UNIVERSITATEA DIN ORADEA FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALA MANAGERIALA SI TEHNOLOGICA
Proiect la
Dinamica autovehiculelor
Îndrumător: Prof. Dr.ing. Fodor Dinu
Student: Farcuta Florin-Marius Grupa: 231 b
Stabilirea performantelor performantelor dinamice si calitatile de stabilitate ale autovehiculului Mercedes-Benz S 350 1. Motor şi performanţe
Tip motor MAS Configuraţie/Număr cilindri Cilindree (cc) Putere maximă (kW la rpm) – Cuplu maxim (Nm la rpm) – Compresie 10.7 : 1 Acceleraţie 0-100 km/h (s) – Viteză maximă (km/h) –
V6 3498 (200/6000) (350/2400–5000) (7.3) (250, limitată electronic )
2. Transmisii
Sistem de rulare Tracţiune spate Transmisii 7G-TRONIC Sport Rapoarte transmisie automată 4.38/ 2.86/ 1.92/ 1.37/ 1.00/ 0.82/ 0.73/ R1 3.42/ R2 2.23 Rapoarte transmisie finale 3.07 3. Combustibil şi consum
Capacitate rezervor/cu rezervă (l) Consum urban (l/100km) – Consum extraurban (l/100km) – Consum mixt (l/100km) – Emisii CO2 mixt (g/km) – Coeficient aerodynamic Clasă de emisii EU5
90/11 (14.6-14.8) (7.4-7.7) (10.0-10.2) (234-237) 0.27
4. Şasiu (standard) & jante- autoportant, berlina
Axă faţă Suspensie cu 4 braţe Axă spate Suspensie independentă multibraţ Suspensie, faţă/spate Suspensie pneumatică, amortizoare cu gaz/ Suspensie pneumatică, amortizoare cu gaz Anvelope faţă/jante 235/55 R 17 Anvelope spate/jante 235/55 R 17 Direcţie Direcţie parametrică cu pinion şi cremalieră (servoasistenţă variabilă în funcţie de viteză) Frâne faţă Discuri ventilate şi perforate Frâne spate Discuri ventilate 2
Stabilirea performantelor performantelor dinamice si calitatile de stabilitate ale autovehiculului Mercedes-Benz S 350 1. Motor şi performanţe
Tip motor MAS Configuraţie/Număr cilindri Cilindree (cc) Putere maximă (kW la rpm) – Cuplu maxim (Nm la rpm) – Compresie 10.7 : 1 Acceleraţie 0-100 km/h (s) – Viteză maximă (km/h) –
V6 3498 (200/6000) (350/2400–5000) (7.3) (250, limitată electronic )
2. Transmisii
Sistem de rulare Tracţiune spate Transmisii 7G-TRONIC Sport Rapoarte transmisie automată 4.38/ 2.86/ 1.92/ 1.37/ 1.00/ 0.82/ 0.73/ R1 3.42/ R2 2.23 Rapoarte transmisie finale 3.07 3. Combustibil şi consum
Capacitate rezervor/cu rezervă (l) Consum urban (l/100km) – Consum extraurban (l/100km) – Consum mixt (l/100km) – Emisii CO2 mixt (g/km) – Coeficient aerodynamic Clasă de emisii EU5
90/11 (14.6-14.8) (7.4-7.7) (10.0-10.2) (234-237) 0.27
4. Şasiu (standard) & jante- autoportant, berlina
Axă faţă Suspensie cu 4 braţe Axă spate Suspensie independentă multibraţ Suspensie, faţă/spate Suspensie pneumatică, amortizoare cu gaz/ Suspensie pneumatică, amortizoare cu gaz Anvelope faţă/jante 235/55 R 17 Anvelope spate/jante 235/55 R 17 Direcţie Direcţie parametrică cu pinion şi cremalieră (servoasistenţă variabilă în funcţie de viteză) Frâne faţă Discuri ventilate şi perforate Frâne spate Discuri ventilate 2
5.Dimensiuni 5.Dimensiuni & mase
Masă proprie/masă utilă (kg) – (1895/595) Masă maximă admisă (kg) – (2490) Masă maximă pe plafon (kg) 100 Capacitate portbagaj (VDA) (I) 560 Diametru de bracaj (m) 11.80 Masă maximă remorcabilă fără frână/cu frână (kg) 750/2100
3
Dimensiuni si greutate
Dimensiunile de gabrit: - lumgimea A=5,096 - latimea B=1,871 - inaltimea H=1,479 Ampatamentul: L=3,035 Ecartamentul: fata: B1 =1,600 B2 =1,606
[m] [m] [m] [m] [m] [m]
Scurt istoric despre Mercedes-Benz
Pentru ca acest studiu se refera la Mercedes, inainte de toate, sa vedem cum si-a facut aparitia acest nume in universul automobilului. Emil Jellineck era consul general al Imperiului Austro-Ungar si unul dintre cei mai de succes distribuitori ai masinilor fabricate de catre Daimler Motoren Gesellschaft, firma fondata de catre Gotlieb Daimler in 1889. Jellinek, nascut la Leipzig, isi cumparase primul Daimler in anul 1897 si tot atunci a decis sa se implice in afacerile cu automobile. Calitatea si performantele automobilelor Daimler l-au impresionat si o parte din averea sa a obtinut-o in urma vanzarilor de asemenea modele.In 1900, Jellinek locuia la Nisa, pe Coasta de Azur. Faptul ca DMG producea automobile foarte competitive se datora si geniului tehnic al lui Wilhelm Maybach, aflat in acele vremuri la conducerea companiei. In primul an al sec. XX, pentru DMG lucrau 344 de angajati, sediul era la Cannstadt, iar productia firmei s-a cifrat la 96 de automobile. Dintre acestea, aproximativ 30% au fost vandute de catre Jellinek. Pe data de 2 aprilie 1900 Jellinek a inaintat catre DMG o comanda personala privitoare la un automobil rapid, usor, capabil de inalte performante dinamice. Tratata cu toata seriozitatea de 4
