Calcul suspensie

Calcul suspensie VW Polo 4

Stabilirea sarcinilor dinamice pe cele doua punti: A := 2407

mm

a := A ⋅ 0. 0.55 a = 1323.850

mm

distanta de la centrul de greutate la puntea fata

 b = 1083.150

mm

distanta de la centrul de greutate la puntea spate

ma := 960

kg

 b := A − a

9.806 Ga := ma ⋅ 10 Ga = 941.376

daN

 b

G1 := Ga ⋅ A G1 = 423.619

daN greutatea pe puntea fata

a G2 := Ga ⋅ A G2 = 517.757

α1 :=

G1 Ga

α1 = 0.450 α2 :=

daN greutatea pe puntea spate

coeficient de incarcare a puntii fata

G2 Ga

α2 = 0.550 verificare:

coeficient de incarcare a puntii spate

α1 + α2 = 1.000

Coordonatele centrului de greutate: hg := A ⋅0.260 hg = 625.820

mm

inaltimea centrului de greutate

 χ  :=

hg A

 χ  = 0.260 va := 110  p := 2.5 k := 1.1

  0.019  + f  :=  3 2    p   f = 0.015

caracteristica centrului de greutate km h

viteza autoturismului (regim normal de deplasare)

 bar   presiunea din pneuri k este un coeficient care depinde de starea pneului, k=0.9...1.25 2

0.00245   va   ⋅ + 100  p    

3 v     0.0042 a ⋅ ⋅k  3 100    4    p 

coeficientul de rezistenta la rulare

Calculul coeficientului de aderenta maxima

αmax := 30deg Ψ := f ⋅cos ( αmax) + sin ( αmax) Ψ = 0.513

coeficientul de aderenta maxima

Calculul reactiunilor pe cele doua punti Z1 := α1 ⋅Ga + Ψ ⋅Ga ⋅ χ  Z1 = 549.224

daN reactiunea dinamica pe puntea fata

Z2 := α2 ⋅Ga + Ψ ⋅Ga ⋅ χ  Z2 = 643.362

daN reactiunea dinamica pe puntea spate

Calculul arcurilor elicoidale

Arcurile elicoidale se executa din bare de otel, de sectiune circulara. La suspensiile dependente, arcurile elicoidale se monteaza intre cadru si punte, si  preia numai fortele verticale. Fortele longitudinale si transversale sunt preluate de elemente suplimentare de ghidare. La suspensiile independente, in functie de cmonstructia puntii independente, arcul elicoidal se dispune, la mecanismele de ghidare cu patrulater, dupa cum urmeaza: intre cadru si bratul inferior, intre cadru si bratul superior si cadru la suspensia cu culisa oscilanta. In continuare se prezinta cateva tipuri de amplasare a arcului elicoidal, solutii care  presupun solicitari specifice ale acestuia:

Suspensia dependenta cu amortizorul hidraulic dispus separat fata de arcul elicoidal

Suspensie indepenta cu arc elicoidal dispus intre cadru si bratul superior 

Suspensie independenta cu arc elicoidal dispus intre cadru si amotizor 

Suspensie independenta cu arc elicoidal dispus intre cadru si brat inferior 

Alegerea materialului pentru arcuri elicoidale Arcurile elicoidale sunt solicitate la incovoiere si torsiune. Recomandate in constructia de automobile sunt otelurile aliate, in special cu Cr, Mn, Ni, V si Si, atat pentru a ameliora caracteristicile mecanice cat si pentru a spori rezistenta la coroziune. Otelul 60Si15 A sub forma de sarm a laminata si trasa se preteaza cel mai bine la aceste conditii de solicitare.

Schema de calcul pentru arcurile elicoidale

Caracteristica arcului elicoidal este liniara pe domeniul de solicitare.

σ02 := 1270

MPa

σr  := 1470

MPa

τr := 1150

MPa

Indicele arcului i := 5.5 G := 80000 F := Z1 ⋅

9.806 2

MPa

= 2692.847

D := 150

mm

Dm := 140

mm

k := 1.16

 N

forta ce actioneaza asupra unui arc

3

ds :=

8 ⋅k ⋅F ⋅ Dm

π ⋅τr 

= 9.893

mm

Se alege sarma cu diametrul 10 mm. n := 8

spire active

Eforturi de Torsiune :

τt :=

8 ⋅F ⋅i 2

= 151.315

MPa

n ⋅ ds

Sageata arcului: F f := 8n ⋅

9.806

⋅ ( Dm) 4

G ⋅ds

F se introduce in N Dm in mm

3

= 62.923

mm

Calculul telescopului hidraulic: Coeficientul de functionare l telescopului se noteaza cu C si este cuprins intre urmatoarele valori: D := 0.25

gradul de amortizare

2 ⋅D ⋅ k ⋅m2 < C < 2 ⋅ D ⋅ k ⋅m2 Se noteaza cu: k - rigiditatea suspensiei m'2 - masa suspendata a automobilului gol m2 - masa suspendata a automobilului incarcat Forta efectiva de amortizare

β := 15deg F := Z1 ⋅ 9.806

unghiul de inclinare a telescopului fata de verticala  N

forta activa- este forta ce actioneaza asupra bratului ca urmare a comportamentului dinamic al suspensiei

i este raportul de transmitere a fortelor de la roata la amortizor si se calculeaza cu relatia i=l2/l1 i := 1.3 Forta efectiva de amortizare: F ⋅i

Fa := cos ( β) Fa = 7248.386 C := 2455

 N coeficientul mediu de rezistenta recomandat

Coeficientul efectiv de rezistenta al amortizorului:

  i   Ca := C ⋅  cos ( β)  Ca = 4446.831

2

Pentru amortizoare monotubulare: Fa = 9.423 Sap := 0.002 ⋅ i ⋅ 2 Sap

= 34.638 D p := 10 4 π

cm

mm

Diametrul tijei: dt := 0.41 ⋅ D p = 14.201

mm

Lungimea ghidajului: lg := 0.37D p = 12.816

mm

Lungimea pistonului: l p := 0.54 ⋅ D p = 18.704

mm

2

η := 0.95