Dinamica autovehiculului - proiectarea unui autoturism 4x4

Utilizarea autoturismului 4X4 se face pe diverse drumuri, în limite foarte largi de variaţie a vitezei de deplasare şi a greutăţii încărcăturii transportate. În aceste condiţii, autopropulsarea automobilului, datorată energiei mecanice primite de roţile motoare de la motorul automobilului, este posibilă când se realizează concordanţă între necesarul de momente şi puteri, ofertă făcută de motor. Interfaţa dintre sursa de energie (motor) şi utilizatorul energiei (roata motoare) este constituită de transmisie.

Clasificarea autoturismelor se face după o serie de criterii, dintre care mai des întâlnite sunt următoarele:

-după forma caroseriei: cu caroserie închisă (berlină, cupeu, coach, sedan, limuzină, VAN), cu caroserie deschisă (faeton, roadster) şi cu caroserie decapotabilă;

-după capacitatea cilindrică a motorului: de la motoare de foarte mic litraj (AFML) până la motoare de capacităţi mari şi foarte mari (GT);

-după tipul motorului: cu motor termic – cu aprindere prin scânteie (cu carburator sau cu injecţie de benzină), cu aprindere prin comprimare, turbine cu gaze, cu reacţie – sau cu motor electric;

-după capacitatea de trecere, care caracterizează capacitatea automobilului de a se deplasa pe diferite categorii de drumuri sau în teren, în afara drumurilor, se deosebesc: cu capacitate normală de trecere (pot circula pe orice categorie de drumuri), cu capacitate mărită de trecere (pot circula şi în afara drumurilor).

1.1. Studiul soluţiilor similare

Pentru abordarea proiectării unui nou tip de autoturism, ţinând seama de datele impuse prin temă, care precizează anumite particularităţi legate de destinaţia şi performanţele acestuia, este nevoie, într-o primă etapă, să se caute un număr cât mai mare de soluţii constructive, deja existente, având caracteristici asemănătoare cu cele ale autoturismului cerut. Literatura de specialitate cuprinde, pentru fiecare categorie de autoturisme, informaţii legate de organizarea generală, de modul de dispunere a motorului şi punţilor motoare, de organizarea transmisiei etc. De asemenea, sunt date principalele dimensiuni geometrice, greutatea utilă şi proprie, tipurile sistemelor de direcţie şi frânare, tipul suspensiei etc.

Modele similare au fost extrase din AutoCatalog. În tabelul 1.1 se prezintă, pentru segmentul autoturismelor cu performanţe apropiate autoturismului din tema de proiectare principalii parametrii constructivi şi ai performanţelor pentru un număr de 8 autoturisme.

Din datele extrase, referitor la soluţia de organizare generală a transmisiei se desprinde că modelele sunt cu soluţia de organizare 4x4 permanent

Analizând cu atenţie toate aceste informaţii şi având în vedere tendinţele de dezvoltare caracteristice categoriei de autoturisme cercetate se pot stabili, pentru început, prin comparare, unele date iniţiale, absolut necesare pentru calculul de predimensionare, cum ar fi: organizarea generală, amenajarea interioară, dimensiunile geometrice, greutatea autoturismului şi repartizarea sa pe punţi, alegerea pneurilor şi determinarea razei de rulare etc.

Prin tema de proiectare, s-au impus numărul de locuri (n=5), viteza maximă (vmax=170 Km/h) a autoturismului , în prima treaptă de viteză, impunerea doar acestor trei condiţii permiţând o mai mare libertate în ceea ce priveşte stabilirea celorlalte caracteristici ale acestuia.

Din punctul de vedere al soluţiei de organizare, toate automobilele adoptă un motor amplasat în faţă, majoritatea avându-l dispus longitudinal, construcţia adaptându-se cel mai bine la cerinţele de spaţiu şi compactitate, având în vedere că acestea conferă condiţii optime de confort.

Pentru criteriu s-a determinat o valoare medie care cu mici modificări va fi folosită pentru reprezentarea automobilului ce urmează a fi proiectat.

Ampatamentul este distanţa dintre axele geometrice ale punţilor automobilului şi este orientată spre valoarea aleasă ca medie cu mici abateri de la aceasta pentru fiecare model în parte. Din punct de vedere al ampatamentului se poate vorbi despre amenajarea interioară a autoturismului. Pentru autoturismul meu din tema de proiect se adoptă valoarea medie a ampatamentelor soluţiilor similare şi anume L=2664 mm.