Analiza modelelor similare de automobile

Analiza modelelor similare de automobile

Alegerea modelelor similare

Pentru alegerea modelelor similare am luat in calcul mai multi parametri constructivi si functionali. Acestea trebuie sa fie cat mai apropiate de automobilul dat prin tema.

In primul rand, modelele sunt berline de 5 locuri. Un alt parametru, foarte important si selectiv, este viteza maxima de 180 km/h. Din acest motiv nu am putut alege modele din clasa premium, acestea putand ajunge cel putin la 200 km/h.

M1: Ford Mondeo 2007 1.6

numarul de locuri: 5

lungimea totala: 4778 mm

motor DOHC 81 KW/6300 rpm si 160 Nm/4100 rpm

viteza maxima 190 km/h

motor amplasat in fata tranzversal

punte motoare fata

M2: Renault Megane II 2003 Sedan 1.6 16v

numarul de locuri: 5

lungimea totala: 4598 mm

motor DOHC 82.8 kW/6000 rpm si 152 Nm/4200 rpm

viteza maxima 193 km/h

motor amplasat in fata tranzversal

punte motoare fata

M3: Citroen C5 2000 1.8 16v

numarul de locuri: 5

lungimea totala: 4617 mm

motor DOHC 16v 85 KW/5500 rpm si 160 Nm/4000 rpm

viteza maxima 196 km/h

motor amplasat in fata tranzversal

punte motoare fata

M4: Volkswagen Golf 2003 1.6

numarul de locuri: 5

lungimea totala: 4204 mm

motor SOHC 75 KW/5600 rpm si 148 Nm/3800 rpm

viteza maxima 184 km/h

motor amplasat in fata tranzversal

punte motoare fata

M5: Nissan Primera 2005 1.8

numarul de locuri: 5

lungimea totala: 4567 mm

motor DOHC 85 KW/5600 rpm si 163 Nm/4000 rpm

viteza maxima 194 km/h

motor amplasat in fata tranzversal

punte motoare fata

Analiza particularitatiilor constructive ale modelelor similare alese

Se poate observa ca, in cazul tuturor modelelor alese, motorul este amplasat in fata tranzversal. Acest lucru se datoreaza faptului ca tractiunea este pe puntea fata. O amplasre logitudinala ar fi creeat probleme de transmitere a cuplului de la motor la roti. In consecinta, tranmisia principala are in componenta sa un angrenaj cu roti dintate cilindric.

Dimensiunea anvelopelor variaza de la model la model, in functie de clasa modelului. La clasa medie, diametrul este de 16 inch iar la clasa mica, de 15. Diametrul de asezare al anvelopei depinde de veleitatile sportive ale automobilului in cauza, deci si de pretul acestuia si de prestanta firmei.

Volumul portbagajului la aceste modele este mare, de regula peste 400 L , cu o mica exceptie la M4 care il are de aproximativ 350 L , acesta fiind dintr o clasa de gabarit inferioara celorlalte.

Analiza principalilor parametrii dimensionali

Lungimea toala, latimea si inaltimea sunt principalele elemente de gabarit. Media de lungime este de aproximativ 4600mm, cel mai lung model fiind M1 cu 4778mm. Latimea maxima, 1886mm, apartine tot acestui model, aceasta fiind mult mai mare de media celorlalte, situata in jurul valorii de 1760mm. In cazul inaltimii, diferentele de valoare sunt mai mici, maximul 1500mm (M1) si minimul de 1460mm (M2).

Ca elemente de organizare, datele oferite de producator sunt numai referitoare la ampatament, ecartament fata si spate, consolele 1 si 2 nefiind specificate. In cazul modelelor alese, acestea sunt distribuite relativ similar, proportional cu marimea ampatamentului si a lungimii totale. Ampatamentul maxim apartine tot modelului M1, avand valoarea de 2850mm, media fiind de aproximativ 2700mm, iar minimul este inregistrat de M4 cu 2578mm. Media ecartamentului este de circa 1500 mm. Se observa faptul ca, in cazul tuturor modelelor in afara de M1 (unde se inregistreaza si valoarea maxima), ecartamentul fata este mai mare decat cel spate.

Tab. 1.1.

Analiza principalilor parametrii masici

Se observa ca modelul cu cea mai mare masa proprie este M3, in ciuda dimensiunilor de gabarit mai reduse decat a modelului M1. Media acestui parametru este in jurlul valorii de 1300 kg.

Putem calcula masa utila a acestor autoturisme utilizand formula ce tine cont de numarul de locuri.

Acum     putem calcula masa masa totala a automobilului.

Pentru a putea compara cele 5 modele din perspective masei, trebuie sa luam in considerare si dimensiunile acestora. De aceea introduce un parametru, denumit masa raportata, care este egal cu raportul dintre masa proprie si ampatament.