Wilhelm Maybach, aceasta comanda a fost onorata in data de 22 decembrie 1900. Lui Jellinek i-a fost livrata o masina in care recunoastem primele detalii specifice automobilelor sportive. Comparativ cu datele vehiculelor epocii, ampatamentul era relativ lung, asigurand o buna stabilitate pe traiectorie la viteza mare, iar ecartamentul era lat, ceea ce avantaja stabilitatea laterala si tinuta de drum in viraje. Motorul sau era cu patru cilindri, avand capacitatea cilindrica de 5.9 litri, si furniza puterea maxima de 35 CP. Alimentarea era asigurata prin intermediul a doua carburatoare. Sistemul de franare dispunea de tamburi la rotile din spate. Aceasta solutie tehnica, mult perfectionata, desigur, o intalnim si astazi la destule automobile de conceptie recenta. De precizat este ca rotile din fata ale masinii lui Jellinek nu erau franate in nici un fel! Tractiunea era pe rotile din spate, transmisia fiind cu lant. Entuziasmat de caracteristicile masinii, Emil Jellinek i-a pus numele „ Mercedes ”, imprumutat de la propria sa fiica, in varsta de 10 ani. Aceasta este explicatia conform careia cele mai luxoase automobile germane poarta si astazi un nume de origine hispanica! Chiar de la inceputul secolului XX, pe Coasta de Azur se organizau curse de automobile. Traseele cu multe viraje, urcari si coborari, erau ideale pentru a pune la incercare potentialul masinilor. Remarcand comportamentul masinii lui Jellinek, mai multi dintre bogatasii epocii care frecventau Coasta de Azur au comandat masini similare. Data fiind cererea, oferta companiei Daimler a fost imbogatita in 1901 cu modelul Mercedes Simplex, echipat cu motorul de 35 CP. La data de 1 martie incepe fabricarea unor versiuni perfectionate. In 1907, Wilhelm Maybach pleaca de la DMG, locul lui fiind preluat de Paul Daimler, fiul lui Gottlieb. Anvergura productiei de modele Mercedes a generat o imagine de prestigiu, pe care Paul Daimler s-a hotarat sa o speculeze, trecand la fabricarea unor automobile cu tenta de lux. In anul 1924, Ferdinand Porsche a devenit inginerul sef al firmei. Productia cuprindea o gama foarte larga de modele, incununata de limuzinele echipate cu motoare cu sase cilindrii in linie. Sub supervizarea lui Paul Daimler si a lui Ferdinand Porsche au fost elaborate si introduse in fabricatie modelele seriei 24/100/140 CP, prezentate in premiera la salonul de la Berlin, in 1924. Mercedes-Benz a construit si motoare pentru barci, avioane (civile si militare) si chiar pentru Zeppelin-e. Karl Benz moare in 1929. Desi marca este celebra pentru limuzinele sale , un numar semnificativ de masini sport au fost produse. De exemplu, modelul SSK supraalimentat dezvoltat de Ferdinand Porsche. Alt model legendar a fost 300SL Gullwing din 1954 lansat la Salonul Auto de la New York. Mercedes-Benz a produs insa si masini mai ieftine, in cantitati mai mari. In ultimii ani compania a produs A-Class care este relativ ieftin in comparatie cu celelalte modele. De asemenea brandul Smart care produce automobile mici destul de accesibile face parte din grupul Mercedes-Benz din anul 1994.
Cap.I. 5
Caracteristica exterioară a motoarelor cu combustie internă Parametrii de funcţionare ai motorului cu ardere internă cu piston sunt exprimaţi cu ajutorul caracteristicii de turaţie exterioară . Prin caracteristica de turaţie exterioară sau pe scurt caracteristica exterioară se inţelege funcţia de dependenţă a momentului motor şi a puterii motorului faţă de viteza unghiulară de rotaţie a arborelui cotit la admisiune totală , reglajele motorului şi temperature de funcţionare fiind cele optime. Pentru motoarele a căror caracteristică nu este determinată experimental cum este cazul când se proiectează un motor nou , se foloseşte o exprimare analitică a caracteristici exterioare de forma P=P(n) , M=M(n). Pentru ridicarea caracteristicii exterioare se folosesc relaţiile :
nmin=0.175 x n P [rot/min] nmax=1,08 x n P [rot/min] MP=
9554 ⋅ P max n P
M= M max − P=
n ⋅ M
9554
[Nm]
( M max − M P ) ⋅ ( n − n M ) 2 n P − n M
[Nm]
[KW] ,n nmin nmax MP Pmax M P
- variaţia turaţiei - turaţia minimă - turaţia minimă - momentul la puterea maximă - puterea maximă - variaţia momentului - variaţia puterii
Cu ajutorul acestor formule se obţine variaţia momentului si a puterii în funcţie de turaţia motorului.
Tab. 1.1 Variaţia puterii şi a momentului în funcţie de turaţia motorului 6
n [rot/min]
P [KW]
M [Nm]
962.50 1255.29 1548.09 1840.88 2133.68 2426.47 2719.26 3012.06 3304.85 3597.65 3890.44 4183.24 4476.03 4768.82 5061.62 5354.41 5647.21
14.55 19.45 14.242 30.4065 48.6026 68.1854 88.5093 108.9291 128.7994 147.4749 164.3103 178.6602 189.8792 197.3221 200.3435 198.2980 190.5403
5940.00
190.0123
144.40 148.05 150.94 153.05 175.4210 219.6020 257.3488 288.6612 313.5393 331.9832 343.9927 349.5679 348.7088 341.4154 327.6877 307.5257 280.9294 278.1435
250
350 300
200
250 200
150
150 100
100 50M
50
40
P
30
20
20 10 0
2000 4000 6000 8000
100
2000 4000 6000 8000
Cap II. 7
Caracteristica de tracţiune Caracteristica de tracţiune al autovehiculului reprezintă echilibrul tuturor forţelor care acţionează asupra acestuia la mişcarea rectilinie, pe un drum oarecare având admisiunea plină a motorului, respectiv forţa totală la roată F R obţinută prin însumarea forţelor tangenţiale de la toate roţile motoare echilibrează suma tuturor rezistenţelor la înaintare, adică rezistenţa la rulare R r, rezistenţa la urcare a pantei R p, rezistenţa aerului R a, inclusiv rezistenţa la demarare R d. F R = Rr + R p + Ra + Rd
