Directiile de dezvoltare au in vedere sa sublinieze orientarea generala in ceea ce priveste modul de organizare a familiei de autovehicule studiate, modul de dispunere a motorului, organizarea si tipul transmisiei, constructia sistemelor si a instalatiilor auxiliare, amenajarea interioara etc.

Fig.1.2.5. Autobuz urban

In constructia autobuzelor actuale, fig.1.2.5., se constata unele linii directoare care asigura marirea confortului, a eficientei economice si tehnice a transportului rutier de persoane. Dintre acestea se pot enumera: reducerea greutatii specifice a autovehiculului; sporirea capacitatii de transport prin utilizarea tot mai larga a autovehiculelor articulate, folosirea rationala a spatiului caroseriei in principal prin amplasarea motorului sub podea ( motoare orizontale ); generalizarea echiparii cu motoare cu aprindere prin comprimare; sporirea fiabilitatii subansamblelor componente si adoptarea unor solutii constructive care sa reduca volumul lucrarilor de intretinere ( reducerea numarului de articulatii care trebuie gresate, generalizarea folosirii alternatorului in locul dinamului cu colector ); extinderea automatizarii si generalizarea mecanismelor servo, in vederea imbunatatirii conditiilor de munca ale conducatorului autobuzului si cresterii sigurantei in deplasare, folosirea unor sisteme de climatizare, de iluminare interioara si audio, care sa asigure un confort optim calatorilor.

Autobuzele moderne au caroseria tip vagon si motorul dispus sub podea intre punti sau la spate, fapt ce permite marirea suprafetei utile de incarcare la aproximativ 98 - 99% din suprafata totala. Se constata o usoara tendinta spre amplasarea motoarelor in consola spate  ( vezi punctul 1.3.2.), dispuse orizontal sau inclinat, in special la autobuzele interurbane si de turism, fara a fi neglijata solutia de dispunere a motorului intre punti, specifica autobuzelor urbane. Aceasta solutie este avantajoasa mai ales in cazul folosirii transmisiilor automate, la care dispar dezavantajele legate de dificultatile transmiterii comenzilor, asigurand o mai buna reparatie a greutatilor pe punti si un nivel coborat al platformei.

La motoarele diesel pentru autobuze se urmareste obtinerea cuplului motor la turatii reduse ( 1200 - 1500 rot/min ) pentru a se asigura o functionare economica a motorului si realizarea unor motoare compacte si usoare, mai raspandite fiind cele ce dezvolta puteri de 180 - 230 CP avand sase cilindri in linie, orizontali sau inclinati la 45 de grade.

Autobuzele articulate, dublu articulate sau cu etaj satisfac tot mai mult necesitatile transportului in comun din marile orase aglomerate. La aceste autobuze motorul este amplasat sub podea, la mijlocul autobuzului, existand constructii de autobuze in faza experimentala la care motorul este amplasat la remorca, sub podea, in vederea coborarii nivelului podelei. In vederea sporirii gradului de confort este evidenta preocuparea pentru reducerea nivelului podelei la autobuzele urbane si ridicarea acesteia le cele interurbane.

Autobuzele moderne au caroseria autoportanta cu fete drepte. Se constata tendinta de marire a inaltimi ferestrelor laterale pentru asigurarea unei perfecte vizibilitati laterale si de marire a suprafetei vitrate a parbrizelor, prin coborarea limitei inferioare, pentru marirea unghiului vertical de vizibilitate al conducatorului.

In functie de destinatia autobuzului, spatiul interior este folosit in mai mare masura pentru amplasarea scaunelor - la autobuzele interurbane sau de turism- sau pentru un numar redus de scaune, restul suprafetei fiind destinata transportului de calatori in picioare si pentru circulatia interioara - la autobuzele urbane.

O atentie deosebita se acorda masurilor pentru protectia conducatorului autobuzului si a pasagerilor, autobuzele fiind prevazute cu iesiri de siguranta, sisteme de actionare a usilor de catre calatori si in caz de nevoie, instalatii de avertizare si dispozitive de spart geamurile.