Pentru a pune mai bine in evident valorile si tendintele acesot parametrii, vom intocmi tabelul 1.2.

Tab. 1.2.

Analiza parametrilor energetici

Prin tema de proiectare, autoturismul trebuie sa fie echipat cu un M.A.S. . Din acest motiv, modelele similare au fost alese in consecinta.

Pentru a putea evidentia mai bine parametrii motoarelor, am intocmit tabelul 1.3..

Tab. 1.3.

έ = raportul de comprimare

= puterea specifica

Observam faptul ca in general, s au folosit motoare de 1.6L 16v., cu exceptie la M3 si M5. De asemenea variant DOHC a fost preferata in majoritatea cazurilor.

Puterile maxime ale acestor motoare au o medie de aproximativ 82 kW la 5500-6000 rpm si un cuplu maxim de circa 155 Nm la peste 4000 rpm.

De remarcat este valoarea puterii specifice la M2. Aceasta reflecta o sportivitate sporita a acestui model comparative cu celelalte.

Stabilirea modelului de autoturism ce se va proiecta

In urma centralizarii datelor in tabelele de mai sus, putem trage concluzii asupra apropierii modelelor de tema initiala. Din acest motiv, am ales ca model preferential modelul numarul 5, Nissan Primera, variant 2005.

Predeterminarea principalilor parametrii dimensionali si masici ai automobilului precum si a subansamblurilor acestuia

Predeterminarea parametrilor dimensionali

Pentru a putea alege cat mai bine dimensiunile autoturismului ce se va proiecta, trebuie sa tinem cat mai bine cont de valorile dimensionale al modelelor. De aceea, vom folosi o metoda statistica ce se numeste metoda intervalului de incredere.

Datorita numarului mare de dimensiuni, vom centraliza datele intr-un tabel, insa pentru a intelege mai bine functionarea acestei metode, o vom exemplifica pe o dimensiune.

Inainte de a incepe, trebuie sa ne alegem o precizie. In cazul de fata, aceasta este data prin tema P = 95%.

Vom urma etapele metodei, folosind ca parametru de calcul ampatamentul L:

calculul mediei valorilor cunoscute, de la modelele similare alese, pentru parametru

Inlocuind in formula valorile din tabelul 1.1., vom obtine:

calculul abaterii medii patratice a valorilor parametrului respectiv:

calculul coeficientului de variatie a valoilor parametrului respectiv:

determinarea intervalului de incredere pe baza inegalitatii:

Din aceasta inegalitate, rezulta intervalul de incredere, ca fiind:

Inlocuind cu valorile calculate mai sus si alegand t dintr-un table in functie de precizie si de numarul de modele alese obtinem:

alegerea valorii parametrului din interval

Pentru a spori volumul habitatului, in vederea obtinerii un confort sporit, este bine sa alegem o valoare din partea superioara a intervalului.

Alegem:   

Valorile celorlalti parametrii dimensionali, precum si rezultatele calculelor preliminare alegerii acestora, le vom prezenta in tabelul ce urmeaza:

Tab. 2.1.

In alegerea valorii efective a unei dimensiuni, am optat pentru o apropiere spre limita superioara a intervalului de incredere datorita tendintelor actuale de marire a autoturismelor, pentru a realiza o imbunatatire in ceea ce priveste confortul.

Predeterminarea parametrilor masici

Pentru a alege masa proprie si cea totala, uilizam aceeasi metoda ca in punctual precedent. Aici, insa, mai trebuie sa tinem cont si de masa raportata, pentru a ne incadra si cu aceasta in intervalul de incredere.

Predeterminarea parametrilor masici ai subansamblurilor automobilului de proiectat

Pentru a putea afla masele diverselor subansambulri aflate pa automobile, trebuie sa estimam ponderile acestora din masa proprie. In consecinta, am intocmit tabelul 2.3..

Tab. 2.3.

Predeterminarea formei si a dimensiunilor spatiului util, inclusi a postului de conducere

Predeterminarea formei automobilului de prioectat

Forma autoturismului ce il vom proiecta trebuie sa tina cont de mai multe aspecte. In primul rand de tema, ce impune o berlina.

In al doilea rand am tinut cont de modelele similare alese, implicit de dimensiunile alese in capitolul anterior pe baza acestora.

In al treilea rand, dar nu in ultimul rand, trebuie sa tinem cont si de motorul ce va echipa autovehiculul, care va fi in legatura directa cu performantele acestuia. De aceea, designul nu trebuie sa fie prea sportiv sau deosebit de agrsiv, deoarece tema impune o viteza maxima de doar 180 km/h si nu ne dorim ca masina sa arate penibil pe sosea.