Variaţia parabolică a forţei la roată este determinată de caracterul variaţiei momentului motorului în funcţie de turaţie. Caracteristica de tracţiune numită şi forţa la roată se determină în condiţiile funcţionării motorului la sarcină totală cu reglaje la valorile optime. Aceasta reprezintă graficul de variaţie al forţei tangenţiale la roată dezvoltată de motor în funcţie de viteza de deplasare pentru fiecare treaptă de viteză selectată F R =f(va). F R =
M ⋅ i0 ⋅ icv ⋅ η tr r r
[N],
r –r raza de rulare; η tr – randamentul total al transmisiei; i0 – raportul de transmitere al transmisiei principale; icv – raportul de transmitere al treptelor de viteză; Viteza teoretică se calculează cu relaţia: va = 0.377 ⋅
r r ⋅ n i0 ⋅ icv
Rr = Ga ⋅ f va2 1 Ra = ⋅ C x ⋅ ρ ⋅ A ⋅ 2 13
f – rezistenţa la rulare; f = (0.018...0.024) → se adoptă f = 0.018; ρ – densitatea aerului; ρ = 1.226 [kg/m 3]; Cx – coeficient de rezistenţă al aerului; Cx = 0.4; A = C F ⋅ B ⋅ H
CF – coeficient de corecţie; CF = 0.98; B – ecartamentul autovehiculului; 8
H – înălţimea autovehiculului;
Tab.2.1. Bilanţul de tracţiune V [km/h]
Fa [N]
Fa+Fr [N]
10.00 21.79 33.57 45.36 57.14 68.93 80.71 92.50 104.29 116.07 127.86 139.64 151.43 163.21 175.00
2.69 12.75 30.27 55.26 87.70 127.61 174.98 229.81 292.11 361.86 439.08 523.76 615.90 715.50 822.56
305.09 315.15 332.67 357.66 390.10 430.01 477.38 532.21 594.51 664.26 741.48 826.16 918.30 1017.90 1124.96
Bilantul de tractiune 2000 1800 1600 1400 1200 Fr+Fa 1000 800 600 400 0
50
100
150
200
250
9
n
v 6.03
R r 7987.90
v 11.80
R r 4085.88
7.87
8189.93
15.39
4189.22
9.71
8349.45
18.98
4270.82
Treptele de viteză III IV v R r v R r 17.22 2798.8 23.60 2042.94 3 22.46 2869.6 28.02 2094.61 2 27.70 2925.51 32.45 2135.41
11.54 13.38
8466.44 8540.90
22.57 26.15
4330.66 4368.75
32.94 38.18
2966.50 2992.59
36.87 41.30
15.21
8572.85
29.74
4385.09
43.42
17.05
8562.26
33.33
4379.67
48.66
18.89
8509.16
36.92
4352.51
53.90
20.72
8413.52
40.51
4303.59
59.14
149.6 0 146.3 3 142.3 0 137.4 9 131.9 2 125.58
22.56
8275.37
44.10
4232.92
64.38
3003.7 8 3000.0 8 2981.4 7 2947.9 6 2899.55
24.39
8094.69
47.69
4140.50
69.62
26.23
7871.48
51.28
4026.33
74.86
28.06
7605.75
54.87
3890.41
80.10
29.90
7297.50
58.46
3732.74
85.34
31.74
6946.72
62.04
3553.31
90.58
118.4 7 110.59
33.57
6553.42
65.63
3352.13
35.41
6117.59
69.22
3129.20
101.9 4
37.24
5639.24
72.81
2884.52
M
962.50 1255.29 1548.09 1840.88 2133.68 2426.47 2719.26 3012.06 3304.85 3597.65 3890.44 4183.24 4476.03 4768.82 5061.62 5354.41 5647.21 5940.00
144.4 0 148.0 5 150.9 4 153.05 154.4 0 154.9 8 154.7 8 153.8 2 152.10
I
II
VI
V v 30.25
R r 1593.49
35.93
1633.80
41.60
1665.62
2165.33 2184.37
47.27 52.95
1688.96 1703.81
45.73
2192.54
58.62
1710.18
50.15
2189.84
64.30
1708.07
54.58
2176.25
69.97
1697.48
59.00
2151.80
75.64
1678.40
63.43
2116.46
81.32
1650.84
2836.2 5 2758.0 4 2664.9 3 2556.92
67.85
2070.25
86.99
1614.80
72.28
2013.17
92.67
1570.27
76.71
1945.21
98.34
1517.26
81.13
1866.37
104.02
1455.77
2434.0 2 95.82 2296.2 1 101.05 2143.5 0 106.2 1975.90 9
85.56
1776.65
109.69
1385.79
89.98
1676.07
115.36
1307.33
94.41
1564.60
121.04
1220.39
98.84
1442.26
126.71
1124.96
VII
v
R r
33.6556 43.8937 54.1318 74.6080 95.0842 115.5604 136.0366 156.5128 166.7509 176.9890 187.2271 197.4652
2030.49 2150.01 2227.94 2264.50 2258.23 2211.2 2122.3 1991.8 1819.5 1768.7 1565.8 1443.6
v
46.1082 60.1344 88.1868 102.2130 116.2392 144.2916 158.3178 172.3440 186.3702 200.3963 228.4487 242.4749
R r
1423.23 1564.98 1665.09 1789.98 1767.97 1678.67 1708.67 1623.56 1567.66 1434.34 1345.87 1298.86 10
207.7033
1342.45
256.5011
1009.89
Caracteristica de tractiune 14000 12000
trepta I
10000 trepta a II-a
8000
trept a a III-a
6000 ] N [ r R
trepta a IV-a 4000 trepta a V-a
2000
t r e p t a a V I- a
t r e p t a a V I I- a
0 -2000 -4000 -6000 0
50
100
150
200 v [km /h]
250
300
350
11
Cap. III Caracteristica dinamică a autovehiculelor Forţa de tracţiune disponibilă, excedentară F e = FR -R a, care se utilizează la învingerea rezistenţelor drumului şi rezistenţei la demarare, caracterizează dinamicitatea autovehiculului, dar nu poate fi folosită ca indice de comparaţie pentru autovehiculele de greutăţi diferite deoarece la valori egale ale forţei excedentare F e, calităţile dinamice ale unui autovehicul cu greutate totală mai mică sunt superioare celor ale unui autovehicul cu greutate totală mai mare. De aceea, aprecierea calităţilor dinamice ale autovehiculelor se face cu ajutorul factorului dinamic D, care este o forţă excedentară specifică, deci un parametru adimensional dat de raportul dintre forţa de tracţiune excedentară F e şi greutatea totală a autovehiculului G a respectiv: D =
F e Ga
=
F R − Ra Ga
=
F R − k ⋅ A ⋅ v 2 Ga
Curbele de variaţie ale factorului dinamic în funcţie de viteza autovehiculului, pentru toate treptele cutiei de viteză, reprezintă caracteristica dinamică a autovehiculului prezentată în fig. 3.1.