Se raspandesc tot mai mult transmisiile semiautomate si automate; pe langa autobuzele urbane echipate in cvasistotalitatea lor cu astfel de transmisii, apar tot mai multe solutii constructive de autobuze interurbane sau turistice echipate cu transmisii automate.

In cazul folosirii transmisiei mecanice s-a generalizat comanda pneumo- hidraulica a ambreiajului cu arc diafragma si folosirea cutiilor de viteze sincronizate.

Perfectionarea constructiei puntii motoare spate urmareste compactizarea si reducerea greutatii sale specifice, micsorarea dimensiunilor grupului conic prin existenta reductoarelor laterale cu mecanism diferential, aplicate in butucul rotii.

Se intalnesc tot mai frecvent mecanisme de directie servohidraulice in defavoarea celor pneumatice. Concomitent se diversifica constructia elementelor ce alcatuiesc servodirectia hidraulica.

Sistemele de franare se modernizeaza permanent extinzandu-se sistemele pneumatice cu mai multe circuite, care duc la cresterea sigurantei in exploatare ;se aduc permanente imbunatatiri si la elementele de protectie, de curatire, de semnalizare si control a sistemelor de franare in functie de sarcina utila transportata .

Se generalizeaza suspensia cu elemente elastice pneumatice, cu autoreglare a inaltimi platformei autobuzului in raport cu calea de rulare, avand amortizoare telescopice.

Echipamentul electric modern este tot mai extins, folosindu-se alternatoare, regulatoare de tensiune tranzistorizate, traductoare electrice pentru masurarea diferitelor marimi cu afisare numerica, schematica sau grafica.

Din categoria autovehiculelor destinate transportului de marfuri fac parte si autofurgonetele, figura.1.2.10 si autocamionetele, figura 1.2.11.

Fig.1.2.10 Autofurgoneta

Fig.1.2.11 Autocamioneta

care se caracterizeaza prin transportul unor mase de pana la 3.500 kg, viteze ridicate de deplasare si foarte bune proprietati de manevrabilitate pe spatii reduse.

Fig.1.2.6. Autocamion

Autocamioanele, fig.1.2.6., sunt autovehicule destinate transportului de bunuri, transportand sarcini utile mai mari de 2000 daN. Ca si in cazul autobuzelor, in constructia autocamioanelor actuale se urmareste cresterea eficientei economice a transportului de marfuri, marirea vitezei de transport in conditiile cresterii sigurantei de deplasare in traficul rutier. Astfel se cauta cresterea masei utile transportate raportata la masa proprie a autocamionului prin construirea structurii de rezistenta din oteluri inalt aliate, mai usoare si mai rezistente; se folosesc tot mai multe camioane cu semiremorci sau remorci; creste volumul marfurilor ce pot fi transportate prin coborarea accentuata a platformei semiremorcilor, se foloseste mai rational spatiul destinat transportului marfurilor prin amplasarea motorului sub cabina, intre punti; se generalizeaza echiparea autocamioanelor cu motoare cu aprindere prin comprimare.

Se extind preocuparile pentru imbunatatirea conditiilor de lucru ale conducatorului autocamionului prin asigurarea unui microclimat optim, fig.1.2.7., pentru conducerea in siguranta, pe distante mari. Panoul de bord este proiectat ergonomic toate instrumentele electronice fiind amplasate in centrul campului vizual, astfel incat ele sa poata fi urmarite fara a se abate atentia conducatorului de la calea de rulare. Comenzile principale (semnalizare, claxon, stergatoare de parbriz, etc) sunt amplasate in jurul coloanei volanului, fiind usor accesibile. Celelalte comenzi sunt amplasate in imediata apropiere si sunt usor manevrabile.

PARAMETRII CONSTRUCTIVI AI AUTOVEHICULELOR

Parametrii constructivi fac parte din calitatile tehnice generale ale autovehiculului, ei determinand gradul de adaptare al acestuia la cerintele de utilizare in conditii optime de siguranta, confort si eficienta economica.

Constructia autovehiculului se defineste prin solutia de organizare generala, organizarea transmisiei, a sistemelor, prin amenajarea interioara, prin dimensiunile geometrice si de gabarit si ale capacitatii de trecere, prin masa proprie si capacitatea de incarcare, prin alegerea rotilor.

Cu elementele constructive ce vor rezulta din acest capitol se vor intocmi, la scara impusa prin tema de proiectare, desenele cu "amenajarea interioara" si "vedere generala" a autovehiculului.

Solutia de organizare generala, organizarea transmisiei si a sistemelor, dimensiunile geometrice si amenajarea interioara

Pornind de la studiul solutiilor similare, prezentat in capitolul 1, pentru a determina tendintele actuale de dezvoltare, persoana care proiecteaza un nou automobil trebuie sa efectueze o analiza atenta a parametrilor caracteristici gasiti si sa aleaga pentru automobilul proiectat principalele dimensiuni geometrice si de masa si forma sa constructiva, pentru a realiza vederea generala, la scara impusa prin tema de proiect. Vederea generala trebuie sa contina minim trei reprezentari ale automobilului: vederea din lateral, vederea din fata si vederea din spate. Uneori se impune si existenta vederii de deasupra, pentru ca reprezentarea sa fie cat mai sugestiva (de exemplu in cazul autobuzelor este nevoie de reprezentarea dispunerii locurilor pe scaune si in picioare sau in cazul autoturismelor este nevoie de precizarea distantei laterale dintre scaune, a latimii scaunelor, etc).

Desigur este dificil de luat cea mai buna decizie privind alegerea lungimii, latimii, inaltimii, s.a.m.d., pentru autovehiculul de proiectat, dar exista cel putin doua modalitati de a le alege. Una din acestea consta in alegerea, din bibliografia de specialitate, a cat mai multor autovehicule similare, apropiate de cel impus prin tema de proiect. Pornind de la caracteristicile acestora se poate alege pentru proiectarea noului autovehicul, pentru fiecare parametru in parte, media aritmetica a valorilor acestui parametru.

A doua modalitate consta in gasirea printre solutiile similare a unui autovehicul, care este cat mai apropiat, ca performante de viteza si capacitate de incarcare, cu autovehiculul impus prin tema. De la autovehiculul existent pot fi adoptate, asa cum sunt, sau cu valori apropiate, principalele caracteristici constructive, dimensiunile geometrice si de masa.

Fie prima modalitate, fie a doua, fie chiar un amestec dintre cele doua modalitati, important este ca autovehiculul nou proiectat sa raspunda cerintelor impuse prin tema de proiect, sa fie competitiv si modern, sa fie asemanator cu cele mai noi modele similare existente pe piata.

Referitor la forma constructiva a caroseriei si a autovehiculului in general, proiectantul are deplina libertate in a-si folosi cunostintele de specialitate, imaginatia si creativitatea pentru realizarea unor forme de caroserii moderne, functionale, care sa respecte, insa, normativele existente privind gabaritul si repartitia maselor pe punti.

2.2. Masa autovehiculului

Masa autovehiculului (m_a) face parte din parametrii generali ai acestuia si reprezinta suma dintre masa care poate fi transportata, numita masa utila (m_u) si masa proprie (m_o).

m_a=m_u+m₀ (kg) (2.1.)

2.2.1. Masa utila

Masa utila reprezinta o caracteristica constructiva esentiala a autovehiculului si defineste capacitatea de incarcare a autovehiculului. Masa utila este de obicei impusa prin tema de proiect sau se adopta in functie de tipul autovehiculului, in concordanta cu capacitatea de incarcare a modelelor similare.

Capacitatea de incarcare se precizeaza de regula prin numar de locuri la autovehiculele de persoane si prin sarcina utila transportata le autovehiculele destinate transportului de bunuri materiale.

In conformitate cu normativele existente la determinarea masei utile se pot lua in calcul urmatoarele recomandari:

masa personalului de serviciu permanent la bord : 75 kg;

masa unui pasager : 68 kg;

masa bagajului pentru un pasager:

7 kg la autoturisme si autobuze urbane;

20 kg la autobuze interurbane;

25 kg la autobuze turistice.

Pe baza acestor recomandari masa utila se determina cu urmatoarele relatii:

-pentru autovehiculele care transporta bunuri materiale

m_u = 75 ^. N + m_inc [kg] (2.2)

unde   N - este numarul de locuri din cabina;

m_inc - masa incarcaturii transportate.

