Analiza Comparativa a Solutiilor Constructive Pentru Ambreiajele Autovehiculelor

ϹUPRІΝЅ

INTRODUCERE

CAPITOLUL I. CUPLAJE INTERMITENTE. REALIZĂRI ȘI SOLUȚII

CONSTRUCTIVE

1.1. Cuplaje intermitente

1.1.1. Cuplaje intermitente mecanice

1.1.1.1. Cuplaje cu gheare

1.1.1.2. Cuplaje cu dinți

1.1.2. Cuplaje intermitente automate

1.1.2.1. Cuplaje unilaterale

1.2. Cuplaje intermitente utilizate la construcția autovehiculelor

1.2.1. Transmisia autovehiculelor

1.2.2. Ambreiajul

1.3. Clasificarea ambreiajelor

1.4. Variante constructive

1.4.1. Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

1.4.2. Ambreiajul bidisc

1.4.3. Ambreiajul multidisc umed, fără garnituri de frecare și

hidroambreiajul

1.5. Mecanisme de acționare

1.5.1. Construcția și funcționarea ambreiajului

1.5.1.1. Construcția ambreiajelor mecanice

1.5.1.2. Construcția ambreiajelor hidraulice

1.5.1.3. Noutăți în construcția ambreiajelor

1.5.2. Construcția mecanismului de acționare a ambreiajului

1.5.2.1. Mecanisme de acționare mecanică

1.5.2.2. Mecanisme de acționare hidraulică

1.5.2.3. Mecanisme de acționare automată

1.6. Transmisia longitudinală, principală și diferențialul

1.6.1. Uzura excesivă sau deteriorarea daturii pinioanelor sateliților sau

planetarelor

1.6.2. Griparea sau deteriorarea rulmenților transmisiei principale

1.6.3. Vibrații și zgomote

1.6.4. Ruperea sau slăbirea suportului intermediar

1.7. Norme de protecția muncii

1.8. Concluzii

CAPITOLUL AL II-LEA. CALCULUL AMBREIAJULUI MECANIC

MONODISC

2.1. Studiul soluțiilor similare și a tendinței de dezvoltare a autovehiculelor

similare cu cel primit prin tema de proiect

2.2. Studiul organizării generale și a formei caracteristice pentru autoturismul

impus prin temă

2.2.1. Predeterminarea principalilor parametrii dimensionali exteriori

2.2.2. Determinarea parametrilor masici pentru principalele

subsansambluri ce compun autovehiculul impus prin temă

2.3. Definirea condițiilor de autopropulsare

2.3.1. Rezistențele la înaintarea automobilului

2.3.1.1. Rezistența la rulare

2.3.1.2. Rezistența aerului

2.3.1.3. Rezistența la urcarea pantei

2.3.2. Ecuația generală de mișcare rectilinie a automobilului

2.4. Calculul de tracțiune

2.4.1. Adoptarea mărimii randamentului transmisiei

2.4.2. Determinarea caracteristicii exterioare a motorului

2.4.2.1. Alegerea tipului motorului

2.4.2.2. Determinarea analitică a caracteristicilor exterioare

2.5. Calculul și construcția ambreiajului

2.5.1. Studiul soluțiilor similare

2.5.2. Soluția adoptată

2.5.3. Determinarea parametrilor principali ai ambreiajelor

2.5.3.1. Determinarea momentului de frecare și stabilirea

numărului de suprafețe de frecare

2.5.3.2. Determinarea coeficientului de siguranță, dimensiunii

garniturilor și forței de apăsare

2.5.3.3. Calculul presiunii specifice și verificările garniturilor

2.5.3.4. Calculul arcurilor de presiune periferice

2.5.3.5. Calculul discului de presiune al ambreiajului

2.5.3.6. Construcția discului propriu-zis

2.5.3.7. Calculul arborelui ambreiajului

2.5.4. Calculul și construcția mecanismului de acționare mecanică a

ambreiajului

2.5.5. Condiții generale impuse ambreiajului

CAPITOLUL AL III-LEA. CALCULUI AMBREIAJULUI MECANIC

MULTIDISC

3.1. Justificarea alegerii modelelor similare

3.2. Studiul tehnico-economic al soluțiilor utilizate la autovehicule similare

3.3. Calculul puterii motorului și determinarea caracteristicii lui exterioare

3.4. Calculul propriu-zis al ambreiajului

3.4.1. Determinarea momentului de calcul

3.4.2. Calcularea garniturilor de frecare

3.4.2.1. Determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare

3.4.2.2. Determinarea presiunii specifice dintre suprafețele de

frecare

3.4.2.3. Verificarea la uzură a garniturilor de frecare

3.4.2.4. Calculul arcurilor de presiune

CAPITOLUL AL IV-LEA. COMANDA AMBREIAJULUI

4.1. Dispozitiv electronic de diagnoză pentru ambreiaje

4.1.1. Schema bloc de principiu a sistemului

4.1.2. Structura dispozitivului

4.1.2.1. Modul de alimentare

4.1.2.2. Modul de achiziție

4.1.2.3. Modul de interpretare

4.1.2.4. Modul de control și afișaj

4.1.2.5. Modul de comunicație

4.1.2.6. Modul Blueetooth

4.1.2.7. Modul de interfață cu utilizatorul

4.1.3. Software-ul dispozitivului

4.1.3.1. Inițializarea comunicației

4.1.3.2. Transmisia de caractere

4.1.3.3. Recepția de caractere

4.1.3.4. Citirea și stocarea datelor unui parametru cerut

