auto ii.doc

8/14/2019 Auto II.doc

1/153

Capitolul I

Proiectarea schimbtorului de vitez

1.1 Determinarea raportului de transmitere al transmisiei principale si al

primei trepte a schimbtorului de viteze.

1.1.1 Predeterminarea si definitivarea raportului de transmitere al transmisiei

principale.

Predeterminarea valorii raportului de transmitere al transmisiei principale, i0, se face dincondiia ca automobilul impus prin tema sa ating viteza maxim la deplasarea sa in treaptacea mai rapida a schimbtorului de viteze care este, in general, treapta de priza directa (laschimbtorul de viteze cu trei arbori) sau treapta similara acesteia, cu raport de transmitere

apropiat de unitate (la schimbtorul de viteze cu doi arbori).

Se tie ca:

V !

Pentru viteza ma"ima, relaia devine:

Vma" ,

1


2/153

in care:

# $ (in cazul prizei directe) 0.%$&0.%'

# $ (in cazul schimbtorului de viteze cu doi arbori)

$.0&$.0

*n aceasta faza a proiectului se alege intre limitele menionate in+nd seama si devalorile de la modelele similare. Se alege astfel raportul de transmitere in treapta de priza directa,

0.%.

ezulta astfel

i0(pred) 0.-- 0.-- ./%

*n aceasta relaie 1nP, iar 0.%.

Valoarea predeterminata a raportului i0trebuie definitivata (i0 ef) ca fiind un raport intredoua numere naturale corespunztoare numerelor de dini sau produselor de numere de dini aleroilor dinate in angrenare.

2eci, i0 ef ! p,3 4 5, iar (i0 ef) 6 (i0 pred),

Pentru definitivarea raportului i0se vor alege variante de perechi de numere de din ipornind se la valoarea predeterminata si de la schema cinematica a transmisiei principale. 2aca i07-.0, se adopta o transmisie principala simpla.

2


3/153

*n cazul transmisiei principale simple i0 , unde reprezint numrul de dini ai

coroanei, iar numrul de dini ai pinionului.

8a definitivarea raportului de transmitere al angrena9ului in unghi trebuie sa se aleagnumerele de dini astfel incat raportul efectiv sa fie cat mai apropiat de cel predeterminat sidimensiunile de gabarit ale transmisiei principale sa fie cat mai mici.

Pentru transmisia principala simpla se alege cu valoarea minima care este nsa

dependenta de raportul i0 pred. *n acest sens, pentru tipul de angrena9 conic (ales) se pot folosi

recomandrile firmei ;leason. Se alege astfel $< dini.

ezulta astfel care se va rotun9i la valoarea ntreaga cea mai apropiata, dup care se

recalculeaz raportul de transmitere efectiv i0$.

./%1$< -.// dini.

Se rotun9ete valoarea la ' dini.

=stfel i0$ .- !

2up aceasta, modific+nd numrul de dini ai coroanei sau chiar ai pinionului de atac, sedetermina inca alte doua rapoarte efective i0si i0.

i0 .-'! i0 ./

=legerea uneia dintre cele trei variante de rapoarte de transmitere efective, i0$, i0, sau i0se face reprezent+nd grafic variaia Pr(V) si Prez,0(V).

3


4/153

P[k! 0 $$


5/153

transmitere al transmisiei principale i$ % &'(). ezulta astfel numerele de dini ai pinionului,respectiv ai coroanei:

% / dini. 1+ dini.

1.& Predeterminarea raportului de transmitere al primei trepte a

schimbtorului de viteze' is1

aportul de transmitere al primei trepte se va determina distinct din urmtoarele condi?ii:

@nvingerea pantei ma"ime, impus prin tem!

2eplasare n palier, pe drum modernizat, cu o vitez minim stabilit!

Solicitarea ambreia9ului la cuplare, la pornirea de pe loc!

1.&.1 Determinarea lui is1din condi0ia de pant maxim impus n tema

8a determinarea acestui raport se pune condi?ia ca urcarea pantei ma"ime, pma", s se faccu vitez constant, redus.

2in bilan?ul de trac?iune se ob?ine rela?ia:

is$

, n care rezisten?a specific ma"im a drumului se calculeaz cu rela?ia:

f (0)1cos Apma"B sin Apma", unde Apma" arctg (pma")

Apma" arctg (0,) $/,-0!

C 0.0$/$ 1 cos $/,-0 B sin $/,-0 0,!

5


6/153

is$ ,-!

1.&.& Determinarea lui is1din condi0ia de vitez maxim stabilit

>onsiderarea acestui criteriu are in vedere regimul uniform de miDcare pe un drummodernizat n palier. Etiliz+nd aceast condi?ie, valoarea acestui raport este dat de rela?ia:

is$ 0.--1 0.--1


7/153

is$ 0.$$1 1 0001$'1 .


8/153

. Criteriul aceluia4i interval de vitez in fiecare treapt # conduce la ordonarearapoartelor de transmitere in progresie armonic. =vanta9ul important al eta9rii dupacest criteriu este acela c in domeniul tura?iilor mari puterea furnizat de motor este

mai mare e"ist+nd astfel o capacitate mare de demarare si la viteze mari. 2ezavanta9ulacestui criteriu n faptul c rezult un numr mare de trepte apare o nrut?ire aeconomicit?ii din punct de vedere al consumului de combustibil.

8

acelai interval de

turaie

-ig.& 3ta2area schimbtorului de vitez dup criteriul aceluia4i interval de

tura0ie in fiecare treapt


9/153

. Criteriul aceluia4i interval al for0ei de trac0iune in fiecare treapt # conduce laordonarea rapoartelor de transmitere in progresie aritmetic. =vanta9ul important aleta9rii dup acest criteriu este acela ca asigura un consum redus de combustibil.2ezavanta9ul acestui criteriu const in capacit?i mai mici de demarare, in domeniulvitezelor mari. Kta9area dup acest criteriu se foloseste la autovehicule care e"ecutlucrri tehnologice, in general.

=v+nd in vedere caracteristicile automobilului impus prin tema si condi?iile care se impunacestui tip de automobil (monovolum), se alege ca Di criteriu de eta9are al schimbtorului devitez criteriul aceluia4i interval de tura0ie in fiecare treapt (ordonarea rapoartelor detransmitere in progresie geometric).

1..1 Determinarea numrului minim de trepte de vitez

9

V [km/h]

Acelai interval de

vite!

n [min"1]

-ig. 3ta2area schimbtorului de vitez dup criteriul aceluia4i interval de

vitez in fiecare treapt


10/153

@nainte de determinarea celorlalte rapoarte de transmitere ale schimbtorului de vitez estenecesar sa se determine numrul minim posibil de trepte. =dmi?+nd c nL nv ma" nma", ,numrul minim posibil de trepte, 5min pse ob?ine atunci c+nd nM nN. ezult:

5min p $ B

=stfel , consider+nd tura?ia de moment ma"im nN 000 min#$rezulta:

5min p $ B .a urmare, alura curbei O t (V) esteaceeaDi cu alura curbei momentului ,N(n), adic la o anumita viteza forta de tractiune atingevaloarea ma"ima, dup care ncepe sa scad.

15


16/153

V 0.-- 1

>alculul s#a fcut tinand cont de faptul ca motorul functioneaza la sarcina totala, raza de

rulare ramane permanent constanta, iar randamentul transmisiei s#a considerat t 0.%.

aportul total de transmitere al transmisiei mecanice a automobilului, it i01 isF. *n tabelul $ suntprezentate rezultatele alegandu#se un numr de ' turatii la care se calculeaz viteza si forta detractiune, pentru o cat mai buna apro"imare a caracteristicii de tractiune.

treapta I,uratiile

[min81!9 [5m! " [km#h! -t [5!

n$ '00 $$ '.00


17/153

treapta

IIn$ '00 $$ $.$< -/-

n $


18/153

&.1.& Determinarea performantelor dinamice folosind caracteristica de tractiune

a6 Determinarea vitezei maxime

18

-ig. 7 Caracteristica de tractiune


19/153

Punctul de intersectie dintre curba fortei de tractiune si curba rezistentelor la inaintare (fararezistenta la demarare) determina viteza ma"ima de deplasare pe drumul considerat. Pentrudeterminarea vitezei ma"ime in palier s#a considerat cazul in care autovehiculul ruleaz in palier,(Ap 0). 2e asemenea viteza v+ntului s#a considerat egala cu zero. =stfel rezistenta totala esteconstituita din suma rezistentelor la rulare, la panta si rezistenta aerului.

" [km#h! : rul[5! :a [5! :p [5! : totala[5!

0//./$/

0 0 //./$/

0/


20/153

b6 Determinarea vitezei critice in fiecare treapta de viteza

Viteza critica reprezinta viteza minima de functionare stabila in regim stationar si este maimica decat viteza pentru care forta de tractiune atinge valoarea ma"ima. Viteza critica in fiecaretreapta se stabileste tot cu a9utorul caracteristicii de tractiune. Se considera valoarea ma"ima apantei si anume 0 , iar prin translatarea graficelor rezistentei totale la naintare se determinavitezele critice in fiecare treapta de viteza. =stfel a rezultat:

" [km#h! : rul [5! :a [5! : panta [5! :t [5!

$ //./ 0 /- -0%0

2#

-ig. * Determinarea vitezei maxime cu a2utorul caracteristicii de tractiune

,ab. + "alorile rezistentelor la naintare si ale rezistentei totale


21/153

&$ /


22/153

# Pentru treapta * viteza critica este: Vcr * 0 FmGh!

# Pentru treapta ** viteza critica este: Vcr ** FmGh!

# Pentru treapta *** viteza critica este: Vcr *** FmGh!

# Pentru treapta *V viteza critica este: Vcr *V '' FmGh!

# Pentru treapta V viteza critica este: Vcr V $0 FmGh!

c6 Determinarea pantei maxime pe care o poate urca automobilul

Pentru pantele mari viteza de deplasare a automobilului este relativ mica, deci a 0,

regimul de miscare este uniform, deci d0,si se poate admite cos $! =stfel, panta ma"ima

devine:

Pma" tg tg Qarcsin (

d6 Determinarea regimului de deplasare a automobilului pentru un drum din

macadam' cu o panta de 1$ ;

Pentru un drum din macadam se cunoaste valoarea coeficientului de aderenta " 0.0.

=stfel se calculeaza rezistentele la inaintare ale automobilului pentru conditiile impuse. Seobserva faptul ca pe acesta tip de drum si cu o panta de $0 se poate rula in treapta a ***#a cuviteza de $00 FmGh.

22


23/153

" [km#h! : rul [5!

:a [5!


24/153

&.&.1 Definirea caracteristicii dinamice in toate treptele schimbtorului de viteza la

plina sarcina

Oactorul dinamic 2 este raportul dintre forta de tractiune disponibila, dup ce s#a scazutrezistenta aerului si greutatea automobilului. Oactorul dinamic depinde de viteza si de treapta incare este cuplat schimbtorul de viteza.

2

" [km#h! -t [5! :a [5! =a [5! D [8!

I

'.00


25/153

'/.- %''


26/153

&.&.& Determinarea performantelor automobilului folosind caracteristica dinamica.

a6 Determinarea vitezei maxime

Pentru un drum dat, la viteza ma"ima acceleratia este nula, astfel ca factorul dinamic secalculeaza cu relatia:

2 f cos B sin

26

-ig. ) Definirea caracteristicii dinamice in toate treptele schimbtorului de viteza la

plina sarcina


27/153

Punctul de intersectie al curbei f(V) cu caracteristica dinamica determina tocmai viteza

ma"ima. Se considera 0 grade (viteza ma"ima in palier).

" [km#h! f [8!I

'.00 0.0$/$$.%% 0.0$/0$%.%% 0.0$/0$.%% 0.0$/0.%' 0.0$/0$.%' 0.0$/0-.%' 0.0$/$%.%' 0.0$/$

II $.$< 0.0$/0.%% 0.0$/0.'< 0.0$/0/.$ 0.0$/$


28/153

I"

.$ 0.0$/$/$.


29/153

b6 Determinarea pantei maxime pentru fiecare treapta a schimbtorului de viteza

Pentru inclinri uzuale ale drumurilor si pentru automobilele cu capacitate de trecerenormala e"ista urmtoarea relatie:

p J f R pma" ma"J f

Se poate observa din tabelul / ca valoarea lui ma" este egala cu valoarea lui 2ma"astfel

incat ma"rezulta pentru fiecare treapta de viteza astfel:

29

-ig. / Determinarea vitezei maxime folosind caracteristica dinamica


30/153

# pentru treapta * de viteza: ma" 0.


31/153

III

$.- 0.$/


32/153

c6 Determinarea vitezei critice in fiecare treapta de viteza

Pentru automobilele cu transmisie mecanica in trepte, factorul dinamic atinge o valoarema"ima fiecare treapta, valoare creia ii corespunde tocmai viteza critica si la care se nvingerezistenta specifica ma"ima a drumului.

=stfel vitezele critice citite de pe caracteristica dinamica sunt:

# Pentru treapta * viteza critica este: Vcr * 0 FmGh!

# Pentru treapta ** viteza critica este: Vcr ** / FmGh!

# Pentru treapta *** viteza critica este: Vcr *** % FmGh!

# Pentru treapta *V viteza critica este: Vcr *V '' FmGh!

32

-ig. 1$ Determinarea pantei maxime in fiecare treapta a schimbtorului de viteza


33/153

# Pentru treapta V viteza critica este: Vcr V $< FmGh!

d6 Determinarea regimului de deplasare a automobilului pentru un drum din

macadam' cu o panta de 1$ ;

Pentru un drum din macadam se cunoaste valoarea coeficientului de aderenta " 0.0.

=stfel se calculeaz rezistentele la inaintare ale automobilului pentru conditiile impuse. Seobserva din Oig. $$ faptul ca pe acesta tip de drum si cu o panta de $0 se poate rula in treapta a***#a cu viteza de $00 FmGh.

" [km#h! : rul [5!

:a [5!


34/153

e6 >tabilirea domeniului de aderenta pe un drum acoperit cu zpada bttorita

>onditia de inaintare a automobilului este definita de dubla inegalitate:

, unde este reactiunea normala la rotile motoare. 8a limita de aderenta , iar factorul

dinamic limitat de aderenta are e"presia:

34

-ig.11 Determinarea regimului de deplasare pentru drumul considerat


35/153

2

eactiunea normala la rotile motoare se calculeaza cu formula:

0./ 1 ;a1c , unde c este coeficientul de incarcare dinamica a puntii. Se alege c 0.%.

0./ 1 -0 10.% $/$ 5

Pentru drum cu zpada bttorita se alege coeficientul de aderenta " 0.$'.

" [km#h!D [8!

*'.00 0.$$

$.%% 0.$$$%.%% 0.$$

$.%% 0.$$.%' 0.$$$.%' 0.$$-.%' 0.$0%.%' 0.$0

**$.$< 0.$$.%% 0.$$.'< 0.$$/.$ 0.$$


36/153

-.-< 0.$0.% 0.$0%.$ 0.$0-0.$0 0.$0'/.- 0.0%$0.


37/153

Pentru valoarea data a factorului de aderenta, curbele factorului dinamic situate deasupra

lui 2 nu pot fi utilizate deoarece se depaseste aderenta.

37

-ig.1& >tabilirea domeniului de aderenta pentrudrumul considerat


38/153

&. ,rasarea caracteristicilor acceleratiei

&..1 Definirea caracteristicii pornind de la caracteristica dinamica

>aracteristica acceleratiilor este functia care e"prima dependenta acceleratiei automobiluluiin functie de viteza sa, pentru toate treptele schimbtorului de viteza , cand motorul functioneazala sarcina totala.

*n cazul autoturismelor se poate utiliza relatia :

F $.0< B 0.001io1isF

, unde Feste coeficientul de influenta a maselor in miscare de rotatie din schimbatorul de viteza

in treapta F, diferita de prima treapta.

=cceleratia automobilului este definita cu a9utorul caracteristicii dinamice de relatia:

a QmGs

38

,ab.11 "alorile acceleratiei automobilului functie de viteza acestuia


39/153

>u a9utorul Tab. $$ se calculeaza valoarea acceleratiei medii pentru fiecare treapta aschimbatorului de viteza. ezulta astfel urmatoarele valori ale acceleratiei medii:

# pentru treapta * de viteza: a med .'$ mGs!

# pentru treapta a **#a de viteza: a med . mGs!

# pentru treapta a ***#a de viteza: a med $.< mGs!

39

-ig.1 Caracteristica acceleratiilor


40/153

# pentru treapta a *V#a de viteza: a med 0.u a9utorul graficului inversuluiacceleratiei functie de viteza automobilului se aleg factorii de scara astfel:

# $Q FmGh pQmm

# $ Qs

Gm 3 Qmm=stfel, timpul de demarare va fie gal cu:

td

Se considera ca trecerea dintr#o treapta in alta se face instantaneu. Pentru treapta intai si a

doua se alege o mrime a intervalelor V FmGh, iar pentru treapta a treia, a patra si a cincea

V $0 FmGh. ezultatele obtinute sunt prezentate in =ne"a $ paginile $#. 2e e"emplu :

# pentru treapta intai timpul total de demarare de la 0 la 0 FmGh este de: td* .- s!

4#


41/153

# pentru treapta a **#a timpul total de demarare de la 0 la /0 FmGh este de: td** . s!

# pentru treapta a ***#a timpul total de demarare de la /0 la $00 FmGh este de: td*** -. s!

# pentru treapta a *V#a timpul total de demarare de la '0 la $0 FmGh este de: td*V $0. s!

# pentru treptele a V#a timpul total de demarare de la /0 la $


42/153

0


43/153

caracteristica e"terna pana la o viteza egala cu 0.% din viteza ma"ima a automobilului.>aracteristica timpului de demarare este prezentata in Oig.$aracteristica spatiului de demarare este functia care e"prima dependenta spatiului dedemarare in functie de viteza automobilului cand schimbatorul de viteza trece prin toate eta9ele,

43

-ig.1+ Caracteristica timpului de demarare


44/153

iar motorul functioneaza pe caracteristica e"terna pana la o viteza egala cu 0.% din viteza ma"imaa automobilului. Se calculeaza spatiile de demarare pentru fiecare treapta de viteza in parte, acestcalcul facandu#se cu a9utorul metodei grafo#analitice. >u a9utorul graficului inversuluicaracteristicii de demarare functie de viteza automobilului pentru fiecare treapta de viteza se alegfactorii de scara astfel:

# $Q FmGh pQmm

# $ Qs r Qmm

=stfel, spatiul de demarare va fie gal cu:

sd

Se considera ca trecerea dintr#o treapta in alta se face instantaneu. Pentru toate treptele se

alege o mrime a intervalelor V $0 FmGh,. ezultatele obtinute sunt prezentate in =ne"a $

pagina -, si anume:

# demara9ul de la 0 J


45/153

$0 $0

>aracteristica spatiului de demarare este reprezentata in Oig. $

45

-ig.17 Caracteristica spatiului de demarare


46/153

Pentru compararea calitatilor de demarare ale automobilelor se folosesc urmatorii paramatrisintetici:

# timpul necesar parcurgerii primilor 00m a rezultat un timp de . secunde!

# timpul necesar parcurgerii primilor $000m a rezultat un timp de < secunde!

# timpul necesar atingerii unei viteze egale cu 9umatatea vitezei ma"ime a rezultat un timp

de $$ secunde!

# timpul necesar atingerii vitezei ma"ime a rezultat un timp de apro"imativ tudiul solutiilor posibile pentru schimbtorul de viteze si alegerea

solutiilor

.1 >curta 2ustificare a prezentei schimbatorului de viteze pe automobil

Schimbatorul de viteze este al doilea organ al transmisiei automobilului, in sensul detransmitere a miscarii de la motor, av+nd urmtoarele functii:

# permite modificarea fortei de tractiune in functie de variatia rezistentelor la naintare# permite mersul inapoi al automobilului, fara a inversa sensul de rotatie a motorului

# realizeaz ntreruperea ndelungata a legturilor dintre motor si restul transmisiei in cazulin care automobilul sta pe loc cu motorul in functiune

Schimbatorul de viteze a unui automobil trebuie sa ndeplineasc urmtoarele conditii:

# sa asigure calitati dinamice si economice bune# sa prezinte siguranta in timpul functionarii# sa prezinte o constructie simpla, rezistenta si sa fie usor de manevrat

46


47/153

# sa prezinte o functionare fara zgomot si sa aib un randament cat mai ridicat# sa aib o rezistenta mare la uzura# sa fie usor de intretinut

.& Prezentarea unui schimbtor de viteze asemntor cu cel care seproiecteaz si evidentierea solutiior constructive

47


48/153

Schimbtorul de viteza din Oig. $/ este detip monobloc Di nglobeaz n aceeaDi carcas Didiferen?ialul. Transmisia este dispusa transversal mpreuna cu motorul.

Schimbtorul de viteza este de tipul celor cu arbori si are trepte de viteza de mersnainte sincronizate, treapta a patra fiind cea de priza directa si o treapta de mers napoinesincronizata.Necanismul reductor se compune din doi arbori: primar si secundar si un carter.Schimbtorul de viteza cu doi arbori este dispus intr#un carter comun cu diferentialul si cutransmisia principala. Transmiterea momentului motor intre cei doi arbori se face in toate trepteleprin intermediul unui singur angrena9 de roti din?ate. 2e aceea randamentul unui astfel deschimbtor de viteze este mai mare comparativ cu schimbtorul de viteze cu trei arbori.

2iversele trepte ale cutie de viteze se obtin prin deplasarea pe arborele secundar asincronizatoarelor. 8a schimbtorul de viteze cu doi arbori se obtine o treapta de pseudo prizadirecta prin cuplarea directa a treptei corespunzatoare cu a9utorul sincronizatorului.