-pentru autoturisme:

m_u =(68+7)N + m_bs [kg] (2.3)

unde   N - este numarul de locuri din autoturism;

m_nb - masa bagajului suplimentar. Daca nu se precizeaza prin tema se adopta in limitele 50-200 kg.

-pentru autobuze urbane:

m_u = 75 + (68+7)(N₁+N₂) [kg] (2.4.)

unde: N₁ - este numarul locurilor in picioare;

N₂ - numarul locurilor pe scaune.

-pentru autobuze interurbane:

m_u = 75 + (68+20)N [kg] (2.5.)

unde :  N - este numarul de locuri pe scaune.

-pentru autobuze turistice:

m_u = 75 ^. 2 + (68+25)N [kg] (2.6.)

unde : N - este numarul de locuri pe scaune.

2.2.2. Masa proprie

Masa proprie este o marime care caracterizeaza constructia automobilului si este determinata de suma maselor tuturor elementelor componente, atunci cand automobilul se afla in stare de utilizare.

Pentru determinarea masei proprii a automobilului se procedeaza in mod asemanator ca si la alegerea dimensiunilor principale, mod descris la inceputul acestui capitol.

In cazul autoturismelor metoda recomandata pentru alegerea greutatii proprii consta in adoptarea ei pe baza maselor proprii ale solutiilor similare, avandu-se in vedere reducerea masei proprii, ca urmare a aplicarii la productia de serie a celor mai recente cercetari privind folosirea unor noi materiale cu proprietati superioare.

In cazul autovehiculelor destinate transportului de bunuri materiale o prima metoda recomandata consta in adoptarea masei proprii in functie de masele proprii ale solutiilor similare din studiul cuprins in capitolul 1.

In cazul autocamioanelor si al autotrenurilor mai poate fi aplicata si o alta metoda de determinare a masei proprii prin luarea in considerare a coeficientului de utilizare a greutatii (h_G), definit ca raport dintre masa proprie (m_o) si masa utila (m_u).

Variatia coeficientului de utilizare a greutatii automobilului in functie de masa utila este prezentata in fig. 2.1

Toti constructorii de autocamioane si autotrenuri actioneaza pentru micsorarea acestui coeficient, prin reducerea masei proprii in conditiile unor mase utile cat mai mari, fara urmari negative asupra duratei de functionare a automobilului.

Autocamioanele actuale cu masa proprie de pana la 3000 5000 kg au coeficientul de utilizare a greutatii h_G = 1,00 , iar la cele cu masa proprie intre 5000 10000kg au coeficientul de utilizare a greutatii h_G = 0,70 - 0,85. La autotrenurile cu remorci sau semiremorci h_G

Pe baza celor mai de sus se adopta, in functie de masa utila m_u, impusa prin tema de proiect, coeficientul de utilizare a greutatii h_G , obtinandu-se pentru masa proprie valoarea:

m_o = h_G ^. m_u [kg] (2.6)

In cazul autobuzelor, ca si cazurile precedente, o prima posibilitate de alegere a masei proprii a autobuzului o reprezinta alegerea acestei marimi in concordanta cu masele proprii ale autobuzelor avute in vedere la studiul solutiilor similare (cap.1).

O alta posibilitate de determinarea masei proprii consta in adoptarea de valori medii ale masei proprii functie de recomandarile din literatura de specialitate. Functie de lungimea autobuzului, determinata de paragraful anterior si de destinatie, in tabelul 2.1 sunt date valorile medii ale masei proprii raportata la lungime.

Tabelul 2.1. Mase proprii raportate la lungimea autobuzului

Fata de masele determinate mai sus, se determina greutatea automobilului (Ga), greutatea utila (Gu) si greutatea proprie (Go) cu relatiile:

G_a = 10 ^. m_a [N]; G_u = 10 ^. m_u [N]; G_o = 10 ^. m_o [N]; (2.7)

unde acceleratia gravitationala se aproximeaza ca fiind egala cu10 m/s² :

Caracteristicile dimensionale ale automobilelor sunt prezentate in STAS

6689/2 - 80 si in STAS 6689/2 - 76. In figura 1.2.1.sunt reprezentate principalele

Fig.1.2.1.Dimensiunile principale ale automobilului

dimensiuni geometrice ale automobilului.

