Soluții constructive posibile pentru puntea din față

Capitolul 1

Studiul solutiilor constructive posibile pentru puntea din fata si alegerea justficata a solutiei pentru puntea care se proiecteaza

1.1 Rolul, conditiile impuse si clasificarea puntilor din fata [1]

Puntea din faţă are rolul de a prelua şi transmite cadrului sau caroseriei forţele şi momentele ce apar din interacţiunea roţilor faţă cu calea de rulare şi de a permite schimbarea direcţie de deplasare a automobilului. La automobilele organizate după soluţia totul în faţă, puntea din faţă este şi motoare realizând transmiterea fluxului de putere primit de la transmisia longitudinală sau de la arborele secundar al schimbătorului de viteze la roţile motoare.

Constructiv puntea din faţă motoare cuprinde: mecanismele transmiterii fluxului de putere la roţile motoare (transmia principală, diferenţialul, arborii planetari şi butucii roţilor motoare); mecanismul de ghidare pentru preluarea şi transmiterea forţelor şi momentelor reactive între roţi şi cadru sau caroserie; fuzetele şi pivoţii prin care roţile se articulează de mecanismul de ghidare, cu posibilitatea de oscilaţie în plan orizontal, necesară schimbării direcţiei de mers.

Pentru puntea din faţă nemotoare construcţia se simplifică prin eliminarea mecanismulul de transmitere a fluxului de putere primit de la motor.

După tipul mecanismului de ghidare determinat de caracterul suspensiei roţilor puntea din faţă poate fi: rigidă- cu oscilaţie dependentă a roţilor sau articulată cu oscilaţie independentă a roţilor.

Puntea din faţă trebuie:

-să asigure o cinematică corectă a roţilor în timpul oscilaţiei caroserie;

-să asigure o bună stabilitate roţilor de direcţie;

-să asigure manevrarea uşoară a automobilului şi o uzură cât mai mică a pneurilor;

-să aibă o greutate proprie mică pentru a reduce greutatea părţii nesuspendate a automobilului;

-să fie suficient de rezistentă şi sigură în exploatare;

Clasificarea punţilor se face după următoarele criterii:

A.După tipul mecanismului de ghidare al roţilor, punţile pot fi rigide semirigide sau fracţionate (articulate).

Punţile rigide, sau punţi cu oscilaţie dependentă a roţilor, sau punţi cu suspensie dependentă sunt punţile la care lagărele roţilor sunt legate între ele printr-un element rigid (grindă). În consecinţă, la trecerea peste un obstacol a unei roţi, cealaltă roată se înclină simultan şi egal, provocând înclinarea şi deplasarea transversală a caroseriei. În plus, datorită elasticităţii arcului lamelar al suspensiei (majoritatea punţilor rigide sunt combinate cu arcuri lamelare care asigură şi ghidarea punţii), se produce înaintarea unei roţi în raport cu cealaltă şi deci schimbarea direcţiei de mers, aşa cum se vede din figura 1.1. Prezenţa grinzii transversale face imposibilă dispunerea între roţi, într-o poziţie cât mai coborâtă, a motorului sau a cadrului, deci înălţimea centrului de masă al automobilului este mai mare. Se poate obţine însă, o mărire a capacităţii de trecere a automobilului prin creşterea gărzii la sol,prin micşorarea razei transversale de trecere şi prin posibilitatea mare de rotire a punţii faţă de caroserie (exemplu UNIMOG) fară a recurge la soluţii constructive complicate şi costisitoare. Un alt avantaj al punţii rigide este numărul redus de articulaţii care îi conferă siguranţa în exploatare şi fiabilitate ridicate.

Punţile rigide se folosesc la majoritatea autocamioanetor, la autobuze, la autoutilitare şi la unele autoturisme de teren.

Figura 1.1 Influenţa punţii rigide asupra ghidajului şi poziţiei automobilului

Punţile rigide se deosebesc constructiv prin soluţia adoptată pentru preluarea forţelor şi a momentelor de reacţie. Schemele cinematice ale celor mai folosite mecanisme în acest scop sunt prezentate in figura 1.2(a,b,c).

Figura 1.2 Schemele cinematice pentru mecanismele de ghidare ale punţilor rigide: a)cu arcuri lamelare; b)cu două mecanisme patrulater dispuse longitudinal şi bară Panhard; c)grindă trasă cu articulaţie dispusă în planul median al automobilului.

Punţile semirigide permit deplasări relative de mica amplitudine ale roţilor prin deformarea la torsiune a grinzii de legatură dintre roti (grindă cu epura controlată). Această soluţie se foloseşte numai pentru puntea din spate nemotoare (cel mai adesea) sau motoare. Schemele cinematice cele mai uzuale ale acestor punţi sunt prezentate în figura 1.3.

a. b. c.

Figura 1.3 Schemele punţilor semirigide: a)grinda trasă coaxială cu axele roţilor; b)grindă trasă în formă de “H; c)grindă trasă coaxială cu axele articulaţiilor

Punţile fracţionate (articulate), sau punţile cu oscilaţie independentă a roţilor, sau punţile cu suspensie independentă sunt punţile la care, deplasarea unei roti la trecerea peste un obstacol nu impune şi deplasarea celeilalte roti (rotile se pot deplasa independent) deoarece lipseşte legătura rigidă dintre roata din stânga şi din dreapta. Sunt diverse sisteme de legare a roţilor cu şasiul sau cu caroseria autoportantă, cele mai răspândite fiind reprezentate în figura 1.4. Un criteriu de apreciere al punţilor fracţionate este variaţia ecartamentului ΔE.