48

-ig.1* >chimbtor de viteze asemntor cu cel care se proiecteaz


49/153

Treapta de mers napoi utilizeaz un pinion suplimentar fara sincronizator montat pe unarbore separat, dimensiunea pinionului fiind aleasa astefl incat sa se obtina forta de tractiunenecesara pentru mersul napoi.

Sincronizatoarele folosite sunt de tip U;#I=5K si avem cate unul pentruperechile de trepte: B$, omanda treptelor se face manual. >omanda manuala este la r+ndul ei directa, cu manetape capacul cutiei de viteze. Naneta este prevzuta cu o articulatia sferica pentru a putea oscila inlocasul sferic, cu scopul e"ecutrii operatiilor de cuplare a treptelor. *n capacul schimbtoruluide viteze pot culisa mai multe ti9e, pe care sunt fi"ate furcile ce comanda sincronizatoarele.=ceste furci au niste locasuri in forma de E, in care intra capatul inferior al levierului

49

-ig.1( 9ecanismul de comanda a schimbtorului de viteze


50/153

schimbtorului de viteze. Pentru cuplarea unei trepte, conductorul deplaseaz maneta in plantransversal, in dreapta sau stinga, astfel incit captul inferior al manetei sa intre in locasul informa de E al ti9ei respective. =poi, prin deplasarea manetei in plan longitudinal, nainte saunapoi, ti9a culiseaz si deplaseaz odat cu ea furca pe care o poarta, cupl+nd treaptacorespunztoare. ezulta ca, pentru cuplarea unei trepte, sunt necesare doua operatii: selectarea

(alegerea) treptei si cuplarea propriu#zisa a treptei.

2ispozitivul de fi"are a treptelor e"clude posibilitatea autocuplarii si autodecuplariitreptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor. Sistemul de comanda a cuplriieste cu bile. =stfel pentru fi"area treptelor, fiecare ti9a culisanta, are pe partea superioara treilocasuri semisferice in care intra o bila astfel incat sa nu permit deplasarea de la sine a ti9eiculisante datorita vibratiilor sau fortelor a"iale produse la angrenarea rotilor dintate, ci numai subefortul depus de conductor.

2ispozitivul de blocare a treptelor e"clude posibilitatea cuplri concomitente a mai

multor trepte, blocarea treptelor de viteza obtinandu#se prin intermediul unor bile prevazute intr#un locas lateral aflat in fiecare ti9a.

>arterul schimbtorului de viteze se compune din carterul propriu#zis si din capacelesuperior, anterior, posterior si lateral.

. Prezentarea si analiza solutiilor constructive pentru componentele

schimbtorului de viteze

?rborele primarface corp comun cu pinionul angrena9ului permanent si serveste dreptreazem pentru arborele secundar. =rborele primar al cutiei se reazem pe doi rulmen?i. 5umai unrulment preia forte a"iale, celalalt are posibilitatea sa se deplaseze a"ial. *n Oig. $' este prezentatcazul in care avem un rulment cilindric cu bile n partea dinspre ambreia9 (inelul interior estepresat pe arbore) si unul cilindric cu role n partea dinspre capacul schimbatorului de viteze $.

5#


51/153

@agarul din fata al arboreluieste dispus in volantul motorului fiind un lagr cu rulmenti

radiali, rulmentul $ put+ndu#se spri9ini fie in arborele cotit si in volantul , Oig. $% a, fie doar involant, Oig. $% b, ceea ce este mai usor de realizat tehnologic. Enele autoturisme au lagrulanterior sub forma unui lagr de alunecare sau un lagr cu rulmenti cu role ace, Oig $% c.

51

-ig.1) ?rborele primar si solutii de rulmenti pentru arborele primar


52/153

@agrul din spate al arboreluise gaseste in carterul schimbtorului de viteze si preia siforte a"iale. *n general, lagrul posterior este un lagr cu rulmenti radiali cu bile. Ena dintresolutiile cele mai des nt+lnite o regsim in Oig. 0 si prezint solutia la care inelul e"terior alrulmentului este fi"at in orificiul carterului de catre inelul elastic < si flansa -. 2imensiunilelagarului posterior al arborelui primar se adopta adesea nu pe baza de calcul, si din considerenteconstructive, astfel incat arborele primar impreuna cu pinionul sa se introduca prin orificiullagarului.

52

-ig.1/ >olutii constructive pentru lagrul din fata al arborelui primar

-ig.&$ >olutie constructiva pentru lagrul din spate al arborelui primar


53/153

2imensiunile lagrului posterior al arborelui primar se adopta adesea nu pe baza de calcul,

ci din considerente constructive, astfel incat arborele primar mpreuna cu pinionul sa se introducprin orificiul lagrului.

?rborele secundaral schimbtorului de viteze se spri9in cu partea anterioara pe arboreleprimar, iar cu partea posterioara in carterul schimbtorului de viteze. 8agrul anterior alarborelui secundar in ma9oritatea cazurilor este un lagr cu rulmenti role#ace fara inel interior sie"terior. vedere e"plodata a arborelui secundar o intalnim in figura Oig. $ in care putemidentifica urmtoarele elemente: saiba distantiera ($), pinion treapta a *V#a () , inelsincronizator (), butuc sincronizator tr. ***#*V (olutii constructive pentru arborele secundar


54/153

vedere e"plodata a arborelui secundar impreuna cu treptele de viteza corespunzatoarerotilor dintate de pe acesta este prezentata in figura Oig. .

=rborele secundar este prevzut cu caneluri pe care se monteaza sincronizatoarele pentruobtinerea treptelor prin roti dintate permanent angrenate. otile dintate de pe arborele secundarse rotesc libere ele fiind cuplate in procesul schimbarii treptelor prin intermediulsincronizatoarelor solidare cu arborele (Oig. ).

54

-ig.& >olutie constructiva pentru montarea rotilor dintate pe arborele secund

-ig.&& >olutii constructive pentru arborele secundar


55/153

*n Oig. < se prezinta cazul in care roata dintata este montata pe arborele secundar prinintermediul unui rulment cu role#ace. Engerea se realizeaza prin canalul $0 din interiorularborelui.

Cuplarea treptelor cu sincronizatoare

Prin sincronizare se urmareste ca, nainte de cuplarea treptei, vitezele unghiulare ale rotilorce urmeaza a fi in angrenare sa se egalizeze, astfel incit cuplarea acestora sa se faca fara socuri.=vanta9ele sincronizarii sunt urmatoarele: se elimina zgomotele, se mareste durabilitatea rotilordintate, se usureaza conducerea prin micsorarea timpilor morti intre schimburile treptelor deviteze.

Sincronizatorul conic cu inertie cu inele de blocare este prezentat in Oig. . Pinionul $ al

arborelui primar se afla in angrenare permanenta cu roata dintata $- a arborelui intermediar.oata dintata - este montata liber pe arborele secundar si este in angrenare permanenta cu roatadintata $' a arborelui intermediar. Pinionul $ si roata dintata - sunt e"ecutate dintr#o singurabucata cu coroanele dintate si, respectiv / si sunt prevazute cu suprafete tronconice $ si $olutie constructiva pentru fixarea rotilor libere pe arborele secundar


56/153

mansonului se gaseste dispusa coroana culisanta $0, prevazuta cu dantura interioara. >oroanaeste prevazuta la e"terior cu un guler pentru furca de actionare


57/153

Ounctionarea sincronizatorului in vederea cuplarii unei trepte cuprinde mai multe etape.*n continuare se prezinta functionarea sincronizatorului la cuplarea prizei directe.

Sub actiunea momentului de frecare, se produce egalarea vitezelor arborelui secundar sipinionului $ (care realizeaza prin cuplare priza directa). Pentru aceasta coroana si mansonul,

solidarizate prin bilele , mpreuna cu pastile , se deplaseaza spre st+nga cu a9utorul furcii


58/153

piesa de cuplare ' cu dantura e"terioara. Pe corpul cilindric al acestor piese se monteaza cate unsegment elastic (inelul sincronizatorului), asigurat a"ial cu un inel de siguranta $ si pozitionatpe piesa de cuplare ' prin pintenul $/ care intra in fanta segmentului. Suprafata e"terioara asegmentilor elastici este profilata, fiind compusa dintr#o suprafata conica racordata la o suprafatacilindrica. Uutucul / al sincronizatorului este montat pe canelurile arborelui < si are la e"terior

trei ghida9e - pe care poate culisa mansonul $ daca este comandat de furca. Pe interiorulmansonului este prelucrata dantura de cuplare intrerupta in trei locuri de locasurile $$ pentrughida9ele butucului. 2iametrul interior al mansonului este mai mic decat diametrul e"terior alinelelor elastice.

8a inceputul cuplarii sub actiunea furcii de comanda, mansonul $ se deplaseaza sprepinion si intra in contact cu portiunea conica a segmentului elastic determinand comprimareaacestuia si aparitia unui moment de frecare intre inelul solidar la rotatie cu roata prin piesa ' sidintii mansonului. Oortele de frecare care apar actioneaza in sensul deschiderii segmentului! semareste momentul de frecare si se impiedica deplasarea mansonului in sensul cuplarii cu dantura

piesei '. Sincronizatorul prezinta astfel un efect de autoamplificare, mentinut pana la egalizareavitezelor unghiulare ale rotii si arborelui care se produce foarte rapid. 2upa egalizarea acestorviteze unghiulare, mansonul poate comprima inelul care intra in santul central a danturiimansonului si se produce cuplarea, mansonul fiind mentinut in aceasta pozitie de elasticitateainelului si impiedicandu#se decuplarea accidentala a treptei.

58

-ig.&* >incronizatorul cu servoefect


59/153

:otile dintatefolosite atat la arborele primar cat si la cel intermediar sunt roti dintate cudantura inclinata (Oig. -). *n general, rotile dintate ale treptelor inferioare (cu diametru mic) faccorp comun cu arborele, iar rotile dintate ale treptelor superioare sunt confectionate separat si se

monteaza pe rulmenti cu role ace pe arbore.

W

59

-ig.&( ,ipuri de roti dintate folosite la schimbtorul de viteze


60/153

Comanda treptelor se realizeaza prin intermediul unor leviere (comanda e"terna) si prinintermediul furcilor si ti9elor culisante (comanda interna).

>omanda directa cu maneta asezata pe capacul schimbatorului de viteze este reprezentatain Oig. '.

Naneta este prevazuta cu articulatia sferica ',pentru a putea oscila in locasul sferic - alcutiei de viteze,cu scopul e"ecutarii operatiilor de cuplare a treptelor. *n capacul - pot culisati9ele si /,pe care sunt fi"ate furcile < si,respectiv . =ceste furci au niste locasuri in forma deE, in care intra capatul inferior al manetei $. Oiecare furca poate comanda succesiv doua trepte.=rticulatia sferica ' este apsata in locasul sau de arcul .

Pentru cuplarea unei trepte, conducatorul deplaseaza maneta $, in plan transversal, indreapta sau st+nga (sagetile =#=), astfel incat capatul inferior al manetei sa intre in locasul informa de E al ti9ei , respectiv /. =poi, prin deplasarea manetei in plan longitudinal, nainte sauinapoi (sagetile U#U), ti9a culiseaza si deplazeaza odata cu ea furca pe care o poarta, cupl+ndtreapta corespunzatoare.

ezulta ca, pentru cuplarea unei trepte, sunt necesare doua operatii: selectarea (alegerea)treptei si cuplarea propriu#zisa a treptei

6#

-ig.&) ?nsamblul comenzii directe cu maneta asezata pe capacul schimbtorului de viteze


61/153

?nsamblul comenzii externeeste situat la partea superioara a cutiei de viteze prindereasa pe carterul mecanisme realiz+ndu#se prin intermediul unor suruburi (). =ceasta comandaeste formata din levierul () si bieleta sa (


62/153

Dispozitivul de fixare a treptelor e"clude posibilitatea autocuplarii si autodecuplariitreptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor si este prezentat in Oig. $. 8aautomobile, dispozitivele de fi"are cele mai raspindite sint cele cu bile.

62

-ig.$ ?nsamblul comenzii externe a treptelor schimbtorului de viteze

-ig.1 Dispozitivul de fixare


63/153

Pentru fi"area treptelor, fiecare ti9a culisanta , are pe partea superioara trei locasurisemisferice in care intra bila $, apasata de arcul . 8ocasurile e"treme ale ti9ei corespund celordoua trepte pe care le realizeaza furca respectiva, iar cel din mi9loc pozitiei neutre. 2istanteledintre aceste locasuri trebuie astfel alese incit bila $ sa nu permit deplasarea de la sine a ti9eiculisante datorita vibratiilor sau fortelor a"iale produse la angrenarea rotilor dintate, ci numai

sub efortul depus de conducator.

Dispozitivul de blocare a treptelor e"clude posibilitatea cuplari concomitente a maimultor trepte.

*n Oig. este prezentata schema de functionare a dispozitivului de blocare a treptelorunei cutii de viteze cu patru trepte.

Xavorirea treptelor de viteza se obtine prin practicarea unui locas lateral in fiecare ti9a ,astfel incit boltul (zavorul) $ sa impidice cuplarea simultana a doua trepte. Enele scheme de

organizare prevad in locul boltului $, cite doua bile.

Ti9ele culisante e"treme $ si sint prevazute in plan orizontal pe partea interioara cu cite

un locas semisferi. Ti9a centrala este prevazuta in plan orizontal cu cite doua locasurisemisferice. *n dreptul locasurilor, ti9a centrala este prevazuta cu un orificiu in care se monteazastiftul


64/153

*n cazul deplasarii ti9ei e"treme $ se va actiona asupra bilelor , scotindu#le din locasul eisi obligindu#le sa inter in locasul ti9ei centrale . *n momentul in care bilele au intrat in locasulti9ei centrale, ele vor deplasa stiftul < din locas in locasul din cealalta parte a ti9ei . Prin aceastadeplasare, stiftul < va deplasa bilele / sa intre in locasul ti9ei . *n acest fel, ti9ele si sintzavorite in pozitia neutra: Prin deplasarea ti9ei se vor zavori ti9ele $ si .

alta solutie constructiva pentru dispozitivul de blocare este prezentata in Oig. .

2ispozitivul de blocare pentru mers napoi este realizat sub forma scoabei apsata in 9osde arcul$. Naneta nu poate intra in locasul ti9ei culisante a mersului inapoi decat dupa ridicareascoabei cu a9utorul m+nerului < si a ti9ei deasupra umrului furcii respective.

Ulocarea a"elor de comanda se poate face si prin intermediul unor stifturi cilindrice $/(Oig.), stifturi ce se gasesc in orificii din carterul ambreia9#diferential.

=nsamblul de elemente < din Oig.< reprezinta dispozitivul 8>TK=E ce nu permitecuplarea accidentala a treptei de mers inapoi atunci cand se trece din treapta a V#a in treapta a*V#a .

64

-ig. >olutie constructiva a dispozitivului de blocare pentru treapta de mers inapoi


65/153

Carterul mecanisme

*n Oig. se prezinta carterul mecanisme ($) al >.V. impreuna cu elementele ce semonteaza pe acesta.

>apacul din tabla ambutisata (') prevzut cu garnitura din cauciuc (-) asigura spatiulnecesar treptei corespunztoare acelei pozitii din schimbtorul de viteze, respectiv etansareaacesteia. >apacul se monteaza pe carterul schimbatorului de viteze. prin intermediul a trei

suruburi (%), si este prevzut la interior cu un 9gheab colector de ulei si o conducta ce asiguraungerea ansamblului pinion J arbore primar.

K5*O8=2E8 () prevazut cu furtunul () are rolul de a colecta vaporii de ulei care dupacondensare sunt retrimisi in carterul mecanisme. Totodat acest element din masa plasticaasigura si legtura cu atmosfera pentru a se evita aparitia suprapresiunii in interiorulschimbtorului de viteze.

65

-ig.+ Dispozitiv de blocare cu stifturi cilindrice si dispozitivul @AC,3?B


66/153

Ygheabul din material plastic ($) se clipseaza pe interiorul carterului la partea superioaraa acestuia si are rolul de a colecta uleiul provenit din barbotare pentru a#l trimite la pinioaneletreptelor de viteza si la interiorul arborelui primar .

Uusonul (/) din material plastic prevazut cu garnitura () a9uta la verificarea nivelului deulei si la completarea acestuia.

*n Oig. se mai disting:

# contactorul pentru mersul inapoi ($)

# suruburile pentru asamblarea carterului mecanisme cu carterul ambreia9#diferential ($0)

# bucDe de centrare ale carterelor (< si $$)

66

-ig.7 Carterul mecanisme


67/153

Carterul ambreia2 8 diferential

>arterul ambreia9#diferential ($) din Oig. / este realizat din aluminium turnat subpresiune.

8a partea anterioara a carterului avem ansamblul rulment de presiune Jtub de ghidare (),ansamblu ce se fi"eaza pe carter prin intermediul a doua suruburi (). 8a partea inferioara avemin interiorul schimbatorului de viteze o rondela magnetica (/) ce foloseste la colectareaparticulelor metalice aflate in uleiul de ungere si provenite in urma procesului de uzare, dar si lao serie de operatii ale proceselor de montare J remontare. Tot la partea inferioara a carteruluiavem busonul de golire (


68/153

Capacul spatepoate con?ine urmtoarele elemente: ansamblul pinionului de Filometra9$, palierul a"ului de comand al schimbatorului de viteze , levierul basculant mpreun cudegetul cuttor , tachetul unei trepte de viteza. Pentru unele schimbtoare de viteze capaculspate mai poate con?ine palierul cu cel de#al treilea rulment al arborelui secundar mpreun cusimeringul su de etanDare. varianta de capac spate este prezentata in Oig. -.

.+ ?legerea 2ustificata a solutiilor constructive pentru schimbatorul de viteze

ce se proiecteaza

>chimbtorul de vitezaales este de tip monobloc Di nglobeaz n aceeaDi carcas Didiferen?ialul. Transmisia este dispusa transversal mpreuna cu motorul si din acest motiv se alegeschimbtorul de viteza de tipul celor cu arbori cu trepte de viteza, treapta a patra fiind cea depseudo priza directa. Necanismul reductor se compune din doi arbori: primar si secundar si uncarter. Transmiterea momentului motor intre cei doi arbori se va face cu a9utorul mai multorperechi de roti din?ate.

?rborele primarse va rezema pe doi rulmen?i, numai unul dintre acestia va prelua fortea"iale, celalalt aavand posibilitatea sa se deplaseze a"ial. Se prefera cazul in care avem unrulment cilindric cu bile n partea dinspre ambreia9 (inelul interior este presat pe arbore) si unrulment cilindric cu role n partea dinspre capacul schimbatorului pentru a putea prelua fortelea"iale.

68

-ig.( Capacul spate al schimbtorului de viteze

$


69/153

@agarul din fata al arboreluieste dispus in volantul motorului fiind un lagr cu rulmenti

radiali, rulmentul put+ndu#se spri9ini doar in volant, solutie preferata deoarece este mai usor de

realizat tehnologic.

@agrul din spate al arboreluice se gaseste in carterul schimbtorului de viteze si preia siforte a"iale se alege a fi un lagr cu rulmenti radiali cu bile, deoarece este una dintre solutiilecele mai des nt+lnite la acest tip de automobil. 2e asemenea se prefera solutia la care inelule"terior al rulmentului, pentru a prelua forte a"iale, este fi"at in ambele sensuri cu a9utorul unuiinel elastic si al unei flanse. Prin str+ngerea flansei de carcasa se fi"eaz si inelul e"terior.=sigurarea concentricitatii capacului cu arborele primar care serveste si la ghidarea mansonuluide decuplare a ambreia9ului, se realizeaz tot prin centrarea pe inelul e"terior al rulmentului.

*nelul interior al rulmentului se fi"eaz pe arborele primar spri9inindu#se in dreapta pe umarularborelui, iar in st+nga este str+ns cu a9utorul unei piulite de e"emplu cu caneluri care se asiguracu o siguranta. Se prevede de asemenea un manson din cauciuc care va servi la etansareaschimbtorului de viteze.

8a schimbtorul de viteze cu trei arbori ales, arborele secundar se va spri9ini cu parteaanterioara pe un rulment cu role ace montat in partea posterioara a arborelui primar.

?rborele secundaral schimbtorului de viteze se spri9in cu partea anterioara pe arboreleprimar, iar cu partea posterioara in carterul schimbtorului de viteze. 8agrul anterior alarborelui secundar se alege un lagr cu rulmenti role#ace fara inel interior si e"terior pentru ungabarit cat mai redus. =rborele secundar va fi prevzut cu caneluri pe care se monteazasincronizatoarele pentru obtinerea treptelor prin roti dintate permanent angrenate. otile dintatede pe arborele secundar se rotesc libere ele fiind cuplate in procesul schimbarii treptelor prinintermediul sincronizatoarelor solidare cu arborele.

>incronizatoarelece se vor folosi sunt de tip conic cu inertie, cu inele de blocare marca

U;#I=5K deoarece aceste au o fiabilitate si o calitate a fabricatiei dovedita si sunt deasemenea si cele mai folosite tipuri de sincronizatoare pentru acest tip de schimbator de viteze.=stfel vom avea cate un sincronizator pentru fiecare pereche de trepete si anume pentru perechilede trepte: B$, B, pentru marsarier si pentru treapta a patra aceasta din urma fiind treapta depriza directa. =stfel avem trepte sincronizate pentru mersul nainte Di o treapt sincronizatpentru mersul napoi astfel incat se elimina zgomotele de functionare, se mareste durabilitatea

69


70/153

rotilor dintate si se usureaza conducerea prin micsorarea timpilor morti intre schimburiletreptelor de viteze. >omanda treptelor se face manual.

Comanda treptelor se va realiza prin intermediul unui levier (comanda e"terna) si prinintermediul furcilor si ti9elor culisante (comanda interna). >omanda directa se va realiza prin

intermediul unei manete asezata pe capacul schimbatorului de viteze.

Dispozitivul de fixarea treptelor ce e"clude posibilitatea autocuplarii si autodecuplariitreptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor se alege cel cu bile deoarece estecel mai des utilizat mecanism de acest fel. =stfel nu se va permite deplasarea de la sine a ti9eiculisante datorita vibratiilor sau fortelor a"iale produse la angrenarea rotilor dintate, ci numai subefortul depus de conducator.

Dispozitivul de blocarea treptelor ce e"clude posibilitatea cuplari concomitente a maimultor trepte. Ulocarea a"elor de comanda se va face prin intermediul unor stifturi cilindrice,

stifturi ce se gasesc in orificiile din carterul ambreia9#diferential. 2e asemenea se va folosi sidispozitivul 8>TK=E ce nu permite cuplarea accidentala a treptei de mers inapoi atunci candse trece din treapta a V#a in treapta a *V#a .

Carterul mecanisme va fi format dintr#un capac din tabla ambutisata prevzut cuogarnitura din cauciuc ce asigura spatiul necesar treptei corespunztoare acelei pozitii dinschimbtorul de viteze, respectiv etansarea acesteia. >apacul se va monta pe carterulschimbatorului de viteze. prin intermediul a trei suruburi, si va fi prevzut la interior cu un9gheab colector de ulei si o conducta ce asigura ungerea ansamblului pinion J arboreprimar.eniflardul va fi prevazut cu un furtun ce va avea rolul de a colecta vaporii de ulei care

dupa condensare sunt retrimisi in carterul mecanisme. Totodat acest element din masa plasticava asigura si legtura cu atmosfera pentru a se evita aparitia suprapresiunii in interiorulschimbtorului de viteze. 2e asemenea se prevede si un 9gheab din material plastic ce seclipseaza pe interiorul carterului la partea superioara a acestuia si care va avea rolul de a colectauleiul provenit din barbotare pentru a#l trimite la pinioanele treptelor de viteza si la interiorularborelui primar. =nsamblul va fi completat de un busonul din material plastic prevazut cu ogarnitura ce vor a9uta la verificarea nivelului de ulei si la completarea acestuia.

Carterul ambreia2 8 diferential va fi realizat din aluminium turnat sub presiune. 8apartea anterioara a carterului vom avea ansamblul rulment de presiune Jtub de ghidare, ansamblu

ce se fi"eaza pe carter prin intermediul a doua suruburi. 8a partea inferioara va fi prevazut ininteriorul schimbatorului de viteze o rondela magnetica ce foloseste la colectarea particulelormetalice aflate in uleiul de ungere si provenite in urma procesului de uzare, dar si la o serie deoperatii ale proceselor de montare J remontare. Tot la partea inferioara a carterului vom aveabusonul de golire ce va fi prevazut cu o garnitura de etansare.

Capacul spatepoate va con?ine in functie de conditiile tehnologice urmtoarele elemente:ansamblul pinionului de Filometra9, palierul a"ului de comand al schimbatorului de viteze. 2e

7#


71/153

asemenea capacul spate va mai putea con?ine palierul cu cel de#al treilea rulment al arboreluisecundar mpreun cu simeringul su de etanDare.

Capitolul I"

>tabilirea schemei de organizare a schimbtorului de viteze si determinarea

numrului de dinti pentru rotile dintate

+.1 >tabilirea schemei de organizare a schimbtorului de viteze

Pe baza concluziilor de la capitolul al treilea se realizeaza scema cinematica aschimbtorului de viteze ales. *n aceasta schema nu este reprezentat mersul inapoi. Schema esteprezentata in Oig. '.

71


72/153

>u indicii $,,,


73/153

>u a9utorul acestor dimensiuni s#au facut calculele apro"imative ale dimensiunilorarborilor primar si secundar si astfel au rezultat (Oig. %):

# lungime arbore primar %0 mm!# lungime arbore secundar 0 mm!

+.& Determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate

Se noteaza cu zp$,,..numerele de dinti ale rotilor dintate ce se gasesc pe arborele primar,iar cu zs$,,..numerele de dinti ale rotilor dintate ce se gasesc pe arborele secundar. >unoscand

73

-ig.) Dimensiunile arborilor primar si secundar si distantele dintre rulmentii arborilor


74/153

rapoartele de transmitere ale schimbatorului de viteze se poate efectua dimensionarea transmisieiprincipale.

+.&.1 Predeterminarea modulului rotilor dintate si a distantei dintre axe

Nodulele rotilor dintate se determina functie de tipul automobilului si valoareamomentului ma"im ce trebuie transmis. valoare apro"imativa a modulului rotilor dintate se

poate determina cu a9utorul diametrului pitch (2P) si anume m . =vand in vedere ca

momentul ma"im ce trebuie transmis este de < 5m si ca toate rotile dintate au danturainclinata rezulta diametrul pitch 2P $0. =stfel , modulul este .


75/153

aZ mn1 1 -' mm!

>unoscand distanta dintre a"e a % () mm si punand conditia ca aceasta distanta sa

ramana pentru toate treptele schimbatorului de viteze constanta se calculeaza cu a9utorulrapoartelor de transmitere numerele de dinti pentru restul de trepte ramase, modelarea facandu#se

dupa valorile unghiului .

Pentru treapta a II8araportul de transmitere este: is&% &.7+. Se alege zp&% &1 dinti sirezulta astfel:

zs is1zp .< 1 $ .< dinti.

Pentru ca numere de dinti ale rotilor dintate z s si zpsa fie numere prime intre ele, se

considera valoarea rotun9ita a numarului de dinti si se alege zs&% 7 dinti. 2istanta dintre arboritrebuie sa ramana constanta si astfel rezulta unghiul de inclinare a rotilor dintate pentru treapta a**#a si anume:

arccos arccos $'.


76/153

Pentru ca numere de dinti ale rotilor dintate z s


77/153

# pentru treapta a ***#a valoarea reala a raportului de transmitere este: is $.!

# pentru treapta a *V#a valoarea reala a raportului de transmitere este: is# pentru treapta a V#a valoarea reala a raportului de transmitere este: is 0.//!

Krorile se calculeaza cu formula: 1$00 Q. =stfel, rezulta urmatoarele

erori pentru fiecare raport de transmitere:

# pentru treapta * 1$00 0.% !

# pentru treapta a **#a 1$00 0.' !

# pentru treapta a ***#a 1$00 0 !

# pentru treapta a *V#a 1$00 $.0 !

# pentru treapta a V#a 1$00 $. !

Pentru trasarea diagramei ferstru se determina viteza inferioara si cea superioar pentrufiecare treapta de vitez cu a9utorul formulelor urmtoare. 2e asemenea se au in vedereurmtoarele :

77


78/153

# nM 00 min #$!

# nL


79/153

# pentru a treia treapta de vitez rezult:

VM 0,--1 0.0- 1 - FmGh

VL 0,--1 0.0- 1 $$ FmGh

# pentru a patra treapta de vitez rezult:

VM


80/153

Pentru fiecare treapta de vitez se calculeaz diferen?a V9L J VM9B$ ,unde V9L

reprezint viteza superioar in treapta 9, iar VM9B$ reprezint viteza inferioar in treapta 9B$.

# pentru treptele * # ** de vitez rezult %./ # %./ 0 FmGh!

# pentru treptele ** # *** de vitez rezult - # - 0 FmGh!

8#

-ig. / Diagrama ferstru reala


81/153

# pentru treptele *** # *V de vitez rezult $$ # $$ 0 FmGh!

# pentru treptele *V# V de vitez rezult ' # ' 0 FmGh

+.+ Definirea rotilor de mers inapoi

Solutia de treapta de mers inapoi se alege in functie de posibilitatile constructive ale

schimbtorului de viteze , precum si de raportul de transmitere necesar pentru obtinerea uneiforte de tractiune suficient de mare si a unei viteze reduse de deplasare a automobilului pentru ada posibilitatea unei manevrari corecte.

*n cazul schimbtoarelor de viteze cu trepte, pentru obtinerea treptei de mers inapoi seutilizeaz un pinion suplimentar montat liber pe arborele de mers inapoi si care se rotestesimultan cu un pinion de latime mai mare de pe arborele primar. Pentru cuplarea treptei de mersinapoi se introduce in angrenare pinionul pentru mers napoi astfel incat el sa angreneze cu roatadintata de pe arborele secundar (Oig.


82/153

aportul de transmitere va fi:

is ,

, unde zp reprezinta numarul de dinti ai rotii de pe arborele primar, z , numarul de dinti aipinionului de pe arborele pentru mers inapoi, iar zsnumarul de dinti ai rotii de pe arborelesecundar.

Pentru modelele similare s#au gasit in literatura diferite valori apropiate ale raportului detransmitere pentru treapta de mers inapoi cuprinse intre .0 si .


83/153

Capitolul "

83

I

S

P

-ig. +1 Distantele dintre arborele primar' arborele secundar si arborele pentru roata

dintata intermediara pentru realizarea mersului inapoi


84/153

Calculul si proiectarea mecanismului reductor

7.1 Calculul si proiectarea rotilor dintate

Naterialul rotilor dintate ce se proiecteaza se alege a fi un otel inalt aliat, cu limite derezistenta ridicate si care are de asemenea un tratament termic corespunzator. Se alege astfelotelul aliat 1)9oCr5i1 cu tratament termic de cementare avand duritate minima a miezului

dintilor de 0 [U si duritate minima a flancului dintilor de [>, de asemenea limita de

curgere este $00 5Gmm, limita la rupere prin oboseala


85/153

# diametrele interioare si e"terioare: 2i$ -.$ mm!

2i '-.%- mm!

2e$ //.$ mm!

2e %/.%- mm!

# latimea rotilor dintate: U$


86/153

trebuie sa ramana constanta si astfel rezulta unghiul de inclinare a rotilor dintate pentru treapta a*V#a si anume:


87/153

# oboseala superficiala (pitting)!

# calculul danturii la incovoiere dupa metoda lui 8eZis mi"ta!

*n ane"ele =$- J =$ se calculeaza elementele geometrice ale fiecarei perechi de rotidintate corespunzatoare treptelor *, ** si V, precum si fortele ce apar in angrena9ul corespunzatoracestor trepte de viteza. Principalele dimensiuni ale tuturor rotilor dintate sunt prezentate intabelul de mai 9os:

?rbore:oata

dintata5umar de

dinti9odul[mm!

Diametrul dedivizare

[mm!

Diametrulinterior [mm!

Diametrulexterior

[mm! [$!

Primar

* $< %.' .


88/153

# diametrul arborelui secundar pentru treapta a ***#a de viteza: d '. mm!

# diametrul arborelui primar pentru treapta a *V#a de viteza: d alculul se continua apoi cudeterminarea sagetii si a rotirii arborilor primar si secundar pentru treptele de viteza *** si *V,acestea incadrandu#se in limitele admisibile (s#a considerat cazul cel mai defavorabil candreazemele arborilor erau dispuse catre e"tremitatile acestora).