Lungimea A, reprezinta distanta dintre doua plane perpendiculare pe planul logitudinal de simetrie al automobilului si tangentele la acesta in punctele extreme din fata si din spate. Toate elementele din fata sau din spatele automobilului (carlige de tractiune, bare de protectie, etc.) sunt incluse intre aceste doua plane.

Latimea l, reprezinta distanta intre doua plane paralele cu planul longitudinal de simetrie al vehiculului, tangente la acesta de o parte si de alta. Toate organele laterale ale vehiculului fixare rigid, cu exceptia oglinzilor retrovizoare, sunt cuprinse intre aceste plane.

Inaltimea vehiculului, H, reprezinta distanta dintre planul de sprijin si planul orizontal tangent la partea cea mai de sus a vehiculului pregatit de plecare in cursa, fara incarcatura utila, cu penurile umflate la presiunea corespunzatoare masei totale maxime admise

Ampatamentul L, reprezinta distanta intre perpendicularele coborate pe planul longitudinal de simetrie al vehiculului corespunzatoare la doua roti consecutive situate de aceeasi parte a vehiculului. La semiremorci ampatamentul este distanta de la axa pivotului de tractiune asezat in pozitie verticala, la planul vertical ce trece prin centrele rotilor primei osii a semiremorcii.

Ecartamentul B, reprezinta distanta dintre centrele petelor de contact ale pneurilor cu solul, in cazul rotilor simple sau distanta dintre planul median al rotilor duble.

Consola fata, L₁, reprezinta distanta de la punctul extrem din fata al vehiculului pana la planul vertical care trece prin centrul rotilor din fata.

Consola spate L₂, reprezinta distanta de la punctul extrem din spate al vehiculului pana la planul vertical care trece prin centrul rotilor din spate.

1.2.1. Caracteristicile geometrice ale capacitatii de trecere a automobilului

Capacitatea de trecere a unui automobil reprezinta calitatea acestuia de a se putea deplasa pe drumuri rele si desfundate , precum si in teren natural fara drum si de a putea trece peste anumite obstacole verticale, santuri de diferite adancimi si latimi, ape mai mult sau mai putin adanci, etc.

Capacitatea de trecere este diferita in functie de tipul, constructia si destinatia automobilelor. Aceasta este mai redusa la automobilele care circula pe drumuri bune cum sunt autoturismele de oras, autobuzele urbane si interurbane si trebuie sa fie destul de mare la autoturismele utilitare si variantele lor, la autocamioane si chiar la autobuzele usoare, care trebuie sa

Fig.1.2.2.Dimensiuni caracteristice pentru capacitatea de trecere

circule pe drumuri nepietruite si desfundata. Capacitatea de trecere cea mai mare o au automobilele de constructie speciala numite "tot-teren", care pot circula atat pe drumuri desfundate , cat si in teren natural fara drum, in orice conditii de ploaie, zapada, gheata, etc.

Un automobil cu capacitatea de trecere marita se refera, pe de o parte, la caracteristicile geometrice ale automobilului determinate de solutiile constructive ale ansamblului general si ale organelor sale componente si, pe de alta parte, la corespondenta dintre forta de tractiune maxima pe care o poate dezvolta motorul la roti si aderenta rotilor motoare cu terenul. Caracteristicile geometrice ale automobilului, care ii asigura acestuia posibilitatea de deplasare pe trasee cu anumite grade de dificultate, sunt reprezentate in figura 1.2.2.: lumina sau garda la sol-c, raza longitudinala de trecere-l, raza transversala de trecere-t, unghiurile de trecere din fata-1 si din spate-2 si razele de viraj-Ri.