n 962.50 1255.29 1548.09 1840.88 2133.68 2426.47 2719.26 3012.06 3304.85 3597.65 3890.44 4183.24 4476.03 4768.82 5061.62 5354.41 5647.21 5940.00
I v 6.03 7.87 9.71 11.54 13.38 15.21 17.05 18.89 20.72 22.56 24.39 26.23 28.06 29.90 31.74 33.57 35.41 37.24
II D
0.48 0.49 0.50 0.50 0.51 0.51 0.51 0.51 0.50 0.49 0.48 0.47 0.45 0.43 0.41 0.39 0.36 0.33
v 11.80 15.39 18.98 22.57 26.15 29.74 33.33 36.92 40.51 44.10 47.69 51.28 54.87 58.46 62.04 65.63 69.22 72.81
D
0.24 0.25 0.25 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.25 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.19 0.18 0.16
Treptele de viteză III v D 17.22 0.17 22.46 0.17 27.70 0.17 32.94 0.17 38.18 0.18 43.42 0.18 48.66 0.17 53.90 0.17 59.14 0.17 64.38 0.17 69.62 0.16 74.86 0.16 80.10 0.15 85.34 0.14 90.58 0.13 95.82 0.12 101.05 0.11 106.29 0.10
IV v 23.60 28.02 32.45 36.87 41.30 45.73 50.15 54.58 59.00 63.43 67.85 72.28 76.71 81.13 85.56 89.98 94.41 98.84
V D
0.12 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.12 0.12 0.12 0.12 0.11 0.11 0.10 0.09 0.09 0.08 0.07
v 30.25 35.93 41.60 47.27 52.95 58.62 64.30 69.97 75.64 81.32 86.99 92.67 98.34 104.02 109.69 115.36 121.04 126.71
D
0.09 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.09 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.07 0.06 0.06 0.05 0.04
12
VI v 31.60 32.02 38.45 40.87 41.30 45.73 60.15 71.58 81.00 100.43 129.85 145.28 157.71 163.13 178.56 180.98 198.41 203.84
VI D
0.12 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.12 0.12 0.12 0.12 0.11 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05
v 46.25 48.93 51.60 52.27 54.95 58.62 71.30 78.97 75.64 89.32 123.99 157.67 177.34 183.02 196.69 210.36 246.04 256.71
D
0.09 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.09 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.07 0.05 0.05 0.03 0.02
C a r a c t e ri s t ic a d i n am i c a a a u t o ve h i c u lu l ui M E R C E D E S B E N Z - S - 35 0 0.5 Treapta I 0.4 Treapta II
0.3
Treapta III
0.2
Treapta IV 0.1
Treapta V I
Treapta V
Treapta V II
0
-0.1
-0.2 0
50
100
15 0
200
250
300
35 0
D
Valoarea maximă a forţei la roată este limitată de alunecarea roţilor pe suprafaţa drumului şi atunci limita superioară a acestei forţe este: F Rmax = ϕ ⋅ Z m
- Zm reacţiunea normală la puntea motoare. Z m =
b L
⋅ Ga
13
b – este distanţa de la centrul de greutate la puntea spate; φ – coeficient de aderenţă şi ia valorile 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6; Introducând FRmax în expresia factorului dinamic se obţine factorul dinamic sau factorul de propulsie Dφ: Dϕ =
ϕ ⋅ Z m − k ⋅ A ⋅ v 2 Ga
Parametrii principali ai calităţilor dinamice de tracţiune sunt: raportul dintre puterea maximă şi greutatea autovehiculului, factorul dinamic maxim la prima treaptă de viteză şi priza directă, precum şi viteza maximă pe drum orizontal de calitate bună cu încărcătură nominală.
n I 962.50 1255.29 1548.09 1840.88 2133.68 2426.47 2719.26 3012.06 3304.85 3597.65 3890.44 4183.24 4476.03 4768.82 5061.62 5354.41 5647.21 5940.00
v 6.03 7.87 9.71 11.54 13.38 15.21 17.05 18.89 20.72 22.56 24.39 26.23 28.06 29.90 31.74 33.57 35.41 37.24
II 0.24 0.24 0.24 0.24 0.23 0.23 0.23 0.23 0.22 0.22 0.21 0.21 0.20 0.20 0.19 0.24 0.24 0.24
VI v 31.60 32.02 38.45 40.87
v 11.80 15.39 18.98 22.57 26.15 29.74 33.33 36.92 40.51 44.10 47.69 51.28 54.87 58.46 62.04 65.63 69.22 72.81
Dφ
Dφ
0.20 0.20 0.20 0.20 0.19 0.19 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.17 0.16 0.16 0.15 0.20 0.20 0.20
Treptele de viteză III v Dφ 17.22 0.16 22.46 0.16 27.70 0.16 32.94 0.16 38.18 0.15 43.42 0.15 48.66 0.15 53.90 0.15 59.14 0.14 64.38 0.14 69.62 0.13 74.86 0.13 80.10 0.12 85.34 0.12 90.58 0.11 95.82 0.16 101.05 0.16 106.29 0.16
IV v 23.60 28.02 32.45 36.87 41.30 45.73 50.15 54.58 59.00 63.43 67.85 72.28 76.71 81.13 85.56 89.98 94.41 98.84
V Dφ
0.12 0.12 0.12 0.12 0.11 0.11 0.11 0.11 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.12 0.12 0.12
v 30.25 35.93 41.60 47.27 52.95 58.62 64.30 69.97 75.64 81.32 86.99 92.67 98.34 104.02 109.69 115.36 121.04 126.71
Dφ
0.08 0.08 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 0.08 0.08 0.08
VII Dφ
0.12 0.12 0.12 0.12
v 46.25 48.93 51.60 52.27
Dφ
0.08 0.08 0.08 0.08
14
41.30 45.73 60.15 71.58 81.00 100.43 129.85 145.28 157.71 163.13 178.56 180.98 198.41 203.84
0.11 0.11 0.11 0.11 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.12 0.12 0.12
54.95 58.62 71.30 78.97 75.64 89.32 123.99 157.67 177.34 183.02 196.69 210.36 246.04 256.71
0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
Diagrama limitelor de utilizare a autovehiculului Mercedes B enz S350 0.5
0.4
0.3 fi=0.6
0.2
fi=0.5
D
0.1
fi=0.4 fi=0.3
0 fi=0.2 -0.1
-0.2
0
50
100
150
200
250
300
350
v [km/h]
Îmbunătăţirea performanţelor autovehiculelor se obţine prin creşterea factorului dinamic, care se poate realiza prin mărirea cuplului motorului, prin mărirea raportului de transmitere din transmisia principală, prin reducerea greutăţii proprii şi prin construirea unor caroserii mai aerodinamice.
Cap. IV Determinarea acceleraţiilor autovehiculelor
15
Acceleraţia autovehiculului se caracterizează, în general, calităţile lui dinamice, în condiţii egale, cu cât acceleraţia este mai mare cu atât creşte viteza medie de exploatare. Valoarea acceleraţiei autovehiculului se poate determina cu ajutorul caracteristicii dinamice utilizând relaţia: D = ψ +
δ dv ⋅
g dt
,
de unde: a=
dv dt
= ( D − ψ ) ⋅
g
δ
Rezultă că acceleraţia autovehiculului a este direct proporţională cu diferenţa (D – ψ) deci este cu atât mai mare cu cât factorul dinamic este mai mare şi invers proporţională cu coeficientul maselor de rotaţie δ. Ψ – rezistenţa totală a drumului; ψ = f ⋅ cosα + sin α
δ – coeficientul de influenţă a maselor în mişcare de rotaţie asupra maselor de translatare a autovehiculului. δ = 1 + λ + ξ J m ⋅ η tr ⋅ itr 2 λ = 2 ma + r r
n
∑ J R ξ =
1
ma ⋅ r r 2
ma =
Ga g
Jm – moment de inerţie al mecanismului motor; Jm = 0.02...0.07 [kg·m 2]; JR – moment de inerţie al unei roţi a autovehiculului; JR = 0.2...0.6 [kg·m 2]; n – numărul de roţi a autovehiculului; Reprezentarea grafică a acceleraţiei şi a inversei acceleraţiei sunt prezentate în figurile 4.1. şi 4.2.