Ermeaza apoi calculul pentru alegerea rulmentilor pentru arborele primar alegandu#sepentru lagarul dinspre motor al arborelui un diametru al acestuia de 0 mm si se alege un rulment

cu role cilindrice avand caracteristicile urmatoare:

d [mm! D [mm! E [mm! C [k5! C$[k5!

0 $ . /

88


89/153

Pentru lagarul din spate al arborelui se alege de asemenea tot un diametru d 0 mm, darrulmentul este unul cu doua randuri de bile avand caracteristicile urmatoare:

d [mm! D [mm! E [mm! C [k5! C$[k5!

0 $ .< $/

89

,ab.1* Caracteristicile rulmentului cu doua randuri de bile al arborelui rimar


90/153

Capitolul "I

Proiectarea puntii si a suspensiei fata

9#


91/153

*.1 >tudiul solutiilor constructive si prezentarea a doua solutii constructive

pentru puntea din fata

Tipul de automobile impus prin tema de proiect este monovolum cu sau - locuri. 8aacest tip de automobile, pentru puntea fata care este si punte motoare se foloseste ca si tip depunte puntea NacPherson. =ceasta are urmatoarele avanta9e care o fac doarte folosita la acest tipde automobile, si anume:

# simplitate constructiva (numar redus de brate si de articulatii)!# masa nesuspendata redusa!# ghidare buna a rotii (variatie redusa a ecartamentului si a caderii rotii)!# spatiu transversal larg intre roti care permite amplasarea transversala a grupului motor#

transmisie!

# permite dispunerea coa"iala a arcului, amortizorului si a tamponului elastic limitator decursa care poate fi conceput si ca arc suplimentar.

2e asemenea e"ista si unele dezavanta9e, dar care nu sunt ma9ore in ceea ce privestesolutia constructiva aleasa. 2intre dezavantale se mentioneaza:

# constructie complicata si solicitari suplimentare pentru amortizor!

# articulatia grupului elastoamortizor al suspensiei cu masa suspendata are o constructiecomplicata!

*n cele ce urmeaza se vor studia doua variante constructive ale puntii fata motoare tipNcPherson cu referiri la solutiile constructive si alese si la particularitatile acestora.

Prima punte motoare ce se analizeaza este puntea motoare fata de la automobilul tipmonovolum si anume Oord Oocus >#Na" (Oig.


92/153

Se remarca urmatoarele particularitati constructive: bratul inferior are forma de trunghicu latrurile nesimetrice (alungite spre spate) realizat din piese ambutisate din tabla asamblateprin sudare electrica si rezistiva, articulatiile fiind demontabile. ;rinda suport se prezinta subforma unui cadru pe care este articulat bratul inferior prin doua articulatii cilindrice spre parteacentrala a puntii, iar la partea corespunzatoare fuzetei prin doua articulatii sferice. Necanismulde actionare a directiei cu pinion#cremaliera este dispus in spatele si dedesubtul a"ei rotilor sieste montat pe grinda suport care are o constructie compacta. Uara stabilizatoare de forma litereiE este articulata cilindric elastic de grinda suport si prin intermediul unei bielete lungi de fuzeta

de constructie sudata asamblata cu butucul rotii.

=rticulatia a"iala intre culisa oscilanta (blocul elasto#amortizor) si pasa9ul rotii esteprevazuta cu un rulment a"ial cu bile prevazut intre armatura de 9os a articulatiei si talerulsuperior al arcului. 8a bracare ti9a amortizorului este fi"a , iar arcul impreuna cu tubulamortizorului si cu fuzeta se rotesc. Se reuseste astfel filtrarea comuna a vibratiilor provenite dela amortizor si arc.

92

-ig. ++ Punte motoare fata 9cPherson cu brat triunghiular nesimetric inferior


93/153

*n Oig.


94/153

*n Oig.


95/153

95

-ig. +( Componentele blocului elasto8amortizor


96/153

= doua punte motoare ce se analizeaza este puntea motoare fata de la automobilul tipmonovolum si anume VI Sharan (Oig.


97/153

Se poate observa forma flansei de prindere a culisei oscilante de caroserie, care in acestcaz are o forma de disc si care se fi"eaza prin intermediul unui singur surub. *naltimea arculuielicoidal este redusa si permite, mpreuna cu dispunerea cat mai verticala a blocului elasto#amortizor obtinerea unui spatiu transversal larg intre roti pentru amplasarea transversala agrupului moto#propulsor. Se pot observa de asemena si suportii motorului in numar de patru

prevazuti cu elemente elastice de sustinere si ghidare acestia fiind situati in acest caz cate doi infata puntii motoare si inca doi in spatele puntii. >a si particularitate se observa ca arboriiplanetari sunt dispusi perfect orizontal acestia avand prevazuti niste elemente de ghidare sisustinere cilindrice in partea mediana a puntii.

97


98/153

*n Oig. lasificarea articulatiilor se poate face in functie de urmatoarele criterii:

$. 2upa miscarea permisa componentelor intre care este montata:o cilindrica!

o sferica!

o mi"ta!

o a"iala.

. 2upa pozitia a"ei articulatiei fata de componentele intre care este montata articulatia:o rigida cu a"a fi"a!

o semirigida cu pozitia a"ei variabila in intervalul ma"im de \$, mm!

o elastica cu pozitia a"ei variabila in intervalul ma"im de \' mm sau chiar mai

mult.

=rticulatia mi"ta consta in suprapunerea pe o articulatie cilindrica principala, a uneiarticulatii sferice care permite alte miscari de rotatie, dar cu amplitudine mai mica, intrecomponente.

98


99/153

=rticulatia a"iala realizeaza sustinerea intre doua componente si are rol preponderent defiltrare a vibratiilor.

=rticulatia cu a"a fi"a foloseste drept elemente de legatura rulmenti (lagare derostogolire), sau bucse din bronz (lagare de alunecare), deci este o articulatie metal pe matal. Ka

asigura cea mai inalta precizie in functionarea mecanismelor, dar nu permite compensaricinematice si nu realizeaza filtrarea vibratiilor.

=rticulatia semirigida foloseste drept element de legatura bucse din materiale plasticedure (e"emplu poliamida).

=rticulatia elastica foloseste drept element de legatura bucse cu forme comple"e dinelastomeri.

>onstructia clasica a articulatiei cilindrice consta dintr#o armatura cilindrica e"terioarade diametru 2, o armatura cilindrica interioara de diametru d cu sectiune plina sau tubulara, intre

care se lipeste ca un manson materialul elastic (cauciuc). =ceasta constructie este prezentata inOig.0.

Pentru a prelua forte a"iale mari se foloseste articulatia cilindrica cu guler. =rmaturae"terioara are unul din capete rasfrant ca un guler, iar pe acesta se muleaza gulerul mansonuluidin cauciuc. =rmatura interioara poate sa aiba capatul dinspre guler in interior sau pe fatagulerului mansonului din cauciuc, in functie de modul de strangere si de montare al articulatiei.>onstructia unei astfel de articulatii este prezentata in Oig. $.

99


100/153

>ombinand doua articulatii cu guler, una pe stanga si alta pe dreapta se poate realiza oarticulatie care preia forte a"iale in ambele sensuri.

2aca ponderea fortei a"iale din articulatie este aceeasi cu a fortei radiale (articulatiadintre bratul transversal liniar al mecanismului NcPherson si partea larerala a barei stabilizatoare

folosita ca tirant) se foloseste articulatia elastica fara armatura e"terioara cu manson conic cuguler din cauciuc. 2atorita factorului de forma, caracteristicile elastice ale articulatiei pedirectiile " si z sunt usor diferite. >onstructia unei astfel de articulatii este prezentata in Oig. .

a. b.

c. d.

Pentru a obtine rigiditati diferite pe directii privilegiate se foloseste articulatia cilindricacu alveole. Volumul cauciucului dintre armaturi este mai mare, iar in interiorul acestuia se

1##

-ig. 7& ?rticulatie cilindrica cu guler si ghidare exterioara pe con pentru preluarea fortelor axiale

mariG a 8 constructia bucsei elasticeG 18 armatura interioara tubularaH & 8 armatura guleruluiH + 8

manson din cauciucH b 8 constructia articulatieiG 8 saiba conica de strangereH c 8caracteristica

elastica pe directia zH d 8 caracteristica caracteristica elastica pe directia x.


101/153

realizeaza alveole (goluri cu forme si pozitii riguros determinate). Schema constructiva esteprezentata in Oig. .

astfel de solutie se aplica la articulatiile bratelor trase ale puntii din spate cu a"eletransversale. Prin modificarea factorului de forma (forma si distributia alveolelor) se obtinemodificarea rigiditatii pe directie verticala cand forta verticala schimba sensul. >onstructiaarticulatiei si caracteristica elastica obtinuta sunt prezentate in Oig.


102/153

# armatura interioara are sectiune plina si se prelungeste lateral in ambele parti prin capetede asezare gaurite pentru montarea pe suportul fi" al articulatiei!

# bucsa din material plastic dur se ghideaza pe sfera, atat pe boltul armatura interioara cat sipe armatura e"terioara! astfel articulatia preia forte a"iale insemnate si poate oscila cu ununghi mic in plan orizontal!

# articulatia poate avea armatura e"terioara prin care se preseaza in aleza9ul din brat(articulatie piesa separata de brat), sau armatura e"terioara este tocmai corpul articulatieicare se asambleaza cu bratul.

>onstructia articulatiei cilindrice pentru puntile autocamioanelor este prezentata in Oig. .

a. b.

?rticulatiile sferice se folosesc cel mai mult pentru articulatiile fuzetei cu bratelepuntilor fractionate de directie. Kle permit atat deplasarea rotii la comprimarea si destindereaarcului suspensiei, cat si bracarea rotilor de directie. 2in aceasta cauza sunt cunoscute subnumele generic de pivoti.

articulatie sferica este formata dintr#un bolt central, cu capatul interior prelucrat sferic,iar cu cel e"terior prelucrat pentru imbinarea cu primul element al articulatiei. =ceasta imbinarese poate face prin:

# presare pe con si strangere cu piulita filetata pe bolt!

# strangere pe cilindru cu sant de siguranta prin brida elastica prelucrata pe elementul articulatiei!

# flansa realizata pe corpul boltului.

1#2

-ig. 77 ?rticulatii cilindrice pentru puntile autocamioanelorG a 8 articulatie cu armatura

exterioara presata in aleza2ul de capat al bratuluiH b 8 articulatie cu armatura exterioara

capatul bratului


103/153

Sfera este imbracata de garnitura antifrictiune realizata din material plastic dur, iaransamblul astfel obtinut este introdus in corpul e"terior, care se inchide etans cu un capacmetalic si se asigura prin sertizare sau cu o siguranta elastica. *n cazul articulatiilor care transmitforte a"iale mari, corpul e"terior are forma de lulea, montarea boltului se face prin partea liberasi se asigura prin sertizare. Engerea se face cu vaselina la monta9. =rticulatia este riguros

etansata spre bolt cu o mansata speciala si burduf asigurat cu inel elastic pe corpul e"terior.*mbinarea corpului e"terior cu al doilea element al articulatiei se face prin:

# prelucrarea cilindrica a corpului si presarea lui in aleza9ul elementului!

# prelucrarea cilindrica a corpului si montarea lui in brida elastica din capatul elementuluiarticulatiei!

# cu flansa realizata pe corpul e"terior!

# cu filet realizat pe a"ul lateral al corpului e"terior!

# prin presarea si sertizarea a"ului lateral al corpului e"terior in al doilea element al articulatiei.

8a unii pivoti, folositi la autoturisme, corpul pivotului este realizat din doua particilindrice coa"iale intre care se monteaza un manson pentru filtrarea vibratiilor.

=rticulatia sferica se foloseste si intre varful bratului triunghiular central si carterul puntiimotoare din spate.

*n Oig. / sunt prezentate constructii de articulatii sferice folosite la puntileautomobilelor.

a. b.

1#3


104/153

c. d. e.

En pivot cu fi"are pe cilindru cu sant de siguranta si strangere elastica a boltului in bratulfuzetei si corp cu flansa orizontala pentru fi"area in brat este prezentat in figura .ele mai comple"e articulatii axialesunt intre culisa oscilanta (blocul elasto#amortizor)si pasa9ul rotii la puntea fractionata NcPherson. Kle preiau forte a"iale mari, permit miscareaoscilatorie a blocului elasto#amortizor si asigura bracarea rotii (constitue pivotul superior al

puntii). *n plus ele trebuie sa asigure o buna filtrare a vibratiilor provenite din doua surse: de lati9a amortizorului si de la talerul superior al arcului.

Partea principala a acestei articulatii este un cop inelar din elastomer fi"at prin suprafeteplane, cilindrice si G sau conice pe doua armaturi metalice profilate! cea de sus fi"ata prinsuruburi pe pasa9ul rotii, cea de 9os servind ca suport pentru talerul superior al arcului. Oormasectiunii transversale a inelului din elastomer este esentiala pentreu filtraea vibratiilor! un inel deforma 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 laamortizor si arc.

Pentru a permite bracarea rotilor pe articulatie se monteaza ca piesa separata un rulmenta"ial cu bile. Sunt posibile trei posibilitati de dispunere a rulmentului a"ial:

$0 intre armatura de 9os a articulatiei si talerul superior al arcului! la bracare ti9aamortizorului este fi"a, iar arcul impreuna cu tubul amortizorului si cu fuzata se rotesc!

1#4

-ig. 7* "ariante constructive de articulatii sfericeG a 8 cu fixare pe con a boltului si corp cilindric strans

in brida elasticaH b 8 cu fixare pe flansa a boltului si ax lateral al corpului fixat in bratH c 8 cu fixare pe

con a boltului si corp cilindric pentru presarea in bratH d 8 cu fixare pe con a boltului si ax lateral al

corpuluiH e 8 cu fixare pe con a boltului si flansa pe corpul exterior.


105/153

0 intre armatura de 9os a articulatiei si ti9a amortizorului! la bracare ti9a amortizorului seroteste cu tot amortizorul fata de articulatie!

0 intre talerul inferior al arcului si tubul amortizorului! la bracare ti9a amortizorului siarcul sunt fi"e si se roteste tubul amortizorului impreuna cu fuzeta.

*n Oig. - se prezinta constructia unei articulatii a"iale cu o forma simpla pentru ineluldin elastomer si cu rulmentul a"ial montat intre armatura de 9os si talerul superior al arcului.

*n Oig. ' se prezinta o articulatie a"iala cu filtrarea independenta a vibratiilor provenitede la amortizor si de la arc. Xona ]=L a inelului din elastomer realizeaza filtrarea vibratiilorprovenite de la amortizor, iar zona ]UL realizeaza filtrarea vibratiilor provenite de la arc. =rcul siamortizorul se spri9ina pe armaturi mobile separate. ulmentul a"ial este montat intre armaturade 9os a articulatiei si talerul superior al arcului.

1#5

-ig. 7( ?rticulatie axiala cu filtrarea comuna a vibratiilor provenite de la amortizor si

arcG 1 8 distantierH & 8 piulitaH 8 disc limitator la destindereH + 8 armatura de sus fixa pe

pasa2H 7 8 armatura de 2os oscilantaH * 8 rulment axial cu bileH ( 8 talerul superior al

arculuiH ) 8 tampon limitator la comprimareH / 8 arc elicoidalH 1$ 8 burduf de protectieH

11 8 talerul inferior al arculuiH 1& 8 tubul amortizorului


106/153

*n Oig. % se prezinta o articulatie a"iala cu filtrarea comuna a vibratiilor si cu rulmenta"ial montat intre ti9a amotizorului si armatura oscilanta a atticulatiei.

1#6

-ig. 7) ?rticulatie axiala cu decuplare a vibratiilor provenite de la amortizor si arc

-ig. 7/ ?rticulatie axiala cu filtrarea comuna a vibratiilor si cu rulment axial montat intre

ti2a amortizorului si armatura oscilanta a articulatieiG 1 8 contraaripaH & 8 palier elastic

oscilantH 8 armatura metalica interioara a palierului elasticH + 8 disc profilat limitator la

destindereH 7 8 manseta de protectie.


107/153

*n Oig. /0 se prezinta articulatia a"iala cu decuplarea partiala a vibratiilor provenite de laamortizor si arc cu montarea rulmentului a"ial intre talerul inferior al arcului si tubulamortizorului.

alta categorie de articulatii a"iale sunt cele de sustinere. Kle se monteaza intre grinzilesuport ale puntilor si caroseria autoportanta si au rol preponderent de filtrare al vibratiilor si de aconferi puntii o buna ghidare prin asigurarea unei rigiditati mai mici in directie longitudinala, darcu o rigiditate mare pe directie transversala.

astfel de articulatie este prezentata in Oig. /$. Suportul metalic $ permite solidarizareagrinzii puntii cu armatura interioara , care contine blocul central din cauciuc ' cu sectiunea

transversala in forma de trapez isoscel in trepte. =cesta preia progresiv compresiunea de laarmatura intermediara si e"pandeaza lateral marind rigiditatea transversala a articulatiei. *npartea centrala, armatura interioara si blocul central sunt perforate de un canal longitudinal incare se monteaza a"ul de siguranta % care impiedica desfacerea articulatiei daca cauciucul sedistruge. =rmatura interioara este ghidata lateral in armatura intermediara prin placile dincauciuc - cu insertie metalica /. =cestea au o rigiditate transversala mare, dar rigiditate mai micain directie longitudinala, deoarece fortele longitudinale le solicita la forfecare. Patru pastile din

1#7

-ig. *$ ?rticulatie axiala cu decuplarea partiala a vibratiilor si montarea rulmentului axial intre

talerul superior al arcului si tubul amortizorului


108/153

cauciuc limiteaza deplasarea longitudinala a armaturii interioare fata de armatura e"terioara


109/153

*.&.& Prezentarea solutiilor constructive pentru bratele puntilor

Uratele puntilor sunt componente ale mecanismelor plane sau spatiale cu bare careghideaza puntile rigide sau rotile puntilor fractionate. Oorma lor depinde de solicitarile la caresunt supuse.

2aca solicatarile sunt a"iale, de intindere si de compresiune, se folosesc brate drepte.2aca solicitarile sunt si transversale se folosesc brate triunghiulare, trapezoidale sau in forma de]^L.

Uratele au la capete articulatii cilindrice sau sferice. *n functie de montarea articulatiilorla capetele bratului, acesta poate fi:

# cu articulatii montate direct in capul bratului (fara armatura e"terioara), situatie in carearticulatia este integrata in brat, iar schimbarea articulatiei implica schimbarea bratului!

# cu articulatii demontabile fata de corpul bratului, situatie in care articulatia poate fischimbata independent de brat.>orpul bratului se e"ecuta din materiale si prin procedee diferite. =legerea materialului si

a procedeului de obtinere depinde de destinatia bratului, de forma sa si de solicitarile la care estesupus. Se pot folosi urmatoarele metode:

$0Urat e"ecutat din tabla din otel prin ambutisare.

Netoda se foloseste pentru bratele supuse la solicitari reduse (autoturisme) si se aplica atatpentru bratele drepte, cat si pentru bratele triunghiulare, e"ecutate dintr#o singura piesa sau dinmai multe piese. =samblarea pieselor se face cu sudura prin rezistenta. Netoda este ieftina, cu

productivitate ridicata, iar in anumite conditii de proiectare permite obtinerea formei finite abratului fara prelucrari ulterioare prin aschiere.

0Urat e"ecutat din otel prin for9are, dintr#o singura bucata.

Netoda se foloseste pentru bratele supuse unor solicitari mari (autocamioane) si se aplica atatpentru bratele drepte, cat si pentru bratele triunghiulare. =rticulatiile se asambleaza demontabilin capetele bratului.

0Urat turnat din fonta (mai rar din otel).

Netoda sa aplica bratelor triunghiulare sau in forma de ]^L (brate cu forma complicata) sisupuse unor solicitari mari. =rticulatiile se asambleaza demontabil in capetele bratului.


110/153

0Urat e"ecutat prin turnare sub presiune din alia9 pe baza de aluminiu. Netoda se aplicabratelor drepte si triunghiulare pentru puntile autoturismelor din clasa superioara. *n generalarticulatiile sunt montate nedemontabil in brat.

Uratele drepte pot avea lungime fi"a sau variabila. =cestea sunt realizate din doua sau

trei bucati asamblate prin filet asigurat cu bride elastice si se folosesc atunci cand este necesarareglarea geometriei puntii sau a rotilor.

*n Oig. /...- se prezinta variante constructive de brate folosite la puntile automobilelor.

11#

-ig. *& Erat drept ambutisat cu sectiune deschisa variabila in BJH pe inima profilului'

spre pivot' este realizata flansa cu patru gauri pentru asamblarea cu tirantul si gaura cu

locas sferic pentru montarea amortizorului


111/153

111

-ig. * Erat drept ambutisat' cu corpul din doua piese cu sectiune constanta in forma

de BJ asamblate pe latura centrala prin sudura cu arc electricH intre articulatiile de

capat' spre pivot' este realizat locasul pentru legatura elastica cu tirantul


112/153

-ig.**.Erat triunghiular for2at arcuit spre spate si articulatiile sale cu elasticitate

diferita pe directii preferentiale

112

-ig.*7 Erat triunghiular simetric realizat prin ambutisare' cu sectiune deschisa in

forma de BJH articulatiile sunt demontabile


113/153

-ig.*(.Erat inferior drept' for2at cu articulatii nedemontabile

-ig.*) Erate drepte for2ate dintr8o singura bucata' cu articulatii cilindrice

demontabile

-ig.*/ Erat drept cu lungime reglabila' executat din piese for2ate asamblate prin

strangereH articulatiile nu sunt demontabile

113


114/153

-ig.($ Erat triunghiular central executat din mai multe piese for2ate asamblate

prin strangereH articulatiile sunt demontabile

114


115/153

-ig.(1.Erat central in forma de KJ turnat si bratul central in forma de "J


116/153

*. ?legerea 2ustificata a solutiilor constructive pentru puntea ce se alege

*n privinta solutiei constructive pentru puntea motoare din fata se va alege asadar puntetip NcPherson cu brat triunghiular nesimetric inferior, deoarece aceasta solutie este foartersp+ndita in acest segment de automobile J monovolum# si pe langa avanta9ele acestui tip de

punte descrise in subcapitolul /.$, folosirea bratului triunghiular nesimetric inferior (alungit sprespate) asigura o comportare eficienta in cazul unui impact frontal pastrand integritateahabitaclului.