Garda la sol c, , reprezinta inaltimea maxima a unui dreptunghi al carui plan este perpendicular pe planul longitudinal de simetrie al automobilului si care imparte acest dreptunghi in doua parti egale. Dreptunghiul trebuie sa se poata deplasa sub vehicul fara sa atinga vreun punct al acestuia.Acest parametru reprezinta inaltimea maxima a obstacolelor care pot fi trecute de automobilul complet incarcat fara sa le atinga. Partea cea mai de jos a sasiului se gaseste de obicei sub puntea din fata sau sub carcasa puntii din spate in dreptul diferentialului. La unele automobile, partea cea mai joasa poate fi baia de ulei a motorului ( la unele autobuze la care motorul este amplasat la mijlocul autobuzului sub podea ),

In tabelul 1.2.1. sunt date limitele intre care variaza garda la sol pentru diferite tipuri de automobile.

Tabelul 1.2.1. Garda la sol la diferite tipuri de automobile

Raza longitudinala de trecere ( r _l reprezinta raza suprafetei cilindrice , figura 1.2.2., tangenta la rotile din fata , rotile din spate si la punctul cel mai de jos al automobilului, situat intre punti. Raza longitudinala determina conturul proeminentei peste care poate sa treaca automobilul, fara sa o atinga cu punctele cele mai joase. Cu cat aceasta raza este mai mica , cu atat capacitatea de trecere a automobilului este mai mare. In tabelul 1.2.2. sunt date valorile razei longitudinale de trecere pentru diferite tipuri de automobile.

Tabelul 1.2.2. Raza longitudinala de trecere la diferite tipuri de automobile

Raza transversala de trecere (r t ),reprezinta raza suprafetei cilindrice tangenta la punctul cel mai de jos din fata sau din spate si la suprafetele interioare ale pneurilor, figura1.2.2. Aceasta raza indica curbura drumului ( sau a unor obstacole ) in plan transversal, peste care poate trece automobilul. Valori mici ale razei transversale determina capacitatea marita de trecere a automobilului.

Unghiurile de trecere a in fata si a in spate sunt determinate de tangentele la pneul din fata, respectiv din spate si partea cea mai din fata, respectiv din spate a sasiului sau caroseriei ( fig.1.2.2. )

La circulatia pe un drum accidentat si mai ales in situatia cand automobilul urca sau coboara pe o proeminenta, este posibil sa atinga drumul cu capatul din fata sau cu cel din spate al automobilului. Probabilitatea este cu atat mai mare cu cat este mai mic unghiul de trecere ( fata si spate ) si cu cat lungimea automobilului trece mai mult dincolo de rotile din fata, respectiv din spate.

In tabelul 1..2..3.sunt date valorile medii ale unghiurilor de trecere a si a pentru diferite tipuri de automobile

Tabelul 1.2.3. Unghiurile de trecere la diferite tipuri de automobile

Razele de viraj ale automobilului caracterizeaza posibilitatea acestuia de a vira pe o suprafata cat mai redusa la mersul cu viteza mica si cu volanul intors la limita maxima a unghiului de bracare a rotilor de directie . Automobilele se pot gasi in astfel de situatii cand se deplaseaza pe drumuri de latimi reduse sau pe anumite cai inguste marginite de obstacole verticale ( drumuri forestiere, cheile unor rauri de munte, etc.) . In acest caz , ca factor de apreciere se stabileste raza minima de viraj a automobilului, care se defineste ca fiind raza cercului care permite intoarcerea automobilului cu un unghi de pana la 180⁰.

Latimea A _v a spatiului ocupat de automobil in viraj, sau fasia de gabarit, se determina din fig.1.2.3. ; ea este egala cu diferenta dintre razele R _e si R _i si reprezinta spatiul minim necesar pentru intoarcerea automobilului. Razele de viraj cele mai mici se obtin la automobilele la care toate rotile sunt directoare.

Fig.1.2.2. Automobil in viraj

Capacitatea de trecere este influentata de maniabilitatea si stabilitatea automobilului, de calitatea suspensiei si indeosebi de raportul dintre forta de tractiune si aderenta solului, care vor fi tratate in capitolele urmatoare.

Fig.1.2.3.Performantele de trecere a unor obstacole

Exista o mare varietate de obstacole a caror trecere este conditionata de parametrii geometrici ai automobilului. In figura 1.2.3. pot fi analizate, din acest punct de vedere, performantele de trecere ale autocamionului Mercedes Unimog 1400