Treptele de viteză
16
I
n
v 6.03 7.87 9.71 11.54 13.38 15.21 17.05 18.89 20.72 22.56 24.39 26.23 28.06 29.90 31.74 33.57 35.41 37.24
962.50 1255.29 1548.09 1840.88 2133.68 2426.47 2719.26 3012.06 3304.85 3597.65 3890.44 4183.24 4476.03 4768.82 5061.62 5354.41 5647.21 5940.00
II a
4.05 4.15 4.24 4.30 4.33 4.35 4.34 4.32 4.26 4.19 4.09 3.98 3.83 3.67 3.48 3.28 3.04 2.79
VI v 31.60 32.02 38.45 40.87 41.30 45.73 60.15 71.58 81.00 100.43 129.85 145.28 157.71 163.13 178.56 180.98 198.41 203.84
v 11.80 15.39 18.98 22.57 26.15 29.74 33.33 36.92 40.51 44.10 47.69 51.28 54.87 58.46 62.04 65.63 69.22 72.81
III a
2.13 2.18 2.23 2.26 2.28 2.28 2.28 2.26 2.23 2.18 2.13 2.06 1.97 1.88 1.77 1.65 1.52 1.37
v 17.22 22.46 27.70 32.94 38.18 43.42 48.66 53.90 59.14 64.38 69.62 74.86 80.10 85.34 90.58 95.82 101.05 106.29
IV a
1.42 1.46 1.48 1.50 1.51 1.51 1.50 1.48 1.46 1.42 1.37 1.31 1.25 1.17 1.09 1.00 0.89 0.78
v 23.60 28.02 32.45 36.87 41.30 45.73 50.15 54.58 59.00 63.43 67.85 72.28 76.71 81.13 85.56 89.98 94.41 98.84
V a
0.99 1.02 1.03 1.05 1.05 1.05 1.04 1.03 1.01 0.98 0.94 0.90 0.85 0.80 0.73 0.66 0.59 0.50
v 30.25 35.93 41.60 47.27 52.95 58.62 64.30 69.97 75.64 81.32 86.99 92.67 98.34 104.02 109.69 115.36 121.04 126.71
a
0.73 0.75 0.76 0.76 0.76 0.76 0.74 0.73 0.70 0.67 0.64 0.60 0.55 0.50 0.44 0.37 0.30 0.22
VII a
0.99 1.02 1.03 1.05 1.05 1.05 1.04 1.03 1.01 0.98 0.94 0.90 0.85 0.80 0.73 0.66 0.59 0.50
v 46.25 48.93 51.60 52.27 54.95 58.62 71.30 78.97 75.64 89.32 123.99 157.67 177.34 183.02 196.69 210.36 246.04 256.71
a
0.73 0.74 0.76 0.76 0.76 0.75 0.73 0.73 0.70 0.67 0.64 0.62 0.55 0.52 0.38 0.34 0.30 0.18
17
3 I 2.5
II
2 III 1.5 IV 1 V
a
VI
0.5 0
VII -0.5 -1 -1.5
0
50
100
150
200
250
300
350
v
fig 4.1 Variatia acceleratiei n
I v
II 1
v
a
962.50 1255.2 9 1548.0 9 1840.8 8 2133.6 8 2426.4 7 2719.2 6 3012.0 6 3304.8 5 3597.6 5 3890.4 4 4183.2 4 4476.0 3 4768.8 2 5061.6
Treptele de viteză III 1
v
a
1
IV v
a
V 1
v
a
1
a
6.03 7.87
0.25 0.24
11.80 15.39
0.47 0.46
17.22 22.46
0.70 0.69
23.60 28.02
1.01 0.98
30.25 35.93
1.37 1.34
9.71
0.24
18.98
0.45
27.70
0.67
32.45
0.97
41.60
1.32
11.54
0.23
22.57
0.44
32.94
0.67
36.87
0.95
47.27
1.31
13.38
0.23
26.15
0.44
38.18
0.66
41.30
0.95
52.95
1.31
15.21
0.23
29.74
0.44
43.42
0.66
45.73
0.95
58.62
1.32
17.05
0.23
33.33
0.44
48.66
0.67
50.15
0.96
64.30
1.34
18.89
0.23
36.92
0.44
53.90
0.67
54.58
0.97
69.97
1.38
20.72
0.23
40.51
0.45
59.14
0.69
59.00
0.99
75.64
1.42
22.56
0.24
44.10
0.46
64.38
0.71
63.43
1.02
81.32
1.49
24.39
0.24
47.69
0.47
69.62
0.73
67.85
1.06
86.99
1.57
26.23
0.25
51.28
0.49
74.86
0.76
72.28
1.11
92.67
1.68
28.06
0.26
54.87
0.51
80.10
0.80
76.71
1.17
98.34
1.82
29.90
0.27
58.46
0.53
85.34
0.85
81.13
1.26
104.02
2.02
31.74
0.29
59.78
0.56
90.58
0.92
82.87
1.36
109.69
2.29
18
2 5354.4 1 5647.2 1 5940.0 0
33.57
0.31
63.24
0.61
95.82
1.00
87.16
1.51
115.36
2.69
35.41
0.33
66.70
0.66
101.05
1.12
91.44
1.71
121.04
3.32
37.24
0.36
70.15
0.73
106.29
1.28
95.73
1.99
126.71
4.45
VI v
VII 1
v
1
a
31.60 32.02 38.45 40.87 41.30 45.73 60.15 71.58 81.00 100.43 129.85 145.28 157.71 163.13 178.56 180.98 198.41 203.84
1.01 0.98 0.96 0.94 0.94 0.95 0.96 0.97 0.99 1.02 1.06 1.11 1.17 1.24 1.31 1.41 1.61 1.91
a
46.25 48.93 51.60 52.27 54.95 58.62 71.30 78.97 75.64 89.32 123.99 157.67 177.34 183.02 196.69 210.36 246.04 256.71
1.35 1.33 1.32 1.30 1.31 1.33 1.34 1.38 1.42 1.49 1.57 1.68 1.82 2.02 2.25 2.61 3.30 3.40
9
Variatia inversei acceleratiei Mercedes benz S350
7 6 8 5 4
1/a
3 2
19 40
12
16
v [km/h]
20
240 250 Limitat
Cap. V Stabilitatea autovehiculului Forţele ce acţionează asupra autovehiculelor pot fi grupate în două categorii mari. În prima categorie se includ forţele care se pot modifica nemijlocit prin comenzile executate de către conducător. În a doua categorie se includ forţele care se manifestă întâmplător, deci care nu pot fi modificate în mod nemijlocit de către conducător. După modul cum se produc mişcările în raport cu axele principale ale autovehiculului se deosebesc stabilitatea longitudinală şi stabilitatea transversală, fiecare dintre ele putându-se referi la atingerea limitei de aderenţă sau la răsturnare.