*n ceea ce priveste articulatiile se aleg articulatii cilindrice pentru articularea bratuluitriunghiular pe grinda suport si articulatii sferice pentru articularea bratului triunghiular de fuzetapentru o atenuare optima a socurilor si a vibratiilor provenite in timpul functionarii.

*ntre culisa oscilanta si pasa9ul rotii se alege articulatia a"iala mpreuna cu rulmentula"ial montat intre armatura de 9os si talerul superior al arcului pentru filtrarea comuna avibratiilor provenite de la amortizor si arc.

*.+ >tudiul solutiilor constructive si alegerea suspensiei pentru automobilul ce

se proiecteaza

*.+.1 >tudiul solutiilor constructive posibile pentru elementele elastice ale puntii din

fata si selectionarea acestora.

Pornind de la solutia de organizare generala (totul fata) si de la solutia constructiva pentrupuntea fata (NcPherson cu brat triunghiular nesimetric inferior) elementele elastice ce seutilizeaza sunt arcurile elicoidale. =cestea sunt de mai multe tipuri si anume: cilindric decompresiune, conic de compresiune, paraboidal de compresiune (sub forma de butoi),hiberboidal de compresiune, etc si sunt foarte raspandite datorita avanta9elor lor:

# durabilitate mare!# masa proprie redusa!# nu necesita intretinere!# e"ecutie mai simpla.

=cest tip de arcuri lucreaza la compresiune si au frecari interne foarte mici, dar ele nupreiau forte longitudinale si transversale. =ceste cateva tipuri de arcuri folosite sunt prezentate inOig. -


117/153

2atorita necesitatii unei amortizari eficiente si a unei durabilitati mari, dar si datoritasolutiei constructive de punte motoare fata aleasa, se alege ca si element elastic arcul elicoidalconic de compresiune (Oig.-).

117

-ig.(+ ,ipuri de arcuri elicoidale folosite pentru puntea din fata

-ig.(7 ?rcul elicoidal conic de compresiune


118/153

*.+.& >tudiul solutiilor constructive de dispunere a elementelor elastice ale puntii din

fata si stabilirea solutiei de dispunere a lor

2in punct de vedere al dispunerii elementelor elastice e"ista mai multe solutiiconstructive, fiecare adaptata tipului de punte fata pe care sunt montate.

prima varianta de dispunere a elementelor elastice la puntea din fata NcPherson este:montarea elementelor elastice elicoidale conice, inclinate in raport cu solul, cu diametrul mai mical arcului situat in sus (Oig. -/).

a doua varianta de dispunere a elementelor elastice la puntea din fata NcPherson este:montarea elementelor elastice elicoidale conice, inclinate in raport cu solul, cu diametrul maimare al arcului dispus in sus (Oig. --).

118

-ig.(* ?rcul elicoidal conic de compresiune dispus inclinat cu

diametrul mai mic al arcului situat in sus


119/153

>ea mai des utilizata solutie de dispunere a elementelor elastice la puntea din fataNcPherson este reprezentata de dispunerea elementelor elastice elicoidale conice, inclinate inraport cu solul, cu diametrul mai mic al arcului dispus in sus. 2e asemenea aceasta solutie oferasi posibilitati de montareGdemontare simple si rapide si un grad de confort ridicat.

*.+. >tudiul solutiilor constructive pentru amortizoarele puntii din fata si stabilirea

solutiei de dispunere a lor

8a tipul de automobil din tema de proiect, cele mai utilizate amortizoare suntamortizoarele hidraulice telescopice cu dublu efect (realizeaza amortizarea atat la comprimare,

cat si la destindere). Kle se impart in trei categorii:# amortizoare pur hidraulice!# amortizoare cu gaz de inalta presiune!# amortizoare cu gaz de 9oasa presiune.

119

-ig.(( ?rcul elicoidal conic de compresiune dispus inclinat cu diametrul mai mare

al arcului dispus in sus


120/153

Toate amortizoarele hidraulice telescopice au acelasi principiu de lucru: la deplasarearelativa a masei suspendate fata de masa nesuspendata, lichidul vascos din corpul amortizoruluieste obligat sa treaca prin orificii cu sectiune mica, calibrata, iar datorita frecarii energiaoscilatiilor se transforma in energie termica.

?mortizorul bitubular pur hidrauliceste constituit dintr#un piston % cu supape montatla capatul unei ti9e care culiseaza in interiorul unui cilindru - umplut cu ulei. =cest cilindru,numit cilindrul interior, este introdus in interiorul unui cilindru e"terior /! ansamblul astfelformat este constituit din doua tuburi concentrice, de aici si denumirea de amortizor bitubular.Spatiul dintre cei doi cilindri ', numit camera de compensare, este umplut cu ulei, iar la parteasuperioara are o perna de aer la o presiune ceva mai mare fata de presiunea atmosferica. Pentru aevita emulsionarea lichidului in camera de compensare se monteaza un inel dispus sub nivelullichidului. >ilindrul de lucru si camera de compensare comunica prin supapele corpului deinchidere (corpul supapelor de baza) $$ montat la capatul inferior al cilindrului -. >ei doi cilindrisunt etansati unul fata de celalalt si amandoi fata de e"terior de o piesa de inchidere < dispusa la

capatul superior care contine si ghida9ul ti9ei pistonului. Ti9a si ghida9ul ei sunt prote9ate de untub de protectie .

Pistonul contine doua tipuri de supape: supapa de comunicare inchisa la cursa dedestindere si supapa de destindere in doua trepte deschisa in cursa de destindere! ea are rolulsupapei de descarcare pentru cursa de destindere.

>orpul de inchidere $$ contine tot doua tipuri de supape: supapa de admisie deschisa incursa de destindere si supapa de comprimare in doua trepte deschisa in cursa de comprimare! eaare rolul supapei de descarcare pentru cursa de comprimare.

Schemele constructive la cursele de comprimare si de destindere, precum si constructiaamortizorului sunt prezentate in Oig.-'.

12#


121/153

a. b. c.

-ig.() ?mortizorul bitubular pur hidraulicG a6schema constructiva la

comprimareG 1 8 articulatie elastica de prindereH & 8 ti2aH 8 tub de protectieH

+ 8 piesa superioara de inchidere cu dispozitivele de etansare si de ghidare a

ti2eiH 7 8 camera superioaraH * 8 cilindru exteriorH ( 8 cilindru interiorH ) 8

camera de compensareH / 8 pistonul cu supapeH 1$ 8 camera inferioaraH 11 8

corpul supapelor de bazaH b6schema constructiva la destindereH c6constructieG

1 8 piesa superioara de inchidere cu dispozitivele de etansare si de ghidare a

ti2eiH & 8 corpul amortizoruluiH 8 blocurile supapelorH + 8 uleiH 7 8 ti2aH * 8

piston

121


122/153

*n cursa de comprimare, uleiul trece usor de sub piston in camera superioara a tubuluiinterior prin supapa de comunicare. parte din uleiul din camera inferioara (de volum egal cuvolumul ti9ei introduse in tubul interior) trece prin supapa de comprimare deschisa in prima

treapta, in camera de compensare, realizand forta de amortizare din cursa de comprimare. 8aviteze mari de deplasare a pistonului (peste viteza critica la comprimare), presiunea uleiului semareste, supapa de comprimare se deschide in a doua treapta, sectiunea de trecere este mai mare,iar forta de amortizare scade.

*n cursa de destindere, uleiul din camera superioara este comprimat, supapa decomunicare este inchisa, iar uleiul trece prin supapa de destindere a pistonului deschisa in primatreapta in camera inferioara. 2aca viteza de deplasare a pistonului depaseste viteza critica ladestindere, presiunea creste, supapa de destindere se deschide in treapta a doua, sectiunea detrecere este mai mare, iar forta de amortizare scade. Volumul dezlocuit de piston in camera

inferioara este mai mare fata de volumul refulat din camera superioara cu volumul ti9ei scoasedin tub. 2iferenta se complecteaza cu ulei din camera de compensare, care patrunde in camerainferioara prin supapa de admisie datorita presiunii mai scazute din aceasta camera si a presiuniipernei de aer din partea superioara a camerei de compensare. Trebuie stiut faptul ca arcurilesupapelor de comunicare din piston si de admisie din corpul supapelor de baza sunt mult maiputin rigide fata de arcurile supapelor de destindere, respectiv de comprimare si de asemeneaarcurile supapelor pot fi tip diafragma (rondele) sau elicoidale.

122

-ig.(/ -unctionarea amortizorului bitubular pur hidraulic


123/153

?mortizorul monotubular cu gaz la inalta presiune compenseaza doua dezavanta9ema9ore ale amortizorului monotubular pur hidraulic folosit in acea epoca:

# dificultatea diferentierii amortizarii in cursele de comprimare si de destindere!# o sensibilitate e"cesiva la fenomenul de emulsie.

Kl consta dintr#un tub unic separat in doua compartimente de un piston separator perfectetansat! compartimentul superior este umplut cu ulei, iar cel inferior cu azot la presiune inalta(...0 bar). >ompartimentul cu gaz compenseaza variatia de volum in urma miscarii ti9ei pistonprin deplasarea pistonului separator in functie de cantitatea de ulei refulat. Presiunea mare estenecasara: pentru a realiza fortele de amortizare si la comprimare! asigura functionarea precisa asupapelor si la curse reduse! impiedica formarea de bule (fenomenul de cavitatie) la viteze mariale pistonului. Pistonul de lucru echipat cu supape diferentiale, lucreaza in compartimentul cuulei si realizeaza modularea fortei de amortizare la comprimare si la destindere.

Schema constructiva, functionarea in cursa de destindere si de comprimare si constructia

acestui amortizor sunt prezentate in Oig. '0.

a. b. c. d.

123

-ig.)$ ?mortizorul monotubular cu gaz de inalta presiuneG a6schema constructivaG 1 8 piesa superioara de inchidere cu dispozit

etansare si de ghidare a ti2eiH & 8 pistonul de lucru cu blocul de supapeH 8 camera cu uleiH + 8 pistonul separatorH 7 8 camera cu

b6functionare la destindereH c6functionare la comprimareH d6constructie


124/153

Nodul de functionare al pistonului de lucru in camera cu ulei este similar celui de laamortizorul pur hidraul

auto ii.doc

Documents