In concluzie, automobilul de proiectat arata, vazut din lateral, ca in figura de mai jos.

Dimensionarea spatiului util

In alegerea formei mai trebuie sa tinem cont si de spatial util. in acesta trebuie sa incapa soferul si inca patru pasageri, plus bagajele aferente, aflate in portbagaj. In concluzie am ales din STAS manechinul 50%, autoturismul de proiectat neavand ca tinta clientii cu dimensiuni deosebit de mari.

Pentru a evidential cat mai bine spatial util si implicit gradul de confort, manechinul de mai sus a fost amplasat atat in postul de conducere cat pe bancheta din spate, in locul pasagerilor. Se poate observa in schita de mai jos.

Intocmirea schitei de organizare generala a automobilului de proiectat

Pentru intocmirea schitei de organizare generala, trebuie sa tinem cont de dimensiunile subansamblurilor aflate in capitolul al doilea. Acestea le vom desena pe proiectia lateral a automobilului dupa cum urmeaza.

Determinarea pozitiei centrului de masa, atat la sarcina utila nula, cat si la sarcina utila maxima.

Determinarea incarcarilor la punti si a parametrilor ce definesc capacitatea de trecere si stabilitatea longitudinala a automobilului, in stransa legatura cu panata maxima impusa prin tema.

Determinarea pozitiei centrului de masa al autovehiculului

Coordonatele centrelor de greutate se calculeaza cu urmatoarele formule:

Unde:

: masa subansamblului j

: coordonatele centrului de greutate ale    subansamblului j

Aceste valori le avem trecute in tabelul de mai jos.

In cele din urma, putem calcula coordonatele centrului de greutate pentru cele doua variante:

a)                              La sarcina utilila minima

De aici rezulta : si

(

Inlocuind in formula, aflam incarcarile pe punti:

b)                             La sarcina utilila maxima

De aici rezulta : si

Inlocuind in formula, aflam incarcarile pe punti:

Pentru aprecierea solicitarii drumului din punctual de vedere al incarcarilor la punti, se utilizeaza urmatoarea marime:

In care si se exprima in , echivalentul tonelor.

Obtinem:

Verificarea capacitatii de trecere si a stabilitatii longitudinal

Unul din principalele criteria de verificare a capacitatii de trecere este conditia de panta maxima. Unghiul de atac trebuie sa fie neapaprat mai mare decat unghiul pantei maxime.

In cazul de fata:

Un alt criteriu de verificare este aflarea unghiului limita de patinare. Si in acest caz, el trebuie sa fie mai mare decat cel al pantei maxime impusa prin tema.

In cazul tractiunii fata, acesta are urmatoarea formula:

Inlocuim in formula valorile reale ale autoturismului si obtinem:

Un ultim criteriu de care trebuie sa tinem cont este si unghiul pantei la care se produce rasturnarea autovehiculului care trebuie sa fie, deasemenea, mai mare decat cel al pantei maxime.

Alegerea pneurilor si stabilirea caracteristicilor acestora.

Luand in considerare calculele efectuate in capitolele anterioare, putem vedea incarcatura maxima pe un pneu, bineinteles in cazul sarcinii utile maxime, si putem alege pneurile in functie de aceasta.

Observam ca puntea fata este cea mai incarcata in cazul sarcinii totale cu aproximativ 1005 kg. Vom calcula incarcarea statica pentru aceasta.

Unde:

incarcarea pe puntea fata in cazul sarcinii totale

numarul de pneuri ai puntii considerate

Datorita incarcarilor suplimentare ale pneurilor la accelerare si franare, trebuie sa calculam si capacitatea portanta necesara a pneului, aceasta fiind incarcarea radial maxima suportata de acesta.

Unde = 0,9 pentru autoturisme

= 1 pentru autocamioane si autobuze

Alegem din cataloagele firmelor producatoare anvelope care au    ,dar cat mai aproape de . Vom folosi acelasi tip de pneuri pe ambele punti, asa cum si modelele similare au.

Am vazut ca pentru sarcina de 558 kg, corespunde indicele de sarcina 88, ce rezista pana la o incarcare de 560 kg.

Vom alege si indicele de viteza corespunzator vitezei maxime a autovehiculului. Avand o viteza maxima impusa prin tema, alegem indicele T, care rezista pana la o viteza de 190 km/h.

In concluzie, am ales anvelope ce au specificatia:

195/65 R15 88T

Latimea sectiunii pneului este de 195 mm. coeficientul nominal de aspect fiind 0,65, putem calcula si inaltimea sectiunii.

Acum putem calcula si diametrul exterior al pneului, acesta fiind suma dintre diametrul de asezare si dublul inaltimii sectiunii.