5.1. Stabilitatea longitudinală a autovehiculelor cu roţi Stabilitatea longitudinală a autovehiculelor este capacitatea autovehiculului de a se opune alunecării sau patinării longitudinale precum şi răsturnării în raport cu o axă transversală.
5.1.1. Stabilitatea longitudinală la răsturnare a autovehiculelor Pentru un regim de mişcare dat există un unghi limită de răsturnare α r , la care începe să se producă răsturnarea şi este dat de relaţia:
α r = arctg
b h g
α r = 52,11
20
5.1.2. Stabilitatea longitudinală la alunecare a autovehiculelor α a = arctg
b ⋅ ϕ
L + ϕ ⋅ h g
φ αa
0,7 12.95
0,35 7,2
0,15 3.28
Viteza de răsturnare datorată rezistenţei aerului este dată de relaţia: b ⋅ Ga
V r = ha ⋅
k ⋅ A
13
+ 0.00471 ⋅ C z ⋅ b ⋅ A
[km/h]
vr =466,29 [km/h] Cz – coeficient de portanţă; Cz = 0.3...0.5; Cz = 0,3;
5.2. Stabilitatea transversală a autovehiculelor Stabilitatea transversală este capacitatea autovehiculului de a se opune derapării sau răsturnării transversale în raport cu dreapta care uneşte centrele petelor de contact ale roţilor de pe aceeaşi parte a autovehiculului Pierderea stabilităţii transversale este provocată de acţiunea forţelor transversale. Acestea sunt determinate de deplasarea în curbă, înclinarea transversală a căii de rulare, vântul lateral şi neregularităţile căii de rulare. Efectele cele mai mari sunt date de forţele inerţiei care iau naştere la mersul în curbă. - viteza limită de răsturnare pe cale de rulare cu înclinare transversală sau curbă la viteză constantă
21
0,5 ⋅ E vr = 11,3 ⋅
h g
1−
+ tg β
0,5 ⋅ E h g
⋅ Rv ⋅ tg β
[Km/h]
- pentru cale orizontală E
vr = 11,3 ⋅
Z ⋅ h g
⋅ Rv
[Km/h]
- viteza limită de derapare vd = 11,3 ⋅
ϕ y + tg β
1 − ϕ y ⋅ tg β
R v β = 00 vd 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
33.21 46.96 57.51 66.41 74.25 81.34 87.85 93.92 99.62 105.01 110.13 115.03 119.73 124.25 128.61 132.82 136.91 140.88 144.74 148.50 152.17 155.75 159.25 162.68 166.03 169.32 172.54 175.71 178.82 181.88
⋅ Rv
[Km/h]
φ = 0.7 vr
φ = 0.35 vr
β = 40 φ =0.15 vd vr
29.90 42.28 51.78 59.79 66.85 73.23 79.10 84.56 89.69 94.54 99.16 103.57 107.80 111.86 115.79 119.59 123.27 126.84 130.32 133.70 137.01 140.23 143.38 146.46 149.48 152.45 155.35 167.20 176.00 202.75
21.14 29.90 36.62 42.28 47.27 51.78 55.93 59.79 63.42 66.85 70.11 73.23 76.22 79.10 81.88 84.56 87.16 89.69 92.15 94.54 96.88 99.16 101.39 103.57 105.70 107.80 109.85 111.86 113.84 115.79
13.84 19.57 23.97 27.68 30.95 33.90 36.62 39.14 41.52 43.76 45.90 47.94 49.90 51.78 53.60 55.36 57.06 58.72 60.33 61.89 63.42 64.91 66.37 67.80 69.20 70.57 71.91 73.23 74.53 75.80
35.62 50.37 61.69 71.23 79.64 87.24 94.23 100.74 106.85 112.63 118.13 123.38 128.42 133.26 137.94 142.47 146.85 151.11 155.25 159.28 163.21 167.06 170.81 174.48 178.08 181.61 185.07 188.46 191.80 195.08
β = 60 vd 36.88 52.16 63.88 73.76 82.47 90.34 97.58 104.32 110.65 116.63 122.32 127.76 132.98 138.00 142.84 147.53 152.07 156.48 160.77 164.94 169.02 172.99 176.88 180.69 184.41 188.06 191.65 195.16 198.62 202.01
22
viteza limita de stabilitate la rasturnarea transversala 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
0
50
100
150
200
250
300
250
300
Viteza limita de stabilitate la rasturnare 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
0
50
100
150
200
23
viteza limita de stabilitate la rasturnarea transversala 220 200
Viteza limita de stabilitate la rasturnare 180 160
180
140
160
120
140 100 120 80 100 60
80
40
60
20
40 20
0
100
200
300
0
0
100
200
300
- condiţia de stabilitate transversală la răsturnare la deplasarea rectilinie cu viteză constantă: 2 ⋅ hg β = arctg
β=40,81
E
- condiţia de stabilitate transversală la derapare la deplasarea rectilinie cu viteză constantă: 1 β = arctg ϕ y
β=34.99 E-ecartamentul autovehiculului β-unghiul de înclinare transversală a drumului hg-poziţia centrului de greutate φy-coeficient de aderanţă
24
Viteza limit de stabilitatea transversala pe cale orizontala
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
50
100
150
200
250
300
5.3 Stabilitatea mişcării rectilinii la devierea pneurilor vcr = 11,3 ⋅
L G2 K 2
−
G1
[Km/h]
K 1
vcr =44,94 K 1,K 2-coeficienţi de rezistenţă la devierea pneurilor
Cap. VI Precizarea vibratilor şi zgomotelor din autovehicul Deplasarea autovehiculelor pe drum este însoţită de apariţia permanentă a oscilaţiilor şi şocurilor. Aceste oscilaţii se manifestă la nivelul maselor suspendate şi nesuspendate ale autovehiculelor influenţând considerabil confortabilitatea pasagerilor, integritatea mărfurilor transportate, durabilitatea elementelor componente ale caroseriei, suspensiei, transmisiei şi motorului. Şocurile şi oscilaţiile la care sînt supuse autovehiculele sînt determinate de cauze exterioare şi interioare. Trebuie remarcat că aceste cauze se manifestă de cele mai multe ori simultan. Şocurile şi oscilaţiile existente la autovehicule au o influenţă nocivă asupra organismului uman, provocând oboseli mari şi senzaţii fiziologice neplăcute persoanelor aflate în automobile. În situaţiile în care se circulă cu viteze ridicate pe drumuri de calitate proastă, dacă nu se iau măsuri speciale de protecţie, suferă mult integritatea mărfurilor transportate. In afară de aceasta din cauza şocurilor şi oscilatiilor în organele componente ale autovehiculelor (suspensie, transmisie, 25
motor) apar sarcini dinamice mari. Chiar dacă nu în toate situaţiile se ajunge la depăşirea limitei de rupere a pieselor, din cauza şocurilor şi oscilaţiilor piesele componente ale automobilelor sunt supuse la solicitări variabile care au un caracter, de cele mai multe ori, aleator şi care reduc mult rezistenţa la oboseală a acestora. ' Tot ca urmare a existenţei şocurilor şi oscilaţiilor la autovehicule se ajunge la reducerea eficienţei transportului, cu astfel de mijloace, ca urmare a micşorării considerabile a vitezei de deplasare. De asemenea, deplasarea autovehiculelor în astfel de condiţii este însoţită de creşterea consumului de combustibil necesar învingerii rczistenţelor suplimentare în elementele suspensiei şi pierderilor suplimentare de energie în pneuri. Şocurile şi oscilaţiile la autovehicule depind de drumul pe care se deplasează şi de tipul autovehiculului. Ele se pot clasifica în : a) şocuri şi oscilaţii provocate de denivelările şi neregularităţile suprafeţei drumului, de rafalele de vânt, de frânarea autovehiculului etc. Şi b) şocuri şi oscilaţii provocate de motor, transmisie, direcţie şi sistemul pneu-roată. La autovehicule se studiază: a) oscilaţiile libere sau proprii, care pot fi neamortizate şi amortizate în scopul stabilirii pulsaţiilor proprii şi a influenţelor maselor nesuspendate, caracteristicilor elastice şi de amortizare ale suspensiei asupra confortabilităţii şi a rcgimului de deplasare ; b) oscilaţiile forţate sau întreţinute care solicită permanent autovehiculele în timpul mişcării. Studiul acestor oscilaţii este necesar pentru a stabili pulsaţiile periculoase ale factorilor perturbatori în scopul evitării funcţionării întregului sistem în zonele de rezonanţă. De asemenea studiul unor astfel de oscilaţii permite cercetarea influenţei fiecărui factor perturbator în parte asupra comportării autovehiculelor şi a subansamblelor componente în timpul deplasării. La autovehicule, în timpul deplasării, se pot întîlni următoarele tipuri de oscilaţii sau vibraţii: 1. Oscilaţii ale şasiului şi caroseriei, considerate ca un rigid nedeformabil aşezat pe suspensia elastică formată din arcuri, sau arcuri şi pneuri. Aceste oscilaţii au un caracter de oscilaţii libere, provocate de neregularităţile suprafeţei drumului, care acţionează sub formă de şocuri. Uneori, în urma uzării, suprafaţa şoselei ia forma unor valuri ; autovehiculele care se deplasează pe ea la o anumită viteză intră în rezonanţă, ajungându-se la oscilaţii periculoase. . Ca rigid suspendat elastic, ansamblul şasiu-caroserie are 6 grade de liber-tate : translaţii verticale, orizontale, longitudinale şi transversale şi rotaţii în jnrul celor trei axe, pe aceleaşi direcţii. Pe de altă parte, roţile din faţă şi din spate sprijinite pe pneuri pot să oscileze împreună cu punţile corespun-zătoare, dacă punţile sînt rigide, sau fiecare separat cînd autovehiculul este echipat cu suspensie independentă. 2. Vibraţiile de torsiune şi încovoiere ale pieselor motorului şi subansamblelor transmisiei. Aceste vibraţii se analizează pe modele dinamice echivalente cu un număr mai mare sau mai mic de grade de libertate în funcţie de numărul de cilindrii ai motorului, de numărul de punţi motoare şi dacă se ia în considerare sau nu cinematica şi dinamica mecanismelor diferenţiale de transmisie. Aceste oscilaţii sînt cauzate atît de neregularităţile suprafeţelor drumului cât şi de o serie de factori perturbatori interiori (momentul dc torsiune al motorului este 26
variabil periodic în timp, cuplarea ambreiajului, schimbarea treptelor de viteze, funcţionarea transmisiilor cardanice). 3. Vibraţiile motorului, ambreiajului şi cutiei de viteze în ansamblu faţă de şasiu. De obicei aceste subansamble se montează elastic pe şasiu şi dacă rezemarea este necorespunzătoare se ajunge la desfacerea prematură a îmbinărilor, la fusuri şi ruperi în şasiu şi cartere. Prin luarea în considerare a acestor oscilaţii modelele dinamice echivalente ale autovehiculelor se complică şi mai mult. ; : 4. Vibraţii de fluturare, care se manifestă prin oscilaţiile roţilor de direcţie întrun plan perpendicular pe direcţia de mers. 0 formă mai accentuată a fluturării este fenomenul de shimmy, cînd roţile din faţă se ridică succesiv de pe suprafaţa drumuliii, şi urmele lor au formă curbilinie. Aceste fenomene se datoresc unei execuţii necorespunzătoare a articulaţiilor şi jocurilor din acestea. Ele au ca urmare uzări rapide ale pneurilor, uzări ale articulaţiilor, mers instabil etc. 5. Vibraţii ale scaunelor conducâtorului auto şi pasagerilor care determină în bună parte confortabilitatea autovehiculelor. Aceste vibraţii sînt cauzate de însumarea efectelor factorilor perturbatori exteriori şi inferiori. Prin inlermediul scaunelor se transmit vibraţiile corpului omenesc şi de aceea construcţiile acestora trebuie să fie astfel realizate încît să ducă la diminuarea efectelor dăunătoare. La vehiculele remorcate se observâ adesea oscilaţii de pendulare, mani-festate prin aceea că remorca nu urmează drumul autotractorului. Astfel de oscilaţii sînt favorizate de jocurile în articulaţia dispozitivului de remor-care, de poziţia punctelor de legare la autotractor şi remorcă a triunghiului de articulaţie, de ecartamentul remoreii, de poziţia centrului ei de masă etc. Uneori, cînd acest sistem de remorcare este defectuos, oscilaţiile de pendulare devin periculoase. Cercetarea teoretică a oscilaţiilor autovehiculelor se face pe modele dinamice de complexitate mai mică sau mai mare. Complexitatea modelelor dinamice fiind determinată în mare măsură de posibilităţile de analiză şi integrare a sistemelor de ecuaţii diferenţiale care descriu starea de mişcare. Odată cu perfecţionarea performanţelor calculatoarelor electronice s-au dezvoltat metodele de integrare numerică aproximativă a sistemelor de ecuaţii diferenţiale şi ca urmare a crescut şi complexitatea modelelor dinamice.
ZGOMOTELE AUTOMOBILULUI
În anumite condiţii vibraţiile diferiţilor centrii excitatori sunt percepute sub formă de zgomote (sunete supărătoare). Zgomotul global al unui automobil este o combinaţie de mai multe zgomote. Cele mai importante surse de zgomot care apar în timpul deplasării automobilului sînt generate de funcţionarea părţlor mecanice (motor, transmisie, sistem de rulare) şi de conturul habitaclului. Fiecare zgomot perceput în automobil sau în afara lui este o vibraţie a aerului înconjurător. Acesta este excitat direct de către sursă (pe cale aeriană) şi de către caroseria automobilului care devine un radiator acustic, excitata structural de către sursele de vibraţie (datorită vibraţiilor de încovoiere elementele caroseriei devin radiatori acustici care produc zgomot aerian. 27
Problema studierii şi combaterii zgomotului generat de automobil este complexă şi cuprinde o serie de aspecte : — studiul aspectului fizic al apariţiei zgomotului, depistarea surselor de zgomot şi analiza spectrului ; — studiul calităţii nivelului de zgomot generat de diferite componente ale automobilului în diferite regimuri de sarcină şi viteză ; — stabilirea unui complex de soluţii de combatere la sursă a zgomotului sau de împiedicare a propagării lui în mediul înconjurător. ZGOMOTUL INTERIOR Motorul este una din sursele preponderente de zgomot. In compartimentul motor nivelul general de zgomot depăşeşte 120 dB. Principala vibraţie este dată de armonicile, insuficient echilibrate, ale forţelor de inerţie dezvoltate în echipamentul mobil. Aceste forţe sînt calculate pe baza caracteristicilor constructive (masă, inerţie, dimensiuni ale diverselor piese). Pentru motoarele cu 4 cilindri vibraţia preponderentă este la o frecvenţă dublă faţa de turaţie. Această vibraţie provoacă un zgomot pur (ca un bâzâit) cu frecvenţă între 30 Hz (relanti la 900 rot/min) pînă la 200 Hz (aproximaliv 6000 rot/min). Motoarele cu 6 cilindri reprezintă surse de vibraţii de ordinul III, iar cele cu 8 cilindri de ordinul IV. Se găsesc de asemenea : ' a) — zgomote de admisie, ca urmare a pulsaţiei aerului la admisie şi zgomote de evacuare a gazelor arse, cu un spectru de componente armonice ale fundamentalei f dată de relaţia : f =
n⋅i
60 ⋅ z
unde : n este turaţia arborelui cotit (rot/min) ; i — numărul de cilindrii ; z — coeficient ce depinde de tipul motorului; z = 1 pentru motoarele în doi timpi si ; z = 2 pentru motoarele în patru timpi. Energia acustică maximă a acestor zgomote este repartizată în benzi de frecvenţe cuprinse între 40—60 Hz şi 700 — 1 000 Hz. Restul energiei acustice este repartizată aproape uniform la frecvenţe mai mari de 2 000 Hz. Zgomotele de admisie şi evacuare ar fi foarte intense în absenţa atenuatoarelor de zgomot a căror eficacitate nu este întotdeauna optimă, dar în general satisfăcătoare. b) — şocuri mecanice repetitive cum sînt cele ale culbutorilor şi supapelor c) — zgomotul sistemului de ventilare pentru răcirea motorului, a cărui componentă fundamentală poate depăşi 100 dB. Angrenajele cutiilor de viteză sau punţilor motoare creează zgomote de frecvenţă pură (fluierături) la frecvenţa de angrenare a dinţilor (plus eventual armonici), precum şi zgomote de spectru larg (şuierături, râcâituri). Transmisiile longitudinale sau transmisiile la roţile motoare provoacă vibraţii corespunzătoare fundamentalei sau armonicelor vitezelor de rotaţie. 28
Rulmenţii cu bile, cu role sau ace precum şi toate accesoriile motorului (curele, lanţuri, pompe, alternator, etc.) emit zgomote specifice într-un spectru foarte larg. Zgomotele de reluare sunt excitate de neregularităţile îmbrăcăminţii drumului, care sînt foarte variabile, de la sol neted până la pietre de pavaj mari şi separate, sau găuri ori obstacole izolate. Spectrele de zgomot de rulare măsurate în interiorul automobilului sînt variabile, iar un defect pronunţat de zgomot de rulare se caracterizează aproape mereu prin apariţia unei frecvenţe sau zone de frecvenţe sub 200 Hz, independent de viteză sau drum, (cu excepţia pavajelor regulate). Aceasta înseamnă că defectul caracterizează mai mult răspunsul automobilului decât o excitaţie diversificată şi relativ aleatoare. Zgomotele de aer percepute în interiorul unui automobil nu depind de forma sa aerodinamică, în sensul rezistenţei la înaintare, ci de proastele etanşări. Suprapresiunea interioară provoacă nişte pierderi care, chiar la debite mici, generează zgomote acute pe toate frecvenţele, cu efect de fluierături. Reducerea zgomotului interior al automobilelor nu se rezumă la o reţetă, nici la o metodă de lucru. Spectrul rezultat la automobile cuprinde aproape întotdeauna nişte nivele destul de ridicate în frecvenţe joase (până la 200 Hz) cu una sau două frecvenţe sau zone de frecvenţe net dominante şi nivele din ce în ce mai mici înspre frecvenţele înalte. ZGOMOTUL EXTERIOR Indiferent dacă este vorba de cel mai silenţios sau cel mai zgomotos autovehicul, regimul în care funcţionează are o mare influenţă. Cea mai mică variaţie a nivelului de zgomot se constată la rularea liberă (60...70 dBA la viteza de 50 km/h), iar cea mai mare la startul rapid de pe loc (70...100 dBA)
În timpul deplasării există două surse principale de zgomot : motorul împreună cu transmisia şi rulajul roţilor. Ponderea celor două surse în nivelul zgomotului global este diferită pentru fiecare tip de automobil şi regim de deplasare.
29
Bibliografie 1. Marin Untaru
Dinamica autovehiculelor pe roţi.
Editura didactică şi pedagogică Bucureşti 1981 2. Buzdugan Gh.
Măsurarea vibraţilor mecanice
Editura didactică şi pedagogică Bucureşti 1964 3. Stoicescu , A.
Mecanica automobilului ,vol 1
Editura institutului politehnic Bucureşti 1973 4. Program de calcul MATLAB
30