4.1.4. Programarea microcontrollerului

4.2. Realizarea unui computer de bord auto cu microcontrollerul PIC16F887

4.2.1. Schema bloc a microcontrollerului

4.2.2. Sistemele senzoriale

4.2.3. Programarea memoriei microcontrollerului

4.2.4. LCD-ul alfanumeric

4.2.5. Schema electronică generală

4.2.5.1. Senzorul de temperatură

4.2.5.2. Senzorul de lumină

4.2.6. Întreruperile pe Timer 1

4.2.7. Descrierea software a sistemului

4.3. Proiectarea unui sistem cu robot în programul Catia în domeniul

ambreiajelor

CONCLUZII ȘI PROPUNERI

BIBLIOGRAFIE

ANEXE

INTRODUCERE

Aspecte generale. Principalele părți componente ale unui automobil sunt: motorul șasiul și caroseria. Motorul este alcătuit din mecanismul motor și instalaṭiile auxiliare. Mecanismul motor este alcătuit din organe (piese) fixe și organe mobile.Organele fixe principale ale motoarelor cu ardere internă sunt compuse din colectorul de admisie și colectorul de evacuare, chiulasa, blocul cilindrilor, carterul și brațele motorului. Din grupa organelor mobile fac parte arborele cotit și volantul, bielele și pistoanele cu bolți și segmenți.

Instalațiile auxiliare ale motorului sunt: instalația de alimentare; mecanismul de distribuție; instalația de aprindere; instalația de răcire; sistemul de pornire; aparatura pentru controlul funcționarii.

Șasiul este compus din: grupul organelor de transmitere a momentului motor la roțile motoare; sistemele de conducere; organele de susținere; instalațiile auxiliare.

Rolul transmisiei este de a transmite, de a modifica și de a distribui momentul motor la roțile autovehiculului.

Abreiajul are rolul de a realiza cuplarea progresivă și decuplarea motorului de restul transmisiei ȋn momentul pornirii, precum și ȋn timpul mersului, la schimbarea treptelor cutiei de viteze.

Rolul cutiei de viteze este de a modifica forṭa de tracțiune ȋn funcție de valoarea rezistenței la ȋnaintare.

Transmisia longitudinală (cardanică) servește la transmiterea momentului motor de la cutia de viteze la transmisia principală. Transmisia longitudinală (cardanică) are axele geometrice ale arborilor așezați sub un unghi variabil datorită variațiilor suspensiei.

Transmisia principală are rolul de a transmite momentul motor de la transmisia cardanică, sistemul ȋn plan longitudinal al autovehiculului, la diferențial și arborii planetari situați într-un plan transversal; transmisia principală mărește, ȋn același timp, momentul motor.

Mecanismul de direcție servește la schimbarea direcției de mers a automobilului, prin schimbarea planului de direcție ȋn raport cu planul longitudinal al automobilului; mecanismul de direcție este și un organ de siguranță rutieră.

Reducerea vitezei (sau chiar oprirea) automobilului se realizează cu ajutorul sistemului de frȃnare, după dorința conducătorului. De asemenea, cu ajutorul sistemului de frȃnare se realizează și imobilizarea automobilului ȋn timpul staționării sau parcării pe un plan orizontal, pantă sau rampă.

Instalațiile auxiliare ale automobilului servesc la asigurarea confortului siguranței circulației și a controlului exploatării.

Tema de proiect o constituie calculul ambriejaului monodisc și multidisc pentru autovehiculul Ford Transit, cu următoarele caracteristici:

Putere maximă [Kw]: 71/5250.

Cuplu maxim [Nm]: 150/5250.

Ambreiaj: ET/me (mecanic, monodisc, cu garnituri, uscat).

Cutie de viteze: Ford mt.

Rap. trs. tr.I: 4,17:1.

Rap. trs. MI: 3,76:1.

Formula roților: 4×2.

Dimensiuni pneuri: 225/70×16.

Greutate proprie: 1885.

Sarcină utilă 1600.

Greutate punte față: 1500.

Greutate punte spate: 2000.

Importanța și motivația temei. Lucrarea cu tema intitulată Analiza comparativă a soluțiilor constructive pentru ambreiajele autovehiculelor, prezintă noțiuni referitoare la cuplaje și ambreiaje monodisc și multidisc.

Cuplajele sunt organe de masaini care asigură legătură permanentă sau intermintenta pentru transmiterea mișcării de rotație de la un arbore la altul sau de la un organ de mașină la altul. Unele cuplaje sunt folosite ca elemente de protecție împotriva suprasolicitării organelor de mașini antrenate , sau pentru menținerea acționarii numai în anumite limite de viteze.

Cuplajele se folosesc pentru transmiterea mișcării și energiei mecanice de la un organ de mașină la altul sau de la o mașină sau un apărat la altul se realizează cu organe de mașini care alcătuiesc o transmisie mecanