovehiculului

Parametrul =tarea <ipul autovehicululuiAutoturism Auto*u Autocamion Autotractor

L

a Gol 0,A4B0,4A 0,4B0, '4 0,A'B0,44 0,'1 B 0,')ncărcat 0,A2B0,44 0,4B0,'9 0,'B0,4

L

h g Gol 0,1'B0,.' - 0,.1B0,.'9 0,<1 B 0,A)ncărcat 0,1'4B0,.' 0,.<-

0,.940,<B0,<9

&aţă de valorile recomandate (n tabelul 1"1, trebuie avute (n vedere şi următoarele aspecte:- autoturismele de tipul Ctotul faţăD au centrul de greutate deplasat spre puntea din faţă" Pentru ele se

recomandă 4,0; < La ;

A



- autobuele si autocamioanele cu roţi simple la puntea din spate se realieaă cu o distribuţie c*t

mai uniformă a masei totale de-a lungul şasiului" )n acest ca, se recomandă 5,0L/a ≅ " )n celelalte

cauri %ma!oritare$ (n stare (ncărcată L/a se adoptă spre limita superioară, recomandată (n tabelul1"1;

L

a

E-7 (autoturism gol)

L

h g

E -2 (autoturism gol)

$*>2- (greutate *aga")

$p>3 (greutate persoane)67

5p> (nr !e persoane)

?a>$a>$-9np6($*9$p)>132 ./g

A E

1)0.6129

! 61" 1)0.#66$#

5 #$"

2)0.5601!

2 56" 2)0.#52!9

6 #5.00"

)0.5$##0

$ 5#" )0.#!!$#

$ #5.00"

!)

0.56#6$

2 5$" !) 0.#! #!"

5)0.590$1

$ 59" 5)0.#56#9

$ #6"

MediaT

0.581366 58%

MediaT

0.852139 85%

/asa autovehiculului se transmite căii prin intermediul punţilor"Pentru autovehiculele cu două punţi, masele ce revin punţilor sunt %fig"1"9$:

a M L

b

M ⋅=1E ;-1

a M L

a

M ⋅=.E -1; %1"$

respectiv greutăţile:

a1 GL

bG ⋅=

E ;-1 a2 G

L

aG ⋅=

E -1; %1"9$

/asa admisă pe punte este limitată de distanţa dintre punţi şi de calitatea drumului" )n cauldrumurilor cu (mbrăcăminte tare, masa admisă pe punte nu poate depăşi 10000 5g pentru punţisituate la distanţe mai mici de < m şi 2000 5g pentru punţi care au (ntre ele mai mult de < m" &uncţie de masa repartiată punţilor se poate determina masa ce revine unui pneu"stfel:

- pentru pneurile punţii din faţă:

.

1

1

M M p =

E 7;-- $1>;-1 .5 %1"2$

4



- pentru pneurile punţii spate:

n

M M p

.

.=

"E 7--; $2> -1; .5 %1"10$unde n B numărul de pneuri ale punţii spate"

?alorile1 p

M

şi.

p M

astfel determinate condiţioneaă (mpreună cu vitea maximă a autovehicululuitipul pneurilor folosite şi caracteristicile de utiliare"

Alegerea Pneuriloripul pneului : 1;4, R1,

&uncţie de anvelopa aleasă, standardele dau indicaţii asupra dimensiunilor principale"Pentru calculele de dinamica autovehiculului este necesară cunoaşterea raei de rulare, care seapreciaă analitic funcţie de raa nominală a roţii şi un coeficient de deformare:

0r r r ⋅λ= ,unde: r 0 B raa roţii libere determinată după diametrul exterior preciat (n 77;λ - coeficient de deformare, care depinde de presiunea interioară a aerului din pneu şi are

valorile:95,09,0 −=λ - pentru pneurile utiliate la presiuni mai mici de '00 5Pa %' bari$;95,09!5,0 −=λ - pentru pneurile utiliate la presiuni mai mari de '00 5Pa %' bari$"

Pentru calcule aproximative se poate considera raa liberă egală cu raa nominală:%0 r r = "

Faa nominală are expresia:

2

&r % =

,

unde: # B diametrul exterior %nominal$ al anvelopei %fig"."1$"d B diametrul interior al anvelopei; B (nălţimea profilului;H B lăţimea profilului %balona!ul$"

'2(& ⋅+= "

&

(' '

r 0

'ig21 Dimensiunile principale ale anvelopelor

Reolvare:<ipul pneului : 1;4, R1,! >7--B >1;H>-,61;>12,3

+>(26H)9!>,8@ >-;8

'



r->rn>82,3

r .crt.Indice cap desarcina Masa suportata

1) 10# 1000 *g

2) 101 #25 *g

<a*elul A22 Indicii capacităţii de sarcină folosiţi la anvelopele pentru autovehicule şi remorcin!ice cap

!esarcin&

?as&suporta

t&./g

n!ice cap

!esarcin&

?as&suporta

t&./g

n!ice

cap!esarcin&

?as&suporta

t&./g

n!ice cap

!esarcin&

?as&suporta

t&./g

0 A4 41 124 101 9.4 141 <A401 A',. 4. .00 10. 940 14. <440. A,4 4< .0' 10< 94 14< <'40< A9, 4A .1. 10A 200 14A <40A 40 44 .19 104 2.4 144 <944 41,4 4' ..A 10' 240 14' A000' 4< 4 .<0 10 24 14 A1.4 4A,4 49 .<' 109 1000 149 A.409 4' 42 .A< 102 10<0 142 A<4

2 49 '0 .40 110 10'0 1'0 A40010 '0 '1 .4 111 1020 1'1 4'.411 '1,4 '. .'4 11. 11.0 1'. A401. '< '< .. 11< 1140 1'< A941< '4 'A .90 11A 1190 1'A 40001A ' '4 .20 114 1.14 1'4 414014 '2 '' <00 11' 1.40 1'' 4<001' 1 ' <0 11 1.94 1' 4A401 < '9 <14 119 1<.0 1'9 4'0019 4 '2 <.4 112 1<'0 1'2 490012 ,4 0 <<4 1.0 1A00 10 '000.0 90 1 <A4 1.1 1A40 11 '140

.1 9.,4 . <44 1.. 1400 1. '<00.. 94 < <'4 1.< 1440 1< '400



n!ice cap

!esarci

n&

?as&suporta

t&./g

n!ice cap

!esarci

n&

?as&suporta

t&./g

n!ice

cap!e

sarcin&

?as&suporta

t&./g

n!ice cap

!esarcin&

?as&suporta

t&./g

.< 9,4 A <4 1.A 1'00 1A '00

.A 20 4 <9 1.4 1'40 14 '200

.4 2.,4 ' A00 1.' 100 1' 100

.' 24 A1. 1. 140 1 <00

. 2,4 9 A.4 1.9 1900 19 400

.9 100 2 A< 1.2 1940 12 40

.2 10< 90 A40 1<0 1200 190 9000<0 10' 91 A'. 1<1 1240 191 9.40<1 102 9. A4 1<. .000 19. 9400<. 11. 9< A9 1<< .0'0 19< 940<< 114 9A 400 1<A .1.0 19A 2000<A 119 94 414 1<4 .190 194 2.40

<4 1.1 9' 4<0 1<' ..A0 19' 2400<' 1.4 9 4A4 1< .<00 19 240< 1.9 99 4'0 1<9 .<'0 199 10000<9 1<. 92 490 1<2 .A<0 192 10<00<2 1<' 20 '00 1A0 .400 120 10'00A0 1A0 21 '14 1A1 .44 121 10200A1 1A4 2. '<0 1A. .'40 12. 11.00A. 140 2< '40 1A< ..4 12< 11400A< 144 2A '0 1AA .900 12A 11900AA 1'0 24 '20 1A4 .200 124 1.140A4 1'4 2' 10 1A' <000 12' 1.400A' 10 2 <0 1A <04 12 1.940A 14 29 40 1A9 <140 129 1<.00

A9 190 22 4 1A2 <.40 122 1<'00A2 194 100 900 140 <<40 .00 1A00040 120

Ae!erea randamentuui transmisiei.

Pentru propulsarea autovehiculului puterea devoltată de motor trebuie să fie transmisă roţilor motoare ale acestuia"

9



'ig(7(1( ?alori recomandate pentru randamentul transmisiei

ransmiterea fluxului de putere estecaracteriată de pierderi datorate fenomenelor de frecare din organele transmisiei"

@xperimentări efectuate au permis să se determine următoarele valori ale randamentelor subansamblelor componente ale transmisiei %sunt preentate numai acele componente care compuntransmisia autovehiculului de proiectat$

I cutia de vitee:9#,0...9$,0+C = %(n treapta de priă directă$;

9!,0...92,0+C = %(n celelalte trepte$; cv>-;2

I reductor distribuitor:9!,0...91,0+C =

I transmisia longitudinală:995,0...990,0+-L = tl>-;;-

I transmisia pricipală: ->-;- 9!,0...92,0+0 = pentru transmisii pricipale simple;

92,0...90,0+0 = pentru transmisii pricipale duble"#eoarece valoarea globală a randamentului transmisiei depinde de numeroşi factori a căror

influneţă este dificil de apreciat, (n calcule se opereaă cu valorile din figura A"1""

2



'orţele care acţionea& asupra automo*ilelor

)n ig 11 este repreentată schema forţelor şi momentelor ce acţioneaă asupra unuiautomobil singular, care urcă o pantă de unghi α, cu mişcare accelerată" ceste solicitări sunt

preentate şi definite (n cele ce urmeaă"

'ig 11 Schema forţelor şi momentelor exercitate asupra automobilului

Reistenţa la rulare

$enerarea reistenţei la rulareFeistenţa la rulare, F r , este o forţa cu acţiune permanentă datorată exclusiv rostogolirii roţilor pe

cale, şi este de sens opus sensului de deplasare al automobilului"

10



+auele fiice ale reistenţei la rulare sunt:− deformarea cu histereis a pneului;− frecările superficiale dintre pneu şi cale;− frecările din lagărele butucului roţii;− deformarea căii de rulare;

− percuţia dintre elementele benii de rulare şi microneregularităţile căii de rulare;)ntre cauele amintite mai sus, (n caul autoturismelor B care se deplaseaă pe căi rigide, netede,

aderente B ponderea importantă o are deformarea cu histereis a pneului"+a urmare a modului de distribuire a presiunilor (n pata de contact dintre pneu şi cale, centrul de

presiune al amprentei este deplasat (n faţa centrului contactului cu mărimea JaD%fig" 1"."a).

6ot*nd produsul aMrul ⋅= care repreintă momentul reistenţei la rulare expresia forţei datoraterostogolirii roţii pe cale devine:

r

a

r

M

/ ((

rul

r ⋅==ceastă forţă, generată de deplasarea suportului reacţiunii normale faţă de verticala centrului roţii denumeşte reistenţa la rulare !r şi repreintă forţa cu care roata se opune deplasării (n sensul şi direcţiaviteei automobilului"

#eoarece determinarea deplasării JaD este dificilă, ea fiind (n acelaşi timp o mărime cu o valoaredată pentru un pneu dat (n condiţii preciate de mişcare, pentru calcul reistenţei la rulare este

preferabilă folosirea unei mărimi relative, av*nd natura unui criteriu de similitudine, care permiteextinderea utiliării sale (n condiţii mai generale" ceastă mărime este coeficientul reistenţei la

rulare f dat de relaţia:

(r

a =

'actori !e inluenţ& asupra reistenţei la rularePrincipalii factori care influenţeaă reistenţa la rulare sunt:- vitea 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"@valuarea prin experiment a unuia dintre factori nu este posibilă deoarece toţi parametrii de mai

sus definesc pneul (n timpul rulării lui"

Calculul reistenţei la rulare7e constată că multitudinea de factori amintiţi mai sus face dificilă determinarea cu exactitate a

coeficientului reistenţei la rulare (n orice moment al rulării roţii, de aceea apare necesitatea utiliăriiunor relaţiiseturi de relaţii empirice pentru determinarea acestui coeficient" @xprimarea acestora estediversă prin numărul şi calitatea mărimilor de intrare"

Pentru a se studia modul (n care reistenţa la rulare influenţeaă comportamentul dinamic alautovehiculului de proiectat pentru determinarea coeficientului reistenţei la rulare se pot folosidiverse relaţii empirice de calcul"

K relaţie (n care este pusă (n evidenţă numai vitea de deplasare esteLxxM:!

!,r 1,r 0,r r h/100

h/100

⋅+

⋅+=

K altă relaţie de calcul este :

11



5

r 100

00#5,00125,0

⋅+=

sau :5,2

30r 100

⋅+=

Felaţia de calcul a reistenţei la rulare devine:

α⋅⋅=⋅= ∑=

co3G a

)r

1i

rir

Lda6M unde Ga este greutatea autovehiculului iar α Neste unghiul de(nclinare longitudinală a drumului"

Puterea necesară (nvingerii acestei reistenţe se calculeaă cu relaţia:4co3G 5 ar ⋅α⋅⋅= L5OM unde v este vitea exprimată (n ms sau:

60

co3G ar

⋅α⋅⋅=

L5OM unde ? este vitea autovehiculului exprimată (n 5mh"

Reistenta !e rulare:$a>132 ./g

cos D>-;1Rr>838.!a5D>1

>--22

E ./m4h E.m4s Rr .5 Pr .F

0 03"2.8

3 0

102."""""

83"2.8

31035.63

9

205.55555

63"2.8

320"1.2"

8

308.33333

33"2.8

33106.91

"

#011.1111

13"2.8

3#1#2.55

6

50 13.88889 3"2.83 51"8.195

6016.6666

"3"2.8

36213.83

#

"019.####

#3"2.8

3"2#9.#"

3

8022.2222

23"2.8

38285.11

2

90 253"2.8

39320."5

1

1002".""""

83"2.8

310356.3

9

11030.5555

63"2.8

311392.0

3

1.



12033.3333

33"2.8

312#2".6

"

13036.1111

13"2.8

313#63.3

1

1#0

38.8888

9

3"2.8

3

1##98.9

5

150#1.6666

"3"2.8

31553#.5

9

160##.####

#3"2.8

3165"0.2

2

1"0#".2222

23"2.8

31"605.8

6

180 503"2.8

3 186#1.5

19052.""""

83"2.8

3196"".1

#

Rularea rotii

1<



$uterea consumata prin ruarea

rotii

Reistenţa aeruluiCalculul reistenţei aerului

Pentru calculul reistenţei se recomandă utiliarea relaţie:

2a 4 Ac

2

1 ⋅⋅⋅ρ⋅=

unde: ρ - este densitatea aerului: ρE1,..4 5gm< % 10101p −⋅⋅= L6m.M şi E.99 $

cx B coeficientul de reistenţă al aerului;

B aria secţiunii transversale maxime;v B vitea de deplasare a autovehiculului LmsM"ria transversală maximă se determină cu suficientă preciie %erori sub 43$ după desenul de

ansamblu al automobilului (n vedere frontală utili*nd relaţia:'7 A ⋅=

unde: H este ecartamentul autovehiculului LmM; este (nălţimea autovehiculului LmM"

Reistenta aerului :ρ= 1 225[Κg4mG8p>888c>-7A>2117,27 .m

1A



[&m'(] )[m's] *a [+]

0 0 0

102."""""

8#.361"3

8

205.55555

61".##69

5

308.33333

339.2556

#

#011.1111

169."8"8

1

5013.8888

9109.0#3

5

6016.6666

"15".022

6

"019.####

#213."25

2

8022.2222

22"9.151

2

90 25353.300

8

1002".""""

8#36.1"3

8

11030.5555

652".""0

3

12033.3333

3628.090

3

13036.1111

1"3".133

"

1#038.8888

985#.900

"

150#1.6666

"981.391

1

160##.####

#1116.60

5

1"0#".2222

21260.5#

2

180 501#13.20

3

19052.""""

815"#.58

"

14



,ia!rama a *e-istenta aeruui

1'



Reistenţa la pant&

=a deplasarea autovehiculului pe căi cu (nclinare longitudinală,forţa de greutate genereaă ocomponentă F p după direcţia deplasării dată de relaţia :

α sin⋅=

a p

" !

ceastă forţă este forţă de reistenţă la urcarea pantelor %de sens opus viteei de deplasare$ şiforţă activă la cobor*rea pantelor"

legerea unghiului de (nclinare longitudinală a căii se face funcţie de tipul şi destinaţiaautomobilului %tabelul 1"<$"

<a*elul 11 Valori medii si maxime ale unghiului de #nclinare longitudinală a căii

<ipul autovehiculului Ealori me!ii Ealori maimea!mise

utovehicule cu o singură punte motoare 1Q-12Q ..Qutovehicule cu două punţi motoare .9Q-<.Q <4Q

#eoarece reistenţa la rulare c*t şi reistenţa la pantă sunt determinate de starea şi caracteristicile

căii de rulare, se foloseşte gruparea celor două forţe (ntr-o forţă de reistenţă totală a căii

( )Ψ

, datăde relaţia( ) Ψ⋅=α+α⋅⋅=+=Ψ aapr G3i%co3 G///

unde α+α⋅=Ψ 3i%co3 este coeficientul reistenţei totale a căii de rulare"

Reistenta la panta:

$a>132 ./g

RI>112;,J>---,8;

*p

0 0

1311.001

9

2 621.909

3932.626

"

# 12#3.06

51553.11

5

61862.69

"

"21"1."1

2

82#80.06

5

92"8".66

2

10309#.#1

1

113#00.21

6

123"0#.98

6

1



13#008.62

8

1##311.0#

8

15

#612.15

5

16#911.85

8

1"5210.06

#

185506.68

3

19



+iagrama la reistenta la panta

12



Eericarea puterii la vitea maima

t

aaer aa

4+1000

4 Ac82

14 G

a ⋅

⋅⋅⋅⋅+⋅⋅=

Pvmax R Pmax

<rasarea caracteristicii !e turaţie eterioar& a motorului

precierea motorului ca sursă de energie pentru autopropulsarea automobilului se face prinoferta de putere %P$ şi de moment %/$" Kferta se exprimă funcţie de turaţia arborelui motor %n$, printr-un c*mp de caracteristici PEf%n$ şi /Ef%n$, numite caracteristici de turaţie" #omeniul de ofertă estelimitat de caracteristica de turaţie la sarcină totală %sau caracteristica exterioară$, care determină

posibilităţile maxime ale motorului (n privinţa puterii şi momentului la fiecare turaţie din domeniulturaţiilor de funcţionare ale motorului"

Pentru autopropulsarea automobilelor ma!oritatea motoarelor sunt motoare cu ardere internă%m"a"i"$, cu piston (n mişcare de translaţie şi anume; motoare cu aprindere prin sc*nteie B /""7"%Ktto$ şi motoare cu aprindere prin comprimare B /""+" %#iesel$"

Kpţiunea pentru un motor din categoriile de mai sus are (n vedere tipul, caracteristicile şidestinaţia automobilului" #eoarece la /""+" domeniul de utiliare la propulsarea autovehiculelor este cuprins (n intervalul

turaţiilor r 0 %% − se consideră: ar %%% == ; ar == ; r MMM == ; 5r ee cc = ")n literatura de specialitate se preferă pentru evaluarea analitică a caracteristicii exterioare polinomulincomplet de gradul < de forma:

( )

⋅−

⋅+

⋅⋅=

<.

max

$ $ $ n

n

n

n

n

n $ n $ γ β α

ai cărui coeficienţi sunt deforma:( )

( )( )

( )

( )2e

a

2e

ae

2e

ea2e

1c

1c

1c

1cc2:

1c

1c2cc;

−

−=

−

−⋅⋅=

−

−⋅⋅−=

=

=.3.a.pe%tru

M

Mc

%

%c

a

a

Me

respectiv,

=

=.c.a.pe%tru

M

Mc

%

%c

r

a

a

r

Me

unde: ce se numeşte coeficientul de elasticitate iar c a se numeşte coeficientul de adaptabilitate+unosc*nd puterea (n funcţie de turaţia motorului, momentul motor se determină cu relaţia:

0

%<=u%(e

=

M

⋅==

, n

$ M ⋅= A"244

L da6SmM, PL5OM, nLrotminMPentru completarea caracteristicii exterioare cu curba consumului specific de combustibil şi consumulorar se propune utiliarea relaţiilor:Consumul speciic: c=

7e calculeaă cu relaţia: c7EcminT e M

M max

LgUOThM

Consumul orar: c-

.0



7e calculeaă cu relaţia: c0Ec7T <10

e $

LgUOThM<a*elul 12Valori ale consumului specific de combustibil la putere maximă

<ipul motorului +estinaţia %& g cmin

/""7" autoturisme .90V<40autoturisme sport <10V<A0autocamioane, autobue <00VA0

/""+"autoturisme ..0V<A0

autocamioane, autobue -

KB=REAM pentru ?A=<uratia !e putere maima: nma

Faportul $

V

n

nmax

pentru un motor cu aprindere prin sc*nteie este cuprins intre următoarelelimite:1V1,.4"

7e calculeaă coeficientul de turaţie: 5 nE max

max

V

n

#aca acesta nu se situeaă intre limitele: <0V40, atunci se corecteaă valoarea pentru ?max"

<rasarea caracteristicii !e turaţie eterioar& a motorului:

t > -;

Pvma >-,77

./F

?>1,.56mPrametri motorului<uratia ?inima > ;-- .rot4mince >-;2;8D >-332323N >1777O > 1223238

<uratia !e pute maima> 7-- .rot4min

<uratia maima > ,3- .rot4min

Pma> 8; ./FConsumul speciic la turatie !e putere maimaCmin>2- .g4/F

.1



..

Ta/e1.3

n[rot'min

] $[&] M [+m]ce

[!'&(]ce asc0.1

Mn asc

900 1.90#9 12.1!6 56.000$ 5.6000$66.06$2

#

1000 15.$526# 1!.6#5! !9.25# !.925#6$.!2$

1

1100 1$.6!15! 1$.1229 !.0!99 !.0!996#.561!

6

1200 19.5$151 19.!!$ $.2! .$2!69.$25

1

100 21.5#61 1!1.65$# 2.06$9 .206$9$0.#2##

9

1!00 2.5##5 1!.$551 2$.221 2.$221$1.#$$5

$

1500 25.56#2$ 1!5.$92 22.$6#5 2.2$6#5$2.#695

#

1600 2$.622## 1!$.609# 1#.6$#1 1.#6$#1$.#0!#

9

1$00 29.69#$1 1!9.6$ 1!.92#9 1.!92#9

$!.6#5

2

1#00 1.$91$$ 151.0109 11.5006 1.15006$5.505!

6

1900 .#9#1 152.5!1! 0#.$52 0.#$52$6.2$0$

2

2000 6.01$1 15.95#6 05.56$ 0.556$$6.9$92

92100 #.1!62 155.262! 02.9$1 0.29$1 $$.611#

2200 !0.256#5 156.!52# 00.665# 0.0665#$#.226

#200 !2.$6!! 15$.529# 29#.6102 29.#6102 $#.$6!9

2!00 !!.!#99 15#.!95 296.$9!6 29.6$9!6

$9.2!6$

2500 !6.591$! 159.!$ 295.210# 29.5210#$9.6$1#

$

2600 !#.6$95 160.0#0$ 29.#519 29.#519#0.0!0

2$00 50.$!#69 160.$0!2 292.$11$ 29.2$11$ #0.521

2#00 52.$955 161.21!! 291.$#5! 29.1$#5!#0.60$1

#

2900 5!.#15!# 161.6112 291.069 29.1069#0.#055

9000 56.#0512 161.#9!6 290.559! 29.0559! #0.9!$

100 5#.$602# 162.06!$ 290.25!5 29.025!5 #1.02

200 60.6$6991%2.121

3 290.15 29.015#1.0606

$

00 62.5512$ 162.06!$ 290.25!5 29.025!5#1.02

!00 6!.$91! 161.#9!6 290.559! 29.0559! #0.9!$

500 66.15662 161.6112 291.069 29.1069#0.#055

9

600 6$.#$9$ 161.21!! 291.$#5! 29.1$#5!#0.60$1

#$00 69.5!!51 160.$0!2 292.$11$ 29.2$11$ #0.521

#00 $1.1!696 160.0#0$ 29.#519 29.#519#0.0!0

900 $2.6#11 159.!$ 295.210# 29.5210#$9.6$1#

$

!000 $!.1!#9# 15#.!95 296.$9!6 29.6$9!6$9.2!6$

!100 $5.5!06 15$.529# 29#.6102 29.#6102 $#.$6!9

0.0665# $#.226



.<



+eterminarea raportului !e transmitere al transmisieiprincipale

Faportul de transmitere al transmisiei principale se determină din condiţia ca (n pria

directă autovehiculul %i CVn=1$ să se deplasee pe un drum oriontal cu vitea maximăimpusă (n tema de proiectare, motorul funcţion*nd pe caracteristica de turaţie la sarcinătotală"

max

max0000

<01

V

r niiiiii r V

cvntr ⋅⋅⋅

=⇒=⋅=⋅= π

unde: ?max- vitea maximă a autovehiculului n?max - turaţia de viteă maximă

Reolvare: +eterminarea raportului !e transmitere al transmisieiprincipaleQ:cvn

> 1i->

82,

nvma> ,3-

Ema > 1; ./m4h

+eterminarea rapoartelor !e transmitere ale cutiei !e vitee Determinarea raportului de transmitere a cutiei de vitee #n treapta I

Pentru valoarea maximă a raportului de transmitere, obţinut c*nd este cuplată primatreaptă de viteă (n cutia de vitee se pot formula ca performanţe dinamice independente sau

simultane următoarele:- panta maximă sau rezistenţa specifică a căii ;-acceleraţia maximă de pornire din loc"Performanţele date prin forţele la roată necesare pot fi formulate ca valori maxime

c*nd forţele la roată oferite prin transmisie au valori maxime, respectiv motorul funcţioneaăla turaţia momentului maxim iar (n transmisie este cuplat cel mai mare raport de transmitere,respectiv:

01max

iii CV t ⋅=

la automobilele cu o punte motoare, şi0/C,t

iiii1a6

⋅⋅= la automobilele cu tracţiune integrală, unde:1C,i este raportul de transmitere (n prima treaptă a cutiei de vitee;

0i este raportul de transmitere al transmisiei principale;/i este raportul de transmitere al reductor-distribuitorului"

#in condiţia de autopropulsare:

(

tta/

r

+iM> a

a

⋅⋅=

se obţine: t

r !

t M

r ' i

η ⋅

⋅≥

max

max

max

&FmaxEGaT%sin WmaxXfTcos Wmax$ L6MPentru ca forţa la roată necesară să fie situată (n domeniul de ofertă trebuie ca ea să

nu depăşească valoarea aderenţei pentru condiţia specifică de deplasare:

a(/ G>a6

⋅ϕ≤ saua(

(

tta6G

r

iMa6 ⋅ϕ≤

η⋅⋅

de unde: ta

(a(t

M

r Gia η⋅

⋅⋅ϕ≤

&uncţie de modul de organiare generală a transmisiei şi de parametrii constructivi aiautomobilului, greutatea aderentă are valorile:

.A



- pentru automobile A x . cu puntea motoare (n faţă:

L

bGG a1a( ⋅⋅=

unde m1 este coeficientul de (ncărcare dinamică (n regim de demarare la

limita de aderenţă pentru puntea faţă dat de relaţia: ϕ⋅+

α=ϕ

L

h

1

co3

g1

- pentru automobile A x . cu puntea motoare (n spate:

L

aGG a2a( ⋅⋅=

unde m. este coeficientul de (ncărcare dinamică (n regim de

demarare la limita de aderenţă pentru puntea spate dat de relaţia:ϕ⋅−

α=ϕ

L

h1

co3

g2

- pentru automobile A x A α⋅= co3GG aa(

Determinarea rapoartelor de transmitere a cutiei de vitee #n celelalte trepte>n caul eta!ării cutiei (n progresie geometrică, (ntre valoarea maximă şi minimă (n cutia

de vitee sunt necesare n trepte date de relaţia: M

CVI

n

n

in

maxlog

log1+≥

determinată din condiţiademara!ului (n domeniul de stabilitate al motorului"

&iind determinat numărul de trepte şi ţin*nd seama că inE1, raportul de transmitere(ntr-o treaptă este dat de relaţia:

1% %c4C 1ii − −=

7e poate introduce şi a nX1- a treaptă cu valoare de 0,9 B 0,2"ceastă a JnX1DBa treaptă nu este considerată (n performanţele dinamice, deoarece,

datorită alungirii curbei puterii, puterile disponibile sunt relativ scăute, deci performanţeleautomobilului sunt influenţate negativ"

@a repreintă o treaptă economică utiliată la deplasarea cu vitee constante mari,oferind totodată şi posibilitatea unor uşoare demara!e sau abordarea unor pante mici"

+eterminarea rapoartelor !e transmitere ale cutiei !e vitee:eterminarea rapoartelor !e transmitere a cutiei !e viteze ma,im si minim

Itma 10."9088Itmin 3.33102"

ic)1 3.239506rma 5"1.88 [+],eterminarea rapoarteor de transmitere a cutiei de )ite-e

ic)1 3.239506ic)2 2.1893"ic)3 1.686085

ic)# 1

.4



+eterminarea viteelor minime şi maime %n iecare treapt&ceastă determinare se face pentru autovehicul (n caul (n care se deplaseaă pe un

drum oriontal, c*nd aderenţa pneurilor este maximă"7e aleg două turaţii de funcţionare stabilă a motorului n1Yn/ şi n.YnP şi se procedeaă

la schimbarea treptelor de vitee" Pentru schimbarea unei trepte de vitee se consumă circa1"""< secunde, timp (n care vitea autovehiculului se micşoreaă datorită reistenţelor dedeplasare, din această cauă vitea minimă (ntr-o treaptă superioară va fi mai mică dec*tvitea maximă (ntr-o treaptă inferioară"

?itea autovehiculului se calculeaă cu relaţia următoare:

cv0

r r F

ii<0

r nZr [v

⋅⋅⋅⋅

=⋅= LmsM unde: n B turaţia motorului

r r B raa de rulare a autovehicululuii0 B raportul de transmitere principalicv B rapoartele de transmitere din cutia de vitee

rasarea diagramei ferăstrău:

+eterminarea viteelor minime şi maime %n iecare treapt&:

n[rot'min]

4[rad's] )1 )2 )3 )#

800 83.""588.#9303

112.566"

316.31"8

22".5132

3

100010#."19

810.6162

915."08#

120.39"2

"3#.3915

3

150015".0"9

615.92##

323.5626

230.5959

1 51.58"3

2000209.#39

521.2325

831.#168

3#0."9#5

#68."830

"

2500261."99

#26.5#0"

239.2"10

350.9931

885.9"88

#

300031#.159

331.8#88

"#".1252

#61.1918

1103.1"#

6

3500366.519

13".15"0

15#.9"9#

5"1.390#

5120.3"0

#

#000 #18.8"9#2.#651

562.8336

581.5890

813".566

1

.'



#500#"1.238

9 #".""33"0.68"8

691."8""

215#."61

9

5000523.598

853.081#

#"8.5#20

"101.986

#1"1.95"

"

55005"5.958

"58.3895

986.3962

" 112.185189.153

#

56"0 593."6160.19#3

6 89.066"115.652

5 195

+iagrama 'erastrau

.



Caracteristica !e tracţiunea autovehiculelor

+aracteristica de tracţiune , numită şi caracteristica forţei la roată , se determină (ncondiţiile funcţionării motorului la sarcină totală cu regla!ele la valorile optime " ceastarepreintă graficul de variaţie al forţei tangenţiale la roată devoltată de motor, (n funcţie devitea de deplasare a autovehiculului, pentru fiecare treapta de viteă selectată 'R > (va)'orţa tangenţial& la roat&, notată 'R , numită şi orţ& !e tracţiune depinde de momentulefectiv devoltat de motor şi de caracteristicile transmisiei autovehiculului şi se determină cu

relaţia:

&F E r

tr cv0e

r

ii/ η⋅⋅⋅

L6Munde :/e - este momentul motor efectiv % depinde de turaţia motorului \n\ şi s-a determinat(n etapa precedentă $ ,i0 - raportul de transmitere al transmisiei principale ;icv - raportul de transmitere al schimbătorului de vitee aferent treptei selectate ,ηtr - randamentul total al transmisiei autovehiculului ,r r - raa de rulare a roţilor motoare "

Pentru repreentarea grafică a caracteristicii de tracţiune &F E f %va$ se va avea (n

vedere că legătura (ntre \&F \ şi \va\ se face prin intermediul turaţiei \n\ a arborelui motor"?itea \va\ (n 5mh a autovehiculului se calculeaă cu relaţia :

?a E 0,< tr

r

i

nr ⋅

L5mhM sau cv

r r !a

ii

r nr v

⋅⋅⋅⋅

=⋅=0<0

π ω

LmsMunde :- \n\ este turaţia arborelui motor

- itr E i0 " icv

- r r este exprimată (n LmMabelul1B Ealorile orţei tangenţiale la roat&

TuratiaMmotor Tr 1 Tr2 Tr3 Tr#

n[rot'min]

Me[+8m]

a[&m'(] *[+]

a[&m'(] *[+]

a[&m'(] *[+]

a[&m'(] *[+]

900132.1

35 8.#93#222.9

6# 12.5"285#.0

25 16.32219".

95 2".511303

.6

100013#.6

8510.61

6#30#.#

88 15."12909.1

22 20.#22#0.

38 3#.391328

."

15001#5."

3915.92

##65"."

6 23.5631#".8

"5 30.62#2#.

25 51.591#3"

.8

2000153.9

5921.23

3#920.#

5 31.#23325.#

1 #0."92560.

98 68."81518

.9

2500159.3

##26.5#

15092.5

5" 39.2"3##1."

26 50.992650.

55 85.98 15"2

3000161.8

9531.8#

951"#.0

82 #".133#96.8

23 61.192692.

98 103.2159"

.2

.9



3500161.6

113".15

"5165.0

23 5#.983#90."

01 "1.392688.

2" 120.#159#

.#

#000158.#

93#2.#6

55065.3

82 62.833#23.3

6 81.592636.

#1 13".61563

.6

#500152.5

#1#".""

3#8"5.1

59 "0.69329#.8

01 91."9253".

# 15#.8150#

.9

50001#3."

5553.08

1#59#.3

53 "8.5#3105.0

22 1022391.

25 1"21#18

.2

5500132.1

35 58.39#222.9

6# 86.#285#.0

25 112.2219".

95 189.21303

.6

56"0126.6

9360.19

##0#9.0

#5 89.0"2"36.#

8# 115."210".

#3 19512#9

.9

Caracteristica !e tracţiune 'R

.2



Caracteristica !e putere a autovehiculelor

+aracteristica puterilor este repreentarea grafică a bilanţului de putere funcţie devitea automobilului, pentru toate treptele de vitee"

PF E a ! v ' ⋅ LOM ]nde: va repreintă vitea autovehiculului"

<a*elul 2 B ?alorile puterii la roată

TuratiaMmotor Tr1 Tr2 Tr3 Tr#

n[rot'min]

Me[+m]

a[&m'(] $*[+]

a[&m'(] $*[+]

a[&m'(] $*[+]

a[&m'(]

$*[+]

800132.1

35 8.#939962."

11 12.5"9962."

11 16.329962.

"1 2".519962

."

100013#.6

8510.61

612693.

8 15."112693.

8 20.#12693

.8 3#.391269

#

15001#5."

3915.92

#20603.

39 23.5620603.

39 30.620603

.# 51.592060

3

2000153.9

5921.23

329020.

51 31.#229020.

51 #0."929020

.5 68."82902

1

2500159.3

##26.5#

13"5##.

#8 39.2"3"5##.

#8 50.993"5##

.5 85.983"5#

#

3000161.8

9531.8#

9#5""#.

62 #".13#5""#.

62 61.19#5""#

.6 103.2#5""

5

3500161.6

113".15

"53310.

23 5#.9853310.

23 "1.3953310

.2 120.#5331

0

#000158.#

93#2.#6

559"50.

62 62.8359"50.

62 81.5959"50

.6 13".659"5

1

#500152.5

#1#".""

36#695.

12 "0.696#695.

12 91."96#695

.1 15#.86#69

5

50001#3."

5553.08

16""#3.

02 "8.5#6""#3.

02 102 6""#3 1"26""#

3

5500132.1

35 58.3968#93.

6# 86.#68#93.

6# 112.268#93

.6 189.268#9

#

56"0126.6

9360.19

#6""02.

68 89.0"6""02.

68 115."6""02

." 1956""0

3

<0



Caracteristica !e puterea PR

<1



Bilanţul !e tracţiune al autovehiculului

Bilanţul !e tracţiune al autovehiculului repreintă echilibrul tuturor forţelor careacţioneaă asupra acestuia (n caul mişcării rectilinii , cu motorul funcţion*nd la sarcinătotală şi regla!ele la valorile optime "

Hilanţul de tracţiune se utilieaă pentru determinarea forţei disponibile pentruaccelerare , a viteei maxime , a pantei maxime pe care poate să o urce autovehiculul , sau areistenţelor la (naintare pe care le poate (nvinge autovehiculul cu o anumită viteă dedeplasare "

@cuaţia bilanţului de tracţiune este :&F E F r X F pX F aX F d

unde : F r B reistenţa la rulare ; F p B reistenţa la pantă ; F a - reistenţa aerului ; F d - reistenţa la demarare- se calculeaă valoarea reistenţei aerului R a a autovehiculului- se calculeaă reistenta la rulare R r consider*ndu-se constantă valoarea coeficientulreistenţei la rulare şi deplasarea autovehiculului pe drum oriontal % α E 0$;- se dau valori succesive viteei de deplasare a autovehiculului de la va E 0 p*nă la va E vmax şise calculeaă forţa de reistenţă a aerului F a şi reultanta F r X F a"

- datele obţinute se noteaă (n abelul <"

<a*elul 8 ?alorile reistenţei aerului si a reistenţei la rulare

iantudetractiune Ta/e3

a[&m'(] *r [+] *a [+] *a7*r r#

2".51323 3"2.83#6.6"##

6#19.50#

51303.58

2

3#.39153 3"2.83"2.9288

5##5."58

91328."#

8

51.58"3 3"2.8316#.089

9 536.921#3"."9

9

68."830" 3"2.83291."15

#66#.5#5

#1518.88

9

85.9"88# 3"2.83#55.805

3828.635

315"2.01

6

103.1"#6 3"2.83656.359

6 1029.19159".18

2

120.3"0# 3"2.83893.3"8

#1266.20

8159#.38

6

13".5661 3"2.831166.86

21539.69

21563.62

8

15#."619 3"2.831#"6.80

918#9.63

9150#.90

8

1"1.95"" 3"2.831823.22

12196.05

11#18.22

6

189.153# 3"2.832206.09

825"8.92

81303.58

2

<.



195 3"2.8323##.58

22"1".#1

212#9.89

6

Bilanţul !e tracţiune

<<



- se repreintă grafic funcţia F a X F r E f %va$ pe aceiaşi coală de h*rtie milimetrică şi (nacelaşi sistem de coordonate cu cel al caracteristicii de tracţiune "

- se determină pe grafic valoarea abscisei punctului de intersecţie dintre curba F a X F r E f%va$şi curba &F E f%va$ " ceasta corespunde viteei maxime vmax cu care se poate deplasaautovehiculul pe un drum betonat, rectiliniu, oriontal şi fără neregularităţi"

+aracteristica de tracţiune şi bilanţul de tracţiune al autovehiculului pentru D > -

#acă se va lua (n considerare şi reistenţa pantei F p pentru diferite valori ale lui D se potcalcula:

<a*elul 7 ?alorile reistenţei aerului, a reistenţei la rulare şi a reistenţei pantei

a[m'(] *r [+] *a [+]

*p[+]

*a7*r7*p r#

2".513

23 3"2.83

#6.6"#

#6 0 #19.50#5

1303.5

823#.391

53 3"2.83"2.928

85 0 ##5."5891328."

#8

51.58"3 3"2.83

16#.0899 0 536.92

1#3"."99

68."830" 3"2.83

291."15# 0 66#.5#5#

1518.889

85.9"88# 3"2.83

#55.8053 0 828.6353

15"2.016

103.1"#6 3"2.83

656.3596 0 1029.19

159".182

120.3"0# 3"2.83

893.3"8# 0 1266.208

159#.386

13".5661 3"2.83

1166.862 0 1539.692

1563.628

15#."619 3"2.83

1#"6.809 0 18#9.639

150#.908

1"1.95"" 3"2.83

1823.221 0 2196.051

1#18.226

189.153# 3"2.83

2206.098 0 25"8.928

1303.582

195 3"2.83

23##.5

82 0 2"1".#12

12#9.8

96

<A



Fepreent*ndu-se grafic funcţia F a X F r X F p E f %va$ pe aceeaşi coală de h*rtie milimetrică şi(n acelaşi sistem de coordonate cu cel al caracteristicii de tracţiune se obţine:

+aracteristica de tracţiune şi bilanţul de tracţiune al autovehiculului pentru D -

7e va determina vitea maximă cu care se poate deplasa autovehiculul folosindcaracteristica de tracţiune pentru următoarele valori ale lui D > S 1-S D > ma LgradeM"

<4



Reistenta Aerului

Bilanţul !e putere al autovehicululuiHilanţul de putere al automobilului repreintă echilibrul dinamic puterea la roata PF

şi suma puterilor necesare (nvingerii reistenţelor la (naintare, respectiv reistenţa la rulare

<'



% Pr $, reistenţa la urcarea pantei % P p $, reistenţa la demarare % Pd $ şi reistenţa aerului %Pa $, dat de relaţia :

PF EPS t η EPr X PaX P pXPd

unde : P- puterea motorului t η - randamentul transmisiei

Felaţiile de calcul :

Pr E ;S r a !v

P p E pa !v S; PaE

;S aa !v

stfel complet*nd tabelul:<a*elul a[&m'(]

$r[] $p $a

$a7$r7$p r#

2".51323

28#9.3"" 0

356."125 3206.09

9962."11

3#.39153

3561."21 0

696."0#2 #258.#26 12693.8

51.58"353#2.58

2 02351.3"

" "693.95920603.3

9

68."830"

"123.##3 0

55"3.633 1269".08

29020.51

85.9"88#

890#.30# 0 10886 19"90.31

3"5##.#8

103.1"#6

10685.16 0

18811.01 29#96.18

#5""#.62

120.3"0#

12#66.03 0

298"1.19 #233".22

53310.23

13".5661

1#2#6.89 0

##589.0" 58835.95

59"50.62

15#."619 1602"."5 0 63#8".1" "951#.91 6#695.12

1"1.95""

1"808.61 0

8"088.02 10#896.6

6""#3.02

189.153#

19589.#" 0

11591#.2 135503.6

68#93.6#

1952019#.9

6 0126998.

2 1#"193.26""02.6

8

7i repreent*ndu-se grafic funcţia Pa X Pr X P p E f %va$ pe aceeaşi coală de h*rtiemilimetrică şi (n acelaşi sistem de coordonate cu cel al caracteristicii de putere la roată se

obţine:

<



+aracteristica de putere şi bilanţul de putere al autovehiculului pentru D -

Bilanţul !e putere

<9



Caracteristica !inamic& a autovehiculelor

Feultatele referitoare la performanţele autovehiculului obţinute folosind caracteristica detracţiune nu permit compararea autovehiculelor (ntre ele deoarece la valori egale ale forţei detracţiune \&F \ , calităţile dinamice ale unui autovehicul cu greutate totală mai mică sunt superioarecelor ale unui autovehicul cu greutate totală mai mare "

#acă se grupeaă (ntr-un membru al ecuaţiei bilanţului de tracţiune termenii care depind degreutatea totală a autovehiculului \Ga\ şi (n celălalt membru termenii independenţi de \G a\ se obţineecuaţia :

&F - F a E F r X F p X F d sau &F B F a E Ga % f cos α X sin α X g

δ

. dt

dv

$

Pentru compararea autovehiculelor din punct de vedere al performanţelor dinamice se utilieaăun parametru adimensional notat cu \+\ numit actor !inamic sau orţ& !e tracţiuneece!entar& speciic& "

&actorul dinamic # se calculeaă cu relatia :

# E a

aF

G

F & −

E f cos α X sin α X g

δ

. dt

dv

cesta repreintă forţa specifică disponibilă pentru accelerarea autovehiculului pe un drumcaracteriat prin coeficientul de reistenţă la rulare \f \ şi (nclinare longitudinală \α\ sau pantă\p\ % p E tg α $ "

ermenii din relaţia de mai sus care se referă la caracteristicile drumului se exprimă global printr-un coeficient al reistenţei totale a !rumului \ ψ \"

ψ E f cos α X sin α relaţia factorului dinamic devine : # E ψ X g

δ

dt

dv

)ntruc*t s-a observat (n lucrările anterioare că at*t \&F \ c(t şi \F a\ depind de vitea dedeplasare a autovehiculului \va\ , reultă că şi factorul dinamic \#\ este funcţie de \v a\"Graficul care repreintă variaţia factorului dinamic # (n funcţie de vitea de deplasare \v a\

pentru toate treptele de viteă ale autovehiculului , se numeşte caracteristica dinamică"- se repreintă grafic funcţia # E f %va$ pe h*rtie milimetrică A

Reolvare :

α=18 ͦ

g 10$a>132 ./gcos D>-;1ψ=0 006339

sin D>-8-;-p>-827;

<2



<a*elul 1 . Valorile factorului dinamic %pentru toate treptele de viteă ale autov"$

<r1 <r2 Ea./m4h 'r .5 Ra .5 +1

Ea./m4h 'r .5 Ra .5 +2

7;8-81

7222;,7

7773

-28,32;

12,,38

27-2

;383822

-1;,12

1-,1,2;

78-77

,;7;81

-2711,7

13-71

2;-;122

1217,12;

-1,28;3

1;2778

7,33,

1,8;

-2,--1

28,2,2

81733

872823;

-137323

21282

7;2-7

233;327

-237,

8171,8

88271

,-71,

-181;,

2,7-32

-;23

787881;

-2887

8;231-8

877132,

;-;188-,

-13-2

8173

137-2

,2783;

-2,78

731227

87;,28

18,;811,

-17,

8313-1 1,-28 12;- -2-,3 7;3;7 87;-3-1 1,83;-- -172727,

1-,8

21111

;-23-

18,288

,87288

,278788

-,-137

7373338

8731

;17-32

8-2,,

13-,3

,82;7

-18--;;

11-1,3,

-78-1

777;78

813838

23-27-

31372

-381--

228-8,8

22-12

;;8;

;7222;

,721-21

,,-221

2,8;,

2327-

27,-272-

7-1878

81,-1;7

8,7-7;-

722871

23-217,

2;-,,

3238,7

77;188-

,;-12,1

17

<r8 <r7Ea./m4h 'r .5 Ra .5 +8 Ea./m4h 'r .5 Ra .5 +71,813

221;3;

1 1,71-12272-

2318223

118-8

27,,377

,--3-8

72-8;32

3227-8

22,81

8-12728

8878;187

8;18237

32;2

--3-73

28-;;

127272

2331;

-182-2

1138-1

;17833;

;1,7-;

;--3173

,7-3;7

72,-;3

,1-2,12

-183;

8,38-,

311

;2;131

7--,,

A0



-;;81

2,-8

1,-8821

-18;3781

;38;

132-1,

7-8

--,2,8

,11;11

2,;2;

28-32

-181,7

1-8137,-82

1;312

,,8;,

--23;,

318;-7

2,23

8172-

;

-188222

2

12-83-83

-7

1;78

,

;883

7

--8;88

1;- 2,8,71

71-7-1

-127;18,

183,,183,

1,8,2

11,,,2

--222,

;13332

2837-8

1;73;

-11828;7

173,1;-7

1-7;-

173,-;

---133

1-1;,7 28;12

,71828

--;1;;;

131;3,32

17122,

128221

--2238

112121;3;

133,--3

2--3;3;7

1;1878

;218-8

222-,-;

---,11,2

21-378 2732--31;1

1;127;;

,2877

2

--,178

A1



Caracteristica !inamic&

A.



&actorul dinamic depinde de valoarea forţei tangenţiale la roata \&F \ respectiv de capacitateamaximă a motoru1ui de a genera o forţă de tracţiune la periferia roţilor motoare"

&orţei de tracţiune \&F \ i se opune reacţiunea drumului a cărei valoare maximă este limitatăde aderenţa dintre pneu şi calea de rulare "

+ondiţia de aderenţă este &F R ϕ ^i

unde : ^i - reacţiunea normală a drumului la puntea motoareϕ − coeficientul de aderenţă al drumului 'orţa !e a!erenţ& repreint& capacitatea maim& a !rumului !e a %mpinge

autovehiculul %n sensul !e !eplasare Aceast& capacitate se aprecia& prin Tactorul !epropulsie al c&ii !e rulareT !enumit şi actor !inamic la limita !e a!erenţ& T +

ϕ

T şi se!etermin& cu relaţia:

#ϕ E a

ai

G

F ^ −⋅ϕ

Pentru uşurarea reolvării aplicaţiei valoarea reacţiunii statice la puntea motoare se va determina cuuna dintre următoarele relaţii :

- pentru autovehiculul cu puntea motoare spate:

^ i E G.

- pentru autovehiculul cu puntea motoare faţă:

^ i EG1

- pentru autovehiculul cu ambele punţi motoare:

^ i EGa

Fepreentarea grafică a variaţiei factorului dinamic la limita de aderenţă #ϕ E f%va$ pentru

diferite valori ale coeficientului de aderenţă \ϕ\ repreintă caracteristica de propulsie a drumului"

% liniile curbe (ntrerupte$

<a*elul 2 U 'actorul dinamic la limita de aderenţă

Ea m4s i>-1- i>-2- i>-8- i>-8 i>-7- i>-,- i>--23182

8 --73 -1-;3-1,77

7 -1;22-21;-3

;-8238-3

-7838

1878;1

8 --7,1 -1-;,1-1,717

, -1;211 -21,-82;-37

3-78;-

3

138--712

8-1-;12

8-1,8-3

;-1;1,2

8-21,3,

1-82-3;1

1-78-3;

2,38-

3 --877 -1-77-1,1

-1;-;7-21727

2-818,2;

; -728,8

;37

--2,8

-1-3,8

-1;,,7

-1;--,8

-211--8 -8-77213

-717722

1-8137, --17; -1-,7;

-1381, -1;;

-2-3-77

-2;81,32

-7-81,3

12-83-7

---228

-1-228

-1771

-13328

-2-28,

-23;,,8

-8;,3

183,,1 --73, -1-83,

-1188; -1,2,

-1;,;,3

-2,71; -8372

173,1;

--731-8

-1-21-8

-173311

-17,-8

-1;-7;

-27312,81

-8312,

131;3

3

--72

1

-1--2

1

-178,

-123

1

-17-1

1 -223,,

-883,

31;18 --782- --;2- -18;13 -1-3- -13,7 -2-,2-1- -81,2-

A<



7 8 8 8 8 8 8 1

1;--727,

8--;37,

8-183

1-13;;,

8-13831

;-1;72;3

8 -8-78

'actorul !inamic la limita !e a!erenţ&

AA



Caracteristica !inamica si caracteristica !e propulsie a!rumului

+eterminarea viteei maime=a atingerea viteei maxime autovehiculul se deplaseaă (n regim stabil de mişcare % dvdt E 0 $")n aceast ca factorul dinamic este :

# E f cos α X sin α E ψ

unde : α - unghiul de (nclinare al căii de rulare faţă de oriontală;f - coeficientul de reistenţă la rulare;

ψ - coeficientul reistenţei totale al drumului

Pentru determinarea viteei maxime de deplasare pe un drum caracteriat prin coeficientul dereistenţă totală \ψ 1\ se traseaă o dreaptă de nivel de ordonată # E ψ 1 care intersecteaă graficulfactorului dinamic sau al caracteristicii de propulsie al drumului (n punctul \\" bscisa acestui punctrepreintă vitea maximă ce o poate realia autovehiculul pe acel drum "

Pentru un alt drum caracteriat prin coeficientul de reistenţă totală \ψ .\ se va obţine un alt punct de ordonată # E ψ . al cărui abscisă repreintă vitea maximă ce o poate realia autovehiculul pe drumul respectiv "

<a*elul 8 Valorile viteelor maxime

<r1 <r2

D Ea Vm4h +1 D

Ea

Vm4h +2

--1 - 7;8-81 --1 812,,3

8 --,;;,7

--1 - 1-,1,2; --1 813-7

1 --,;;,7

--1 - 1;2778 --1 828,2,

2 --,;;,7

--1 - 21282 --1 88171,

8 --,;;,7

--1 - 2,7-32 --1 88;231-

8 --,;;,7

--1 - 8173 --1 8 731227 --,;;,7

--1 - 8313-1 --1 87;3;7

--,;;,7

--1 - 727,1 --1 8,288,

--,;;,7

--1 - 733388 --1 83-,3

, --,;;,7

--1 - 8-177 --1 8372-

3 --,;;,7

--1 - 8;; --1 8,8;,2

3 --,;;,7

--1 - ,-1;78, --1 8 ;-,,3 --,;;,7

A4



<r8 <r7

DEaVm4h +8W D Ea /m4h +7W

1,813

2-1-8

3231822

-18,

2-8;32

3-1-8

3878;18

7 -18,

8-;;

1-1-8

3138-

2 -18,

7-3;7

7-1-8

3,38-,

; -18,

-;;81

-1-8

3;38

, -18,

,11;1

1

-1-8

3 1-8137, -18,

318;-7

-1-8

312-83-8

3 -18,

1;-

-1-8

3183,,1

7 -18,

;1333

2-1-8

3 173,1; -18,

1-1;,

7-1-8

3131;3,

3 -18,

1121-1-8

31;187

7 -18, 11,2 -1-8 3 1; -18,

Pentru determinarea viteei maxime de deplasare a autovehiculului pe un drum cucoeficientul de reistenţă la rulare \fD şi panta \p\ se utilieaă caracteristica dinamică şicaracteristica de propulsie a drumului parcurg*nd următoarele etape :- se calculeaă panta drumului (n funcţie de unghiul de (nclinare al drumului α E % 00 , <0 ; 40 $ curelaţia : p > 1-- sin α [%]

− se calculeaă valoarea fiecărui coeficient de reistenţă totală al drumului \ ψ \ , corespunător (nclinărilor de mai sus pentru un drum din beton

ψ > cos α 9 sin α S sau ψ = 9 p- se traseaă dreptele oriontale de ordonate # E ψ p*nă c*nd acestea intersecteaă curbele factorului

dinamic \#\ sau factorului de propulsie \# ϕ \- valorile absciselor acestor puncte repreintă valorile viteelor maxime căutate - datele obţinute senoteaă (n abelul <"

A'



D>-

=in> -

Cos> 1P> -D>8=in> --2Cos> -;;P> --2D>=in> --Cos> -;;1P> --D>3

=in> -121Cos> -;;2P> -121

A



A9



Reistenţa total& maim& a !rumului Feistenţa totală maximă a drumului pe care poate să o (nvingă autovehiculul deplas*ndu-se

cu vitea \va\ se determină prin ridicarea unei verticale de pe axa absciselor , din punctulcorespunător valorii viteei \va\ p*nă c*nd acesta intersecteaă curba factorului dinamic al celei maimici trepte de viteă (n punctul \H\" Krdonata acestui punct repreintă reistenta totală maximă a

drumului # E ψ ce poate fi (nvinsă cu vitea \va\ " Feistenţa totală maximă a drumului pe care se poate deplasa autovehiculul (ntr-o anumitătreaptă de viteă se obţine prin trasarea tangentelor oriontale la curbele factorului dinamiccorespunătoare fiecărei trepte "

+oordonatele punctului de tangenţă repreintă reistenţa totală maximă a drumului S respectivvitea de deplasare la care se poate (nvinge această reistenţă cu schimbatorul de vitee (ntr-o anumitătreaptă " "

)n caul c*nd tangenta se duce la curba factorului dinamic al treptei a >-a se obţine reistenţatotală maximă a drumului pe care se poate deplasa autovehiculul \ψ max \"<a*elul 7Ea

/m4h I8- --1,- --1

;---,;;,

7

12--1-8

1--18

,

1--18

,

1;-18

,

Pentru deteminarea reistenţei totale a drumului \ψ \ ce poate fi (nvinsă de autovehicul cu oanumită viteă , se parcurg următoarele etape :- se ridică drepte verticale din punctele corespunătoare valorilor viteei \va\ alese , p*năintersecteaă curbele \#\ sau \# ϕ\ "- ordonatele acestor puncte repreintă valoarile \ψ max\ căutate"

- datele obţinute se noteaă (n abelul A"

Panta maim&

Pentru pante mici , dacă se consideră : cos α _ 1 şi sin α E p , atunci# _ f X p reultă: p E # B f tunci c*nd se cunoaşte valoarea factorului dinamic \#\ şi coeficientul de reistenţă la rulare

\f\ , se poate calcula panta drumului \p\ care poate fi urcată de autovehicul " ceasta se face tras*nd pe graficul caracteristicii dinamice o dreaptă de nivel la distanţa J f \

faţă de axa absciselor "

A2



40



+eterminarea pantei maime

Panta maximă pe care se poate deplasa autovehiculul (ntr-o anumită treaptă de viteă , esteegal cu diferenţa dintre valoarea factorului dinamic realiat la vitea critică \v /max \ al acelei trepte deviteă şi valoarea coeficientului de reistenţă la rulare \f\ "

tunci c*nd condiţia de aderenţă nu este satisfăcută (n anumite trepte de viteă , valorilefactorului dinamic sunt limitate la valorile factorului dinamic la limita de aderenţă \ +

ϕ

\ %punctul +1

corespunător treptei a >>-a$ , iar indicii de performanţă se stabilesc funcţie de aceste valori"

<a*elul Ea /m4h p X D +

8- - - --,- - - -1;- --1;,7 8 -1

12- --38 -2

1- -12-, 3 -21- -12-, 3 -81; -12-, 3 -8

Pentru determinarea pantei maxime JpD ce poate fi urcată de autovehicul cu o anumită viteă se procedeaă astfel:- se traseaă o dreaptă oriontală la (nălţimea \ f \ faţă de axa absciselor - se ridică verticale din dreptul fiecărei vitee \va \ specificate (n abelul 4 p*nă la intersecţiaacestora cu graficul \#\ sau \# ϕ\ şi se citesc ordonatele acestor puncte- se calculeaă diferenţa : # - f E p , sau # ϕ - f E p- se determină unghiul de (nclinare al drumului α cu relaţia : α E arcsin%p$

- datele obţinute se noteaă (n abelul 4"

41



+A$RA?A ACCLRAMLKR A#<KEHC#LLKR

Performanţele şi calităţile dinamice ale autovehieulelor sunt influenţate semnificativ decapacitatea de demarare a acestora "

#emara!ul repreintă procesul de creştere a viteei autovehiculului şi are o influenţăimportantă (n caul pornirii de pe loc şi (n trafic la depăşirea altui autovehicul"

7tudiul demara!ului autovehiculelor constă (n determinarea unor parametri cu a!utorul cărorase poate aprecia şi compara capacitatea de demarare (ntre diferite tipuri de autovehicule "

+ei mai importanţi parametri de apreciere a capacităţii de demara! sunt : acceleraţia dedemara! , timpul de demara! şi spaţiul de demara! "

Procesul de demarare este caracteriat prin :- acceleraţia de demara! - este acceleraţia autovehiculului (n timpul c*nd vitea sa creşte de la erosau de la o valoare inferioară \v0\ , p*nă la o valoare superioară \vn\ "- timpul de demara! - timpul necesar creşterii viteei autovehiculului de la ero p*nă la o valoare \v n\%de regulă vn E 100 mh , sau vn E 0,2 vmax $ , cu schimbarea succesivă a treptelor de viteă , pe unsector de drum oriontal şi rectiliniu , (ncărcat cu sarcină nominală şi (n condiţii meteorologicestandard " )n unele cauri timpul de demara! se mai poate apecia şi prin timpul necesar de la pornireade pe loc p*nă la parcurgerea unei anumite distanţe \7d \ %(n mod obişnuit se au (n vedere două valori7d E A00 m şi 7d E 1000 m$ ; "- timpul de repriă - timpul necesar creşterii viteei autovehiculului (ntr-o anumită treaptă de viteă dela o valoare \val\ p*nă la o valoare va. % de obicei val E A0 ; '0 ; 20 mh , iar va. E '0 ; 20 1.0 ; 1'0m h$

- spaţiul de demara! - spaţiul parcurs de autovehicul (n timpul demara!ului"cceleraţia de demara! se poate studia cu a!utorul caracteristicii dinamice a autovehiculului şia relaţiei :

# E a

aF

G

F & −

E f cos α X sin α X g

iδ

. dt

dv

%4"1$

unde:

&F - forţa tangenţială la roată devoltată de motor ;

F a - forţa de reistenţă a aerului;

Ga - greutatea autovehiculului

f - coeficientul de reistenţă la rulare; α - unghiul de (nclinare longitudinală a căii de rulare;

δi - coeficientul de influenţă al maselor (n mişcarea de rotaţie asupra

maselor (n mişcare de translaţie ale autovehiculului " ceasta se

calculeaă cu relaţia:

δi E 1 X λi X ξ %4".$ λi E.

r a

.

tr tr m

r m

i`

⋅⋅η⋅

%4"<$ ξ =.

r a

n

1F

r m

`

⋅

∑

%4"A$ unde:

`m - momentul de inerţie al mecanismului motor, inclusiv volantul redus la arborele cotit , pentru autoturisme `m E 0,0. - 0,0 g " m.

4.



`F - momentul de inerţie al unei roţi a autovehiculului pentru autoturisme ` F E 0,. - 0,' g "m.

n - numărul de roţi ale autovehiculului ηtr - randamentul mecanic global al transmisiei autovehiculului ;

itr - raportul total de transmitere al transmisiei autovehiculului

itr E i0

icvi %4"4$i0 - raportul de transmitere al transmisiei principaleicvi - raportul de transmitere corespunător treptei selectate din schimbătorul de viteer r - - raa de rulare a roţilor motoarema - masa automobilului

ma E Ga g

#in relaţia %4"1$ reultă :

a E dt

dv

E % # - ψ ) i

g

δ %4"'$7e observă că acceleraţia autovehiculului este direct proporţională cu diferenţa # - ψ şi

invers proporţională cu \δi\ "#acă se cunoaşte factorul dinamic \#\ %caracteristica dinamică$ , se poate calcula acceleraţia

autovehiculului cu a!utorul realaţiei %4"'$"#eoarece factorul dinamic maxim este limitat de aderenţă, reultă că şi acceleraţia maximă

poate fi limitată de aderenţa roţilor motoare, respectiv:

aE dt

dv

E%#ϕ -ψ ) i

g

δ

a

tr >-a

tr" B>>-a

tr" >>>-a

tr" B >?-a

va

'ig 1 +iagrama variaţieiacceleraţiei

?ariaţia factorului dinamic \#\ (nfuncţie de vitea de deplasare aautovehiculului \va\ şi de treapta de viteăselectată , determină implicit şi variaţiaacceleraţiei (n funcţie de aceşti factori "

)n caul atingerii limitei deaderenţă , deoarece factorul dinamic la

limita de aderenţă #ϕ are o variaţie redusăin funcţie de vitea de deplasare %are formacaracteristicii de propulsie a drumului $ ,reultă că şi acceleraţia autovehiculului seva menţine aproximativ constantă "

)n cadrul etapei se vor reolva următoarele:- diagramele de variaţie ale acceleraţiei a E f %va$ (n funcţie de vitea de deplasare a autovehiculului

pe un drum oriontal , din beton şi (n stare uscată cu ϕ E 0, V 0,9 şi pe un drum (n stare umedă cuϕ E 0,<4

4<



- diagramele de variaţie ale acceleraţiei a E f %va$ (n funcţie de vitea de deplasare a autovehiculului pe un drum (n pantă cu α E 4Q şi ϕ E 0,- graficele de variaţii ale inversului acceleraţiei 1 a E f %va$ (n funcţie de vitea de deplasare \va\

pentru toate categoriile de drum de mai sus "

#iagramele se vor trasa pe h*rtie milimetrică"

1a

tr >?-a

tr >>>-a

tr >>-a

tr >-a

va

)ntruc*t la vitee mari apropiatede vitea maximă acceleraţia este foartemică tin*nd către ero, repreentarearaportului 1 a E f %va$ se limiteaă la

valoarea viteei va E 0,2 vmax"

4A



Reolvare:

:m 0.03

!m^2

:r 0.2 !

n #(tr 0.92itr1 10.6#""9itr2 ".1961##itr3 5.5#1918itr# 3.286855

Io 3.286855

ma 1"8.2

! 10;i1 0.190162;i2 0.08685";i3 0.05151#;i# 0.01812< 0.00093#

=i1 1.191096=i2 1.08""91=i3 1.052##8=i# 1.019055

a$ reapta 1 si .

v1 +1 a1 v2 +2 a27;8-8-33 -28,32; 1;872, 12,,38 -1;,12 17-;-2311-,1,2 -2711,7 1;317;; 13-71 -1,28;3 1787,27;1;277823 -2,--1 21887 28,2,2 -137323 173;1212823,; -237, 2213 8171,8 -181;, 1,28222,7-3212 -2887 282;3 8;231-8 -13-2 1,,133817,7 -2,78 28--2 731227 -17, 1,3-1;

8313--;, -2-,3 287--;7 7;3;7 -172 1,7,87;727,18; -23-18 22-32 ,288, -13773 1213;

44



733382;1 -2,,1 213388, 3-,3, -1,3,-7 1727;318-17728 -27-31 2-2;7, 372-3 -12;; 187381278;,, -2212 183828 ,8;,23 -187881 113,,21

,-1;78, -217,2 137;1,3 ;-,,3 -12,117 11-1-11

reapta < si A

v8 +8 a8 v7 +7 a71,8131, -12272 11-2;,8 231828 --3-87 -,2;;8;2-8;3231-, -12728 112-,,8 878;18 --3-732 -,2;88;8-;;-,; -182-2 12-1,- 138 --3173, -,8;1;17-3;77212 -183; 12-,; ,38-3 --,, -,18,-;;8133, -18;378 12,3, ;37 --,2,8 -27,1,11;1181 -181, 122, 1-8137, --23;, -73

318;-773 -188222 12-;3 12-83-7 --8;88 -8281;

1;-728 -127;17 112,,1 183,,1 --222, -1,21;13331;3, -11828; 1-132 173,1; ---133 --7,371-1;,88 --;2 -3223 131;33 --2238 -22811217;;- --3;3; -,;3;7 1;187 ---, -;211,22,; --31;2 -,283-; 1; --,178 -,,-2

>nversul aceleratiilor 14a1 14a2 14a8 14a7

-1,;;18, -3-;31 -;-,,7; 137,

--32287 -,;3-7, -;282; 1;,

-7,,83 -,7,--8 -8222 1,773

-777-382 -,1-3 -3;;,8, 1,2;2

-72;;;318 -;;73 -3;2 11--7

-727,2- -;3--; -3;8,2 21;8,3

-7238882; -,-37- -2;7, 8-17;

-7872 -,82-71 -3, ,8;378

-7;23,7 -,378 -;71, 218;32

-7;2387 -37221 1173-8 8-;,

-7723--7 -7;;1 1782331 1323

4'



Graficele de variaţii ale acceleratiilor

4



Graficele de variaţii ale inversului acceleraţiei

49



b$ Pentru: WEY?@ -1,

v1 +1 a1 v2 +2 a27;8-8

1-28,32

; -,3-8112,,3

8 -1;,12 --2-721-,1,2

; -2711,7 -3-3713-7

1 -1,28;3 ---,71;277

8-2,--

1 -,;;28,2,

2 -137323 -1,8;;321282

-237, -;3;238171,

8 -181;, -271732,7-3

2 -2887 1-,1,738;231-

8 -13-2 -271;2

8173

-2,78 1-;1-2

731227 -17, -2;1-81

8313-1

-2-,3 1-3,178

7;3;7 -172 -2,28,7

727,1

-23-18 1-1,;21

,288, -13773 -1;1;1

733388-2,,

1 -;188,3-,3

, -1,3,-7 --;128-17

7-27-3

1 -3,8,372-

3 -12;; --8,,38;

;

-221

2 -38838

,8;,2

3 -187881 -2-38,,-1;78,

-217,2 -7213 ;-,,3 -12,117 -22;

v8 +8 a8 v7 +7 a71,8131, -12272 -823 231828 --3-87 -738;2-8;32311 -12728 -8-; 878;18 --3-732 -73;;8-;;-,, -182-2 -22 138 --3173, -8177-3;7721 -183; -13; ,38-3 --,, -,833-;;8133, -18;378 -1,2; ;37 --,2,8 -;273,11;1182 -181, -133; 1-8137, --23;, 1-217

318;-773 -188222 -227 12-83-7 --8;88 11811;-72 -127;17 -8-8 183,,1 --222, 1821-;13331; -11828; -7173 173,1; ---133 127-3

1-1;,8 --;2 -3, 131;3 --2238 13,2,

11217;;1 --3;3; -382 1;187 ---, 2-8,8

42



Graficele de variaţii ale acceleraţiei

nversul aceleratiilor

'0



14a1 14a2 14a8 14a717;12; 8;;8281 8-87 11--1718881 1;3732 8223;1 113;2117;,7 ,-;3,7 78,; 11;811

1-1222 71878; ; 11331-;71;88 8137 ,187 1-128-;1,73 878,-; ,212, -;3;;-;2;277 8117;3 777318 -,,;1

-;88, -7,88 82;18 -3,;31-;72 1-11-1 27111; -,,1718-,237 232, 13;82; -,381377-,, 7227, 18,1, -7;1-82-,-;8, 88733 128;7 -7,,33

Graficele de variaţii ale inversului acceleraţiei

<?P#L Z =PAM#L + +?ARAR

'1



AL A#<KEHC#LLKR+apacitatea de demarare a autovehiculelor este caracteriată de acceleraţia acestuia , insă

pentru a avea parametri de apreciere mai uşor de utiliat (n compararea diferitelor tipuri deautovehicule , este mai utilă determinarea timpului şi spaţiului de demarare"

Pe baa definiţiilor timpului de demarare şi al timpului de repriă din lucrarea anterioară se

poate scrie urmatoarea relaţie de calcul a timpului de demarare de la o viteă inferioară ? a1 la o viteăsuperioară ?a. :

td E E %1$ unde \a\ repreintă acceleraţia mişcării autovehiculului"

7imilar, pentru spaţiul de demarare se poate scrie relaţia :7d E E %.$

)ntruc*t funcţiile a E f%va$ şi va E f%t$ nu sunt cunoscute , timpul şi spaţiul de demarare determină prin reolvarea pe cale grafo-analitică a integralelor din ecuaţiile %1$ şi %.$ "Pentru reolvarea aplicaţiei se utilieaă parametrii tehnici ai autovehiculului determinaţi (n

lucrările precedente şi graficele de variaţie ale inversului acceleraţiei funcţie de vitea autovehicululuila deplasarea pe următoarele categorii de drum : drum oriontal din beton (n stare uscată , drumoriontal din beton (n stare umedă , drum din beton (n stare uscată cu panta α E 4Q i drum beton (nstare umed cu panta α E 4Q "

(biectivele urmărite #n cadrul aplicaţiei sunt :1 rasarea graficului de variaţie al timpului de demarare (n funcţie de vitea autovehiculului td

E f %va$ pentru următoarele situaţii de deplasare :- drum oriontal din beton (n stare uscată - drum oriontal din beton (n stare umedă- drum (n pantă % α E 40$ din beton (n stare uscată - drum (n pantă %α E 40$ din beton (n stareumedă

Pentru trasarea diagramei td E f %va$ se parcurg următoarele fae:- se determină timpul de demarare (n funcţie de vitea de deplasare a autovehiculului cu a!utoruldiagramei 1a E f%va$ pentru un anumit tip de drum"impul de demarare corespunător treptei de viteă \5\ , repreintă (n baa relaţiei %1$ , ariasuprafeţei cuprinsă (ntre axa absciselor şi curba de variaţie a raportului \1a\

+eterminarea graic& a timpului !e !emarare pentru o treapt& !evite&Pentru determinarea pe cale grafică a suprafeţei de sub curba \1a\ , se (mparte intervalul de vitee

considerate vo5 - vn5 (n mai multe subintervale suficient de mici, de marime egală cu \dv\ "ras*nd drepte verticale prin extremităţile acestor subintervale p(nă la curba inversului acceleraţiei ,se formeaă o succesiune de trapee mixtilinii ∆i ale căror arie se determină cu relaţia :

∆i E %<$impul de demarare de la vitea \vo5 \ la vitea \vn5 \ (n treapta respectivă de viteă va fi:

td E %A$

?alorile \1ai \ şi \1aiX1\ se determină prin citire directă pe graficul variaţiei 1a E f%v a$ trasat

(n lucrarea precedentă "

'.



Pentru a se determina timpul de demarare de la pornirea de pe loc p(nă la \vmax\ , se construieştediagrama inversului acceleraţiei pentru toate treptele de viteă %&ig".$ , consider*ndu-se că trecerea dela o treaptă la alta se face continuu, fără (ntreruperile necesare schimbării angrena!elor din cutia devitee"in(nd seama că la vitee mari , apropiate de vitea maximă , acceleraţia este foarte mică %tinde cătreero$, determinarea timpului de demarare \ td \ se limiteaă de obicei la timpul p(nă c(nd se a!unge la0,2 din vmax "7e (mparte c*mpul de vitee de la v0 E 0 p*nă la vn E 0,2 vmax (n intervale mici ca şi (ncaul unei singure trepte de viteă"7e determină ariile trapeelor formate (ntre axa absciselor şicurbele raportului \ 1a \ utili*nd relaţia %<$

Reolvare :

<a*elul7 impul de demarare pentru drum %oriontal (nclinat cu α E 40$din asfalt (n stare%uscatăumedă$

pt D>Y E Vm4h 14a [<i t! [<i 14a t!

7;8-81

-1,;;1 -713-2, - -8,;

17;12; -

1-,1,2;

--322 -83387 -2;;1, --7717

1718881 -8838;3

1;2778

-7,,8 -8-,;

-;;-1; -;,;2

117;,7 22;

21282

-777-37 -231--;

1,77;8; 138838 1-1222 7-21-;1,;

2,7-32

-72;;;3 -21217

223;,8 2831;;

-;71;88 7-;;37;

817

3

-727,2

-2838,

2;--3

1 2;-,81

-;1,7

3 ,3,18;178313-1

-723888 -212

881,3 88,,1

-;2;277 181737

727,1

-7872; -1,878

711,28 833,32 -;88, ;17;,;2

733388-7;23

3 -181;,7 72 71,,71-;72

111;-838-17

7-7;238

--7;-3;8

1 7,1818-,23

7 18121738;

; -7723 --,3;,83,

; 7;;3,1377-,

, 1,;8723,-1;78

,-313-

1 -11,;,,3773

, 1737782-,-;8

, 1,32,,-3,288,

-,82-7

1 -1;71, 3183 8;2,18-7,8

8 2-72213-,3

,-,378

-73-,-;-

,2-221-11-

1 72322;372-

3-37221

-3111-22

2 3871,1 232, 1,;1;2,8;,2

3-7;;

1 1878,112-8-

,3278 7227, 237711-;

;-,,3-;-1;

128-1123,3

7 ;7,3,1 88733 8--,81

;13332 -;71, 13173; 18--3 1-188, 27111; 81,2

'<



1-1;,7

1173-8 2-212

1,37,; 182-23 13;82; 8,;,;2

1121178233

1 88,-;2--

3 138-;1 18,1, 7-88837

11,2

1,-881

2 8,8;

2287;

1;3-7 128;7 72-238-812-83-7

8-17; 7-;73

2,8;,;7 217338 -,,;1 781,87-8

183,,1

,8;378 812 ,;,11; 8828,1 -3,;3 7,33;1

173,1; 218;3 ;71 7277 7;,- -,,1 7;;182

131;33 8-; 81; ,1;;17 32288 -,38 2,282

1;187 132, 23-38 3-882 1-12322 -7;1-8 7;,38;

1; 1-83- 1---7, 32;3 1122,7 -7,,33 32,-

+iagrama timpului !e !emarare pentru !rum (oriontalα

> --)

'A



+iagrama timpul !e !emarare pentru !rum (%nclinat cu α > -)

=paţiul !e !emarare

'4



7paţiul de demarare se determină cu a!utorul diagramei t d E f %va$ trasată (n referatul

precedent şi repreintă , conform ecuaţiei %'".$ , aria suprafeţei cuprinse (ntre axa ordonatelor şi curba

td E f %va$"

Pentru determinarea acestei arii se procedeaă (n mod asemănător caului determinării timpului de

demarare "

7paţiul de demarare va fi : 7d E<a*elul - 7paţiul de demarare (n funcţie de timpul de demarare şi vitea autovehiculului

pt D>YE /m4h t! s! t! s!

7;8-81 - - - -

1-,1,2

; -2;;1, -13,778 -8837

-7;1,8

31;2778 -;;-1; 1,8,713 22;

722---2

21282 1,77;8; 7-,17 7-21-;2

1-17;-7

2,7-32 223;,8 37221 7-;;3

112;7

8173 2;--31 113-,8 ,3,18;1 2-;

8313-1 881,3 1,;11 1817

7--8

727,1

711,28 28-8;2 ;17;3 721811733388 72 8-2713 111; 3-32118-17

7 81 878,; 18121;--,;1

38;

; ,83,; 73;-2 1,;87 1182-;,-1;78

, ,,3773, 127 1,32,,121;7

,288,

3183 ,71,1 2-72818,,;

73-,3

, ,-;- 32,1 72328

22;7-

;372-3 1-222 ;31,7 1,;1;

1;28,

,8;,23 12-8- 128;78 237711

182,,3,

;-,,3 123,37 1887-,8 8--,82 11-8,32;1333

2 18--3 178,1- 81,,2,,

81-1;,

7 1,37,; 1;1-81 8,;,; 17,1121 2--3 27;;;78 7-887 18718

11,2 2287; 23121 72-238 137,1,12-83-

7 2,8;,;7 8-,118 781,87 28112

''



183,,1 ,;,11; 31;,8 7,33;1 77,23

173,1; 72773 8,2-3;; 7;;188 ,;8-78

131;3

3 ,1;;18 ,;31; 2,288 ;777-71;187 3-882 23-;83 7;,3 12-,;3

Fig.6 – Diagrama spaţiului de demarare

Fig.6 – Diagrama spaţiului de demarare pt D>Y

'



PARA?<R CAPAC<\M + 'R]5ARA A#<KEHC#LLKR

&r*narea este un regim tranitoriu de mişcare (n care autovehiculul (şi reduce vitea p*nă la oanumită valoare sau p*nă la repaus "

>mportanţa deosebită pe care o are capacitatea de fr*nare (n siguranţa circulaţiei şi a rulăriicu vitee ridicate pe drumurile publice face ca aceasta să fie una dintre principalele limite (ncreşterea viteelor de deplasare ale autovehiculelor "

Parametri capacităţii de fr*nare sunt :- deceleraţia maximă corespunătoare procesului de fr*nare- timpul minim de fr*nare- spaţiul minim de fr*nare- spaţiul de oprire - #eceleraţia la fr*nare - Fepreintă acceleraţia mişcării autovehiculului (n timpul procesului de

fr*nare "#eoarece vitea autovehiculului se reduce , valoarea acceleraţiei mişcării este negativă "?aloarea deceleraţiei depinde de intensitatea cu care este acţionat sistemul de fr*nare , caracteristiciletehnice ale sistemului de fr*nare , starea suprafeţei căii de rulare , starea anvelopelor , vitea iniţială aautovehiculului , dacă fr*narea se execută cu motorul decuplat sau cuplat la transmisie , etc"+*nd fr*narea se produce fără decuplarea motorului şi cu pedala de acceleraţie liberă %mersului (n golcorespunător sarcinii motorului egală cu ero$ , asupra roţilor motoare se manifestă at*t reistenţele

exterioare datorate (naintării autovehiculului , forţa de inerţie a autovehiculului (n mişcare de

translaţie , momentele de inerţie ale roţilor şi ale organelor transmisiei (n mişcare de rotaţie , c*t şi

influenţa momentelor de inerţie motorului (n mişcare de rotaţie şi forţele de reistenţă din motor%forţele de frecare , reistenţele datorită admisiunii şi comprimării amestecului (n cilindri , a evacuării

gaelor arse , etc"$")n caul fr*nării intensive cu toate roţile şi cu ambreia!ul decuplat , deceleraţia

autovehiculului se determină cu relatia :

⋅+±+γ

δ=

a

.a

f 1max G1<

5v pf

g

dt

dv

%1$unde : − δ1 - coeficientul de influenţă al roţilor aflate (n mişcare de rotaţie asupra deplasăriiautovehiculului (n mişcare de translaţie

δ1 E 1 X ξ %.$ ξ =.r a

n

1

F

r m

`

⋅

∑

(3)unde :- `F - momentul de inerţie al unei roţi %pentru autoturisme `F E0,."""0,' 5gm.$- r r - raa de rulare a roţilor LmM- ma - masa autovehiculului; ma E Ga g L5gM- n - numărul de roţi ale autovehiculului- γ f - forţa de fr*nare specifică generată de sistemul de fr*nare"

?aloarea forţei de fr*nare specifice \γ \ este determinată de intensitatea acţionării sistemului

de fr*nare si poate varia (ntre %0 V ϕ$0 B c*nd momentul de fr*nare este nul %nu se fr*neaă$

ϕ - coeficientul de aderenţă , c*nd roata fr*nată atinge limita de aderenţă a drumului % patinare aroţilor de max 19-.43$

'9



µ − coeficientul de frecare de alunecare dintre pneu şi calea de rulare , (n caul blocării roţilor, % µ ϕ $,- f - coeficientul de reistenţă la rulare

- p - panta drumului ; %semnul plus %X$ pentru urcarea pantei şi semnul minus %-$ pentru cobor*re- 5 - coeficientul de reistenţă aerodinamică frontală al autovehiculului

- - aria secţiunii transversale a autovehiculului- va - vitea autovehiculului LmhM- Ga - greutatea autovehiculului L6M- g - acceleraţia gravitaţională

#acă fr*narea (ncepe la o viteă mai mică de 90 mh influenţa reistenţei aerului se poatenegli!a , iar (n caul deplasării pe un drum foarte bun se poate negli!a influenţa reistenţei la rulare

?aloarea maximă a deceleraţiei se obţine atunci c*nd toate roţile a!ung simultan la limita deaderenţă " )n acest ca valoarea forţei de fr*nare specifice \γ f \ este egală cu valoarea sa maximă \ϕ\% la limita de aderenţă : γ f E ϕ $ "

)n aceste ipotee ecuaţia deceleraţiei devine :

( ) pg

dt

dv1

max

±ϕ⋅δ

=

%A$)n caul deplasării pe un drum oriontal % p E 0 $ reultă:

⋅δ

=

1

max

g

dt

dv

ϕ %4$#acă (n urma acţionării sistemului de fr*nare se produce blocarea roţilor %γ f E µ$ ,

deceleratiile corespunătoare celor trei ipotee de deplasare sunt :

⋅+±µ

δ=

a

.a

1 b G1<

5v p

g

dt

dv

%'$

sau :

( ) pg

dt

dv1

b

±µ⋅δ

=

%$

sau :

⋅δ

=

1 b

g

dt

dv

µ %9$- impul de fr*nare - Fepreintă perioada de fr*nare intensă cuprisă (ntre momentul (n care

forţa de fr*nare a atins intensitatea impusă de conducatorul auto şi momentul (n care vitea s-a redusla valoarea dorită , sau autovehiculul s-a oprit "

)n caul fr*nării cu motorul decuplat , dacă vitea autovehiculului se reduce de la valoarea\val\ p*nă la valoarea \va.\ , timpul minim de fr*nare \tmin\ se determină cu relaţia :

tf min E

⋅⋅⋅⋅

⋅δf

a1

&5 g

G

⋅−

⋅⋅

f

.a

f

1a

&

5

',<

varctg

&

5

',<

varctg

%2$unde : &f E Ga % ϕ X f p $ c*nd fr*narea are loc fără blocarea roţilor %10$ şi &f E Ga % µ p $ c*nd roţile sunt blocate %11$

)n caul deplasării cu vitea redusă %sub 90 5mh$ pe o cale oriontală , la fr*narea

autovehiculului influenţa reistenţei aerului se poate negli!a % F a ≅ 0 $ şi relaţia de calcul a timpuluide fr*nare devine :

- (n caul fr*nării cu toate roţile fără blocarea lor :

tf min E ( )

⋅+ϕ⋅⋅

δ

f g',<

1

% va1 - va. $ %1.$- (n caul blocării roţilor

'2



tf 0 E⋅

µ⋅⋅δg',<

1

% va1 - va. $ %1<$#acă fr*narea se execută p*nă la oprirea autovehiculului %va. E 0$ reultă:

tf min E ( ) ⋅

+ϕ⋅⋅

δ

f g',<

1

va1 sau tf 0 E⋅

µ⋅⋅

δ

g',<

1

va1%1A$>nfluenţa construcţiei şi a stării tehnice a mecanismului de fr*nare , a greutăţii totale a

autovehiculului şi a repartiţiei dinamice a sarcinilor pe punţi se apreciaă prin coeficientul deeficacitate al fr*nelor \ e \ "

cesta repreintă raportul dintre deceleraţia maximă posibilă % ϕ X f $ şi deceleraţiadevoltată (n condiţii reale la fr*narea intensivă "#acă se ţine seama de coeficientul de eficacitate a fr*nelor, timpul minim de fr*nare va fi :

- (n caul fr*nării cu toate roţile fără blocarea lor :

tf min E ( ) ⋅

+ϕ⋅⋅⋅δ

f g',<

P e

1

va1 %14$

- (n caul blocării roţilor

tf 0 E⋅

µ⋅⋅⋅δg',<

P e

1

va1 %1'$- 7paţiul minim de fr*nare - Fepreintă distanţa parcursă (n timpul fr*nării cu intensitate

maximă , c*nd vitea autovehiculului s-a micşorat de la val la va. "#intre parametrii capacităţii de fr*nare , spaţiul minim de fr*nare determină (n modul cel mai

direct calităţile de fr*nare şi siguranţa circulaţiei "+*nd fr*narea se realieaă cu toate roţile cu motorul decuplat (n condiţii ideale de fr*nare

% pneuri noi, carosabil uscat, sistem de fr*nare (n bună stare de funcţionare$ , spaţiul minim de fr*narese calculeaă cu relaţia:

7f min E( )( ) .

.aa

.

1aaa

1

v5 pf G1<v5 pf G1<ln

5 g.G

⋅⋅+±+ϕ⋅ ⋅⋅+±+ϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ⋅δ%1$

+(nd (nceperea fr*nării are loc de la vitee relativ mici reistenţa aerului se poate negli!a , iar spaţiul minim de fr*nare va fi :

7f min E pf

vv

g.'

.

.a

.

1a

1

±+ϕ−

⋅⋅

δ

%19$)n caul fr*nării pe drum oriontal relaţia %19$ devine:

7f min E f

vv

g.'

.

.a

.

1a

1

+ϕ−

⋅⋅

δ

%12$

#acă fr*narea se realieaă numai cu roţile punţii din faţă şi totodată se negli!aă valoareareistenţei la rulare a roţilor , atunci spaţiul minim de fr*nare se determină cu relaţia :

7f min E( ) ph=cos b

h=

g.'

vv

g

g

.

.a

.

1a

⋅⋅ϕ−±α⋅⋅ϕ⋅ϕ−

⋅⋅

−

%.0$

unde : hg - (nălţimea centrului de masă al autovehiculului faţă de calea de rulare % se poate considera

hg≅ 0,. =$,

b - distanţa de la centrul de masă la puntea din spate" = - ampatamentul autovehicului

&ac rB%area 3e realiea %uai cu roDile pu%Dii (i% 3pate , 3paDiul i%i (e rB%are 3e calculea

cu relatia:

0



7f min E( ) ph=cosa

h=

g.'

vv

g

g

.

.a

.

1a

⋅⋅ϕ+±α⋅⋅ϕ⋅ϕ+

⋅⋅

−

%.1$)n caul fr*nării p*nă la oprirea autovehiculului %va. E 0$ , pentru fiecare dintre situaţiile

anterioare , spaţiul de fr*nare se calculeaă cu relaţia :

- dacă fr*narea se realieaă cu toate roţile

7f min E( )

M pf G1<

v5 1lnL

5 g.

G

a

.

1aa

1

±+ϕ⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅⋅

⋅δ

%..$

sau : 7f min E ( ) pf

v

g.'

.

1a

1

±+ϕ⋅

⋅δ

; 7f min E ( )f

v

g.'

.

1a

1

+ϕ⋅

⋅δ

%.<$- dacă fr*narea are loc numai cu roţile punţii din faţă :

7f min E

( ) ph=cos b

h=

g.'

v

g

g

.

1a

⋅⋅ϕ−±α⋅⋅ϕ⋅ϕ−

⋅⋅

%.A$- dacă fr*narea are loc numai cu roţile punţii din spate :

7f min E( ) ph=cosa

h=

g.'

v

g

g

.

1a

⋅⋅ϕ+±α⋅⋅ϕ⋅ϕ+

⋅⋅

%.4$)n practică datorită influenţei stării pneurilor, a căii de rulare şi a eficienţei mecanismului de

fr*nare , valorile reale ale spaţiului minim de fr*nare \7 f min\ sunt mai mari cu <0 - A03 faţă devalorile calculate "

7paţiul de oprire T=oprT - Fepreintă distanţa parcursă de autovehicul din momentulsesiării de către operator a necesităţii fr*nării şi p*nă la oprirea completă a acestuia prin fr*nare "

7paţiul de oprire este suma dintre spaţiul minim de fr*nare \7 f min\ şi spaţiul suplimentar demişcare \7s\ datorat factorilor tehnici şi umani "

7opr E 7s X 7f min %.'$7paţiul suplimentar 7s se calculeaă cu relaţia:

7s E ',<

va

% t1 X t. X 0,4"t< $ %.$

Reolvare:

ma> 132 .Vg^R> -8 ./g4m2rr> 8-83 .mm > -8-83 .m

n> 7 roti> --1;D> - sau /> -8A> 211 .m2Ea> 1; ./m4h$a> 132- .5g> 1-

>ϕ +rum uscat

-8 +rum ume!-1 Polei

1



_> -, +rum uscat-2 +rum ume!-12 polei

`> --128211

1> 1-128211A> 2,3 .m*> 1738,3 .mhg> -71812 .ma> 12-38 .m

t1> -3 .st2> -8 .st8> -1 .s

<a*elul 1 #eceleraţia maximă şi timpul minim de fr*nare

<a*elul 2 B 7paţiul minim de fr*nare

Staresupraf

Coefaderenta

Rotilefranate 10 60 80 100 120 195

Betonuscat µ=0,7

toaterotile

0.568

19.6086

!.8598

5.68

78.!5

207.116 "#$

rotifata

26.8922

161.!5!

215.1!8

268.922

!22.706

52.!98 "#$

rotispate

28.81

170.688

227.58

28.81

!1.!77

55.7!7 "#$

µ=0,5

6

toate

rotile

0.699

!

25.17

61

.75

75

69.9!

!5

100.7

0

265.9

22 "#$Beton %=0,! toate 1.061 !8.20 67.92 106.1 152.8 0!.5 "#$

.



u#ed 5 rotile !2 76 6 !2 ! 68

rotifata

!1.977

191.88

255.798

!19.77

!8!.697

62!.508 "#$

rotispate

!2.986!

197.918

26!.89

!29.86!

!95.8!5

6!.2!2 "#$

µ=0,28

toaterotile

1.!9867

50.!521

89.519

1!9.867

201.09

5!1.8 "#$

polei%=0,15

toaterotile

2.!17!2

8!.2!7

18.!09

2!1.7!2

!!!.695

881.162 "#$

rotifata

!1.977

212.86

28!.79

!5.7!

25.692

691.79 "#$

rotispate

!5.982

215.895

287.859

!59.82

!1.789

701.657 "#$

µ=0,12

toaterotile

!.26!56

117.88

208.868

!26.!56

69.95!

120.97 "#$

<a*elul 8 B 7paţiul de oprire?o!ulranare 1- ,- - 1-- 12- 1; ./m4h<oaterotile =s> 81;777 1;1,,3

2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> -77, 1;,-,87;

77,7 3787 2-311,1 .m

=opr> 838;18 8338,-71

8 ,712 11,3, 2,;7-33 .m

rotiata =s> 81;777 1;1,,3

2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> 2,;22 1,1882118

2,;22 8223-, 278;3 .m

=opr> 8--,, 1-227-,;

8 8--,, 8,1-7 ,,; .m rotispate =s> 81;777 1;1,,3

2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> 2771 13-,223

7 2771 871833 73832 .m

=opr> 81,72 1; 2817 81,72 83;31 ,13-2; .m?o!ulranare 1- ,- - 1-- 12- 1; ./m4h<oaterotile =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> 1-,182 82-3, ,3;27, 1-,182 128 7-8, .m

=opr> 7233 38378 ;87-2 18-33 1;11,7 7,; .m

roti ata =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> 81;373 1;17 23; 81;373 88,;3 ,28- .m

=opr> 81,;2 211-1 2187 81,;2 722-8 ,3;; .m

<



rotispate =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> 82;,8 1;3;1 2,8; 82;,8 8;8 ,78282 .m

=opr> 8,1-3 213-7 2;77, 8,1-3 7871, 3-27 .m

?o!ulranare 1- ,- - 1-- 12- 1; ./m4h<oaterotile =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> 281382 87283 178-; 281382 888,; 11,27 .m

=opr> 1133 1-2; 138,7 2,8,33 832-2 ;78771 .m

rotiata =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> 81;373 2127, 283;7 87378 72,;2 ,;1373 .m

=opr> 81,;2 282-12 8-;8 8,,3 7,7-2 37-7-7 .m

rotispate =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;1,3 .m

=min> 8;27 21; 23; 8;27 7813; 3-1,32 .m

=opr> 8;13,; 28-,1 81871 8;13,; 73-122 3,8;7; .m

?o!ulranare 1- ,- - 1-- 12- 1; ./m4h<oaterotile =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> -,;;87 213,1 7733 ,;;88 1--3-7 2,;22 .m

=opr> 8;83 778723 3-818 1-13 18;-8 82217 .m

roti ata =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> 18;,3 -821 ;17; 18;,3 2-17-; 8177 .m

=opr> 7;811 ,;1 11-3 13111 28;372 ;718, .m

rotispate =s> 81;777 1;1,,3 2, 81;777 88888 ,22;13 .m

=min> 82,8, 1137 2-, 82,8, 7,;;8 127-;3 .m

=opr> ,7-1 18,, 287727 88-1 -23 18-82, .m

A



4



'



=<ABL<A<A ?ZC\R A#<KEHC#LLKR C# RKM 7tabilitatea unui autovehicul repreintă capacitatea acestuia de a se opune alunecării ,

derapării , patinării şi răsturnării (n timpul deplasării "Principalii factori care produc pierderea stabilităţii autovehiculului sunt :

- forţele care acţioneaă asupra autovehiculului % forţa de tracţiune , forţa defr*nare , forţele deinerţie , forţa laterală datorată v*ntului , etc"$ ;- caracteristicile geometrice ale căii de rulare %(nclinările longitudinale sau transversale , denivelări ,neregularităţi, curbe etc"$ ;- oscilaţiile autovehiculelor % tanga!, ruliu, giraţie , ş"a$"

1 La urcarea unei pante autovehiculul poate să-şi piardă stabilitatea prin alunecare către

piciorul pantei , sau prin răsturanarea (n raport cu axa roţilor din spate"#eoarece la urcarea pantelor mari , vitea şi acceleraţia autovehiculului au valori reduse , se

poate negli!a influenţa reistenţei aerului şi reistenţei la demarare"+ondiţia de stabilitate longitudinală la răsturnare la urcarea pantei este :

tg αr gh

b

%1$ unde : αr - valoarea maximă a unghiului de (nclinare longitudinală al căii derulare faţă de oriontală care asigură stabilitatea la răsturnare aS *S hg B coordonatele centrului de masă al autovehiculului

+ondiţia de stabilitate longitudinală la alunecare a autovehiculului către piciorul pantei este :

- (n caul punţii motoare (n spate : tg αa gh=

a

⋅ϕ−

ϕ⋅

%.$



- (n caul punţii motoare (n faţă : tg αa gh=

b

⋅ϕ+ϕ⋅

%<$-c*nd ambele punţi sunt motoare : tg αa ϕ %A$

)n aceste relaţii \ϕ\ repreintă coeficientul de aderenţă al căii de rulare "

2 - La !eplasarea rectilinie cu vite& mare pe !rum oriontal este posibilă pierdereastabilităţii longitudinale datorită acţiunii forţei de reistenţă frontală a aerului şi a forţei portante"

+ondiţia de stabilitate longitudinală la răsturnare (n acest ca este:

va b+5 h.

G b.'

a

a

⋅⋅⋅ρ+⋅⋅⋅⋅⋅

%4$unde : - va - vitea de deplasare a autovehiculului L5mhM ;

- ha - (nălţimea metacentrului faţă de calea de rulare ha E %0,A4 V0,40$; - ρ - densitatea aerului ; - + - coeficientul de portanţă , % + E 0,< - 0,4 $ ;

- - aria secţiunii transversale a autovehiculului ;- 5 - coeficientul aerodinamic frontal % 5 E 0,4ρ +x E 0,0'1.4+x $

- +x B coeficientul de reistenţă al aerului "8 U La !eplasarea autovehiculului pe o cale !e rulare cu %nclinare transversal& S sau %n

vira"e se poate pierde stabilitatea prin alunecarea sau prin răsturnarea transversală"+ondiţiile de stabilitate transversală la răsturnare (n caul deplasării (n vira!e cu viteă

constantă %va E constant$ pe o traiectorie de raă constantă sunt :

- pentru calea de rulare cu (nclinare transversală var ≤ 11,<

(β⋅−⋅

β⋅⋅+

tg@h.

tgh.@F

g

g

%'$

- pentru calea de rulare oriontală : var ≤ ,2 gh@F ⋅

%$unde : - F - raa medie a traiectoriei autovehiculului ,

- @ - ecartamentul mediu al roţilor autovehiculului "- β - unghiul de (nclinare transversală al căii de rulare"

+ondiţiile de stabilitate transversală la derapare (n aceleaşi situaţii de deplasare aleautovehiculului sunt:

- pentru calea de rulare cu (nclinare transversală vad ≤ 11,<

( )β⋅ϕ−

β+ϕ

tg1

tgF

%9$

- pentru calea de rulare oriontală : vad ≤ 11,< F ⋅ϕ %2$

unde : ϕ - coeficientul de aderenţă pe direcţie transversală dintre roţi şi calea de rulare ϕ E0,9 ϕ

&actorii care influenţeaă stabilitatea transversală a autovehiculului la derapare sunt :- forţa laterală a v*ntului ;- (nclinările transversale ale căii de rulare ;- interacţiunea dintre roţile autovehiculului şi calea de rulare la demarare şi la fr*nare ;- bracarea bruscă a roţilor de direcţie ;

7" - La !eplasarea autovehiculului cu vite& constant& pe o cale !e rulare rectiliniei cu %nclinare lateral& TβT S sau %n caul staţion&rii condiţiile de stabilitate transversală sunt :

- condiţia de stabilitate transversală la răsturnare : tg βr ≤ gh.@⋅

%10$

9



- condiţia de stabilitate transversală la derapare : tg βr ≤ ϕ %11$ La !eplasarea autovehiculului cu vite& ri!icat& pe o cale !e rulare rectilinie &r&

%nclinare transversal& S %n caul rotirii *ruşte a roţilor !e !irecţie S condiţiile de stabilitatetransversală sunt :

- pentru evitarea răsturnării : r dt

d

θ

≤ ag vh b

=@g9"1

⋅⋅

⋅⋅⋅

%1.$

- pentru evitarea derapării : adt

d

θ

≤ a

v b

=g'"<

⋅⋅ϕ⋅⋅

%1<$

unde : dt

dθ

- vitea unghiulară de bracare a roţilor de direcţie "

Reolvare :$a> 132 ./gL> 2,3;7 .mm

a> 12-38 .mm*> 1738,3 .mmA> 211 .mG2H> 18;12 .mmHp> 12,3Hg> 837 .mmc> -7c> -7/> -23,2b> 122 ./g4m

> 12- .mmha> ,2,-7

La urcarea panteitg Dr >2372221Dr >,;;,731,

Con!iţiile !e sta*ilitate transversal& la r&sturnareva> 137181 ./m4h

La !eplasarea cu vitea constanta pe o cale !e rulare rectilinie cu inclinarea laterala sau in stationare =ta*ilitate transversala la rasturnaretg N> 171721,,Nr> 738,,

=ta*ilitate transversala la !erapare:

>ϕ -3 -8r>ϕ -, -2

Nr> 2;272, 1,722

2



<a*elul 1 ?alorile unghiurilor limită de stabilitate longitudinală :

#nghiurilimita !esta*ilitate

ϕA!erenta P spate P ata

Am*elepunti

Dr ,;;,73,;;,7

3 ,;;,73

Da -3 2-1282712,

3 87;;2

Da -8 ;,171811,;,

; 1;2;

&a 0.15

!.981

008

.861

82

8.5!0

766

<a*elul 2 ?itea limită de stabilitate la răsturnarea transversală var L5mhM Raa !e cur*ura a unghiului#nghiul !einclinaretransversala 1 2- 8- 7- ,-

N1 - 1;181 ;;771 3871,27338

3 1-82,

N2 8 -17 ,8,-2, 33;,; ;;73, 11-1,8N8 32;28 ,,1 1-28, ;8 117

Raa !e cur*ura a ungiului- 1-- 17- 1- 27- 8--

11; 187-8; 1;3 13;82 2-3,2 2821,21232- 17221;, 1,233 1;-- 22-82, 27,882182811 173;22 13-81 1;7,3 22;1,; 2,21;

90



+iagrama !e variaţie a viteelor limit& !e sta*ilitate la r&sturnaretransversal&

<a*elul 8 ?itea limită de stabilitate la derapare (n vira! vad L5mhM

91



Raa !e cur*ur& a !rumului R .mCoefdeaderentalaterala 15 20 !0 0 60

%'1 0.56!2.75

051!7.81

70!6.!1

6225!.8

1!665.50

102

%'2 0.282!.15

81126.7

068!2.75

051!7.81

70!6.!1

622

%'! 0.1215.16

0517.50

58821.

022.75

706!0.!2

108

Raa !e cur*ur& a !rumului R .m80 100 10 180 20 !00

75.6!07

8.56157

100.055

11!.511

1!1.002

16.67

5!.81!6

59.79!98

70.7919

80.2220

92.6!2!

10!.5662

!5.01177

!9.1!8

6.!1622

52.51765

60.6216 67.8

rasarea diagramei variaţiei viteei maxime la limita de stabilitate laderapare transversală (n funcţie de raa de curbură %v ad E f % F $ $ , (n cauldeplasării autovehiculului (n vira! pe drum oriontal cu viteă constantă

]tili*nd relaţiile %10$ şi %11$ se determină valoarea unghiului limită de(nclinare transversală a căii de rulare la care se asigură stabilitatea larăsturnare, respectiv la derapare transversală "

9.



+iagrama variaţiei viteei maime la limita !e sta*ilitate la !erapare

transversal& %n uncţie !e raa !e cur*ur& (va! > ( R ) )

9<



<a*elul 7 ?itea unghiulară limită de bracare a roţilor de direcţie

?itea autovehiculului L5mhMCoeicientul !e

a!erentatransversal 1- 2- 8- 7- ,-

E vitarearasturnarii:

;--1

77-71

8-2,;7 223-2

11873

E vitarea!eraparii -,

8;1

13;3;1 11;,

-;; -;;8

E vitarea!eraparii -2

13;3;1

-;; -;;8

-77;7

-2;;,

E vitarea!eraparii -12

-33-8

-823

-2,7

-1;2,8

-1272

?itea autovehiculului L5mhM- 1-- 12- 17- 1,- 1- 1; (#)*

1181-2 -;-- -3,38 -,7,8 -,3 --77; -7,,-77;73, -8; -2;;, -2,7 -22737 -1;;33 -177-22738 -13;3; -17;8 -1272 -11283 --;; --;22--;,81, --33- --,721 ---7 --71, --721 --8;1

7e repreintă graficul de variaţie al viteei unghiulare limită de blocarea roţilor de direcţie %dθdt$ E f %va$ , pentru toate caurile analiate

9A



$raicul !e variaţie al viteei unghiulare limit& !e *locare a roţilor !e!irecţie

94



+eterminarea consumului !e com*usti*il pentru autovehiculul

>n caul (n care nu se cunosc caracteristicile de consum de combustibil ale motorului,evaluarea parformanţelor consumului de combustibil al autovehiculului se face prin calculul cantitătiide combustibil necesară efectuării parcursului de referinţă in condiţiile specifice standardele de

consum de combustibil"+onform principiului lui +arnot nu se poate transforma (n energie utilă mai mult de A03 dinenergia consumată"

>n practică la un motor cu aprindere prin sc*nteie se risipeşte 0V43 din energiacombustibilului consumat %(n oraş p*nă la cca 943$, iar la un motor cu aprindere prin comprimare,av*nd un randament mai ridicat, numai '03" ceasta (nseamnă că din 10 litri de combustibil pot fiutiliaţi cel mult < litri la autovehiculele echipate cu /7 şi de cel mult A litri la autoturismeleechipate cu /+" @nergia acestor < sau A litri de combustibili (ntr-un bilanţ energetic esterepreentată astfel:

- imperfecţiunile motorului care face ca o parte din combustibil să treacă fără a se transforma,in gaele de evacuare;

- disiparea energiei sub formă de căldură transmisă prin chiulasă, colector, ţeavă de eşapament,

bloc motor etc;- frecări mecanice: piston-cilindru, bielă-arbore cotit, lagăre;- antrenare accesorii: pompe, ventilator, alternator etc;- efectul de pompa! al amestecului de admisie;- organele transmisiei: angrena!ele cutiei de vitee, punţi motoare, !ocuri (n arborii

transmisiilor etc;- (nvingerea reistenţei la rulare şi a reistenţei aerului;- sporirea viteei de deplasare a autovehiculului;- (nvingerea eventualelor pante ale drumului"

Fegulamentul @+@, consideră consumul mediu echivalent pentru un parcurs de 100 5m dincare 40 5m pe ciclul descris mai sus, .4 5m cu vitea vE20 5mh"

#in expresia lucrului mecanic necesar efectuării parcursului de control de 100 5m, obţinut prin arderea combustibilului, cantitatea de combustibil consumat, exprimată in litri pentru 100 5m %

l

100E

$ este dată de relaţia:

⋅+⋅+

⋅⋅

⋅⋅⋅⋅= ∑ ∑

%m

litri ! !

S

L

)*

ciclu

ciclu

tr mi

l

100.4.4

40101.020

<

100η η η γ

%9".<$

unde:

L`5gM este puterea calorifică a combustibilului cu valorile:

benina: EA'"10' !5g; motorină: EA."10' !5g;

L5gm<M B densitatea combustibilului, cu valoarile:

benina: E40 5gm<; motorină: E90 5gm<;

i randamentul indicat al motorului cu valorile:

la funcţionarea pe caracteristica externă:

/7: 0,.4V0,<<;

la funcţionarea pe caracteristici parţiale:

9'



/7: 0,10V0,.0;

m randamentul mecanic al motorului cu valorile:

/7: 0,0V0,94;

tr - randamentul transmisiei automobilului, cu valoarea determinata anterior"

=ciclu B lucru mecanic necesar parcurgerii ciclului @+@ <.A, regulamentul 14"

7ciclu E1019 m B lungimea spaţiului parcurs de autovehicul la efectuarea unui ciclu"

∑ 90/ - suma forţelor de reistenţă la (naintare corespunătoare deplasării autovehiculului pe distanţa

de .4 5m cu vitea constanţa de 20 5mh;

∑ 120/ - suma forţelor de reistenţă la (naintare corespunătoare deplasării autovehiculului pedistanţa de .4 5m cu vitea constanţa de 1.0 5mh"

+eterminarea lucrului mecanic necesar parcurgerii ciclului C"

+onform parcursului urban simulat, secvenţele ciclului descris cuprind deplasări cu viteă

constantă, deplasări uniform accelerate, deplasări uniform decelerate şi mers (n gol"

#in cele patru regimuri, semnificative pentru consumul de combustibil, sunt primele trei

deoarece necesită un consum de energie pentru parcurgerea lor dat de relaţia:

(aer rulciclu LLLL ++= %9".A$

unde: =rul este lucrul mecanic consumat de reistenţa la rulare;

=aer B lucrul mecanic consumat de reistenţa aerului;

=d B lucrul mecanic consumat de reistenţa la demarare"

Lucrul mecanic al reistentei la rulareS

@xpresia lucrului mecanic al reistenţei la rulare este dat de realaţia:

ciclu0arul F gL ⋅⋅⋅= %9".4$

unde: ma L5gM este masa totală a autovehiculului;

gE2,91 Lms.M B acceleraţia gravitaţionala;

f 0 B coeficientul reistentei la rulare"

7cicluE1019 LmM - lungimea spaţiului parcurs de autovehicul la efectuarea unui ciclu"

+u valorile fEf 0, la parcurgerea ciclului definit mai sus, lucrul mecanic necesar (nvingerii

reistenţei la rulare este:

0a0arul 99#6 g#1,9101#L ⋅⋅=⋅⋅⋅⋅= L`M %9".'$

Lucrul mecanic al reistenţei aeruluiS

9



@xpresia lucrului mecanic al reistenţei aerului este dată de relaţia:

∫ ⋅⋅⋅⋅ρ⋅= i

i6a (34 Ac2

1L

%9".$

unde: jE1,.. L5gm<M este densitatea aerului;

cx B coeficientul de reistenţă al aerului %paragraful <"."<"$; Lm.M B aria secţiunii transversale maxime %paragraful <"."<"$;

vi LmsM B vitea autovehiculului la parcurgerea unei secvente JiD a ciclului;

s> LmM B spaţiul parcurs de autovehicul (n secventa JiD"

+u valorile de mai sus, la parcurgerea ciclului definit mai sus, lucrul mecanic necesar

(nvingerii reistenţei aerului este:

=aer E 2<"400

Ac ⋅⋅

L`M %9".9$Lucrul mecanic al reistenţei la !emarareS

@xpresia lucrului mecani al reistenţei la demarare este dată de relaţia:

∫ ⋅⋅δ⋅= iia( (3aL %9".2$

unde: ma L5gM B masa totală a autovehiculului

k5 B coeficientul de influenţă al maselor aflate (n mişcare de rotaţie c*nd este cuplată treapta

5 de viteă %paragraful <"A"$;

ai Lms

.

M B acceleraţia autovehiculului in secventa JiD considerată;si LmM B spaţiul parcurs de autovehicul (n secventa JiD"

>n funcţie de regimul de deplasare al autovehiculului (n diversele secventele ale ciclului, este

necesar un consum de energie pentru (nvingerea reistenţei aerului numai (n regimul accelerării"

+u valorile de mai sus, la parcurgerea ciclului definit mai sus, lucrul mecanic necesar

(nvingerii reistenţei la demarare este:

( )21a( 09,!9!,69#$,25L δ⋅++δ⋅+δ⋅⋅= L`M %9"<0$

#in devoltarile de mai sus, se obţine pentru lucrul mecanic necesar parcurgerii ciclului @+@ relaţia:

=cicluE 0a 99#6 ⋅⋅ X<"400 Ac ⋅⋅ X ( )21a 09,!9!,69#$,25 δ⋅++δ⋅+δ⋅⋅ %9"<1$

+eterminarea lucrului mecanic necesar !eplas&rii cu vitee constantePentru determinarea consumului de control de combustibil Fegulamentul @+@, consideră

consumul mediu echivalent exprimat (n litri pentru un parcurs de 100 5m din care .4 5m sunt

parcurşi cu vitea constantă vE20 5mh şi .4 5m sunt parcurşi cu vitea constantă vE1.0 5mh

@xpresia lucrului mecanic necesar deplasării cu vitea constantă este:∑ ⋅== iict4 F/L

i L`M %9"<.$

99



unde:

⋅⋅⋅ρ⋅+⋅⋅∑ = 2

iiai 4 Ac2

1 g/

este suma reistentelor la (naintare corespunătoaredeplasării cu vitee constante vi;

vi LmsM este vitea constantă de deplasare %după ca25

6,

904i ==

ms şi respectiv

,6,

1204i ==

ms$;f i B coeficientul reistenţei la rulare corespunătoare viteei constante de deplasare;7iE .4"10< m B parcursul cu vitea viE constantă"

Reolvare:+ate initiale

> 7,------ ."4/g

O> 3-./g4mG8

Ran!ament in!icatt iE -81nt iE -13Ran!ament mecanicm> -Ran!ament transmisieitr> -

ma> 132 ./g-> --1c> -8A> 211 .mG21> 122> 128> 1-=ciclu> 1-1

a$ =ucrul mecanic necesar parcurgerii ciclului @+@ %rel"9"<1$:

=cicluE 0a 99#6 ⋅⋅

X<"400 Ac ⋅⋅

X ( )21a 09,!9!,69#$,25 δ⋅++δ⋅+δ⋅⋅

Lrul>2,,;2

.^Laer> ;1 .^

L!>1,3;37

1 .^

Lciclu>,731

1 .^

b$ =ucrul mecanic necesar parcurgerii distanţei de control de 40 5m pe ciclul @+@:

L->23;2-;

1-G8 .^

92



c$ =ucrul mecanic necesar deplasarii cu vitea constantă de 20 5mh pe distanţa de .4 5m

L;-> 1873,1 1-G8 .^

d$ =ucrul mecanic necesar deplasarii cu vitea constantă de 1.0 5mh pe distanţa de .4 5mL12-> 1201"<1 x10< L`M

e$ +antitatea de combustibil consumată %rel"9".<$:

∑ ∑⋅+⋅+

⋅⋅

η⋅η⋅η⋅γ ⋅=

100

litri2525

F

L50

10E 12090

ciclu

ciclu

tr i

l100

sau, prin inlocuire:

( )

=++⋅

⋅⋅⋅⋅⋅=

100

litri$!,6256.1##00.1252#.2

92,0#5,0,0$5010!6

10E

6

6l100

d1--> 77-33 .l in et

d1-->13-1

.l in int

Date post:	15-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	ionutpreduta
View:	61 times
Download:	2 times

Dinamica Autovehiculelor Rutiere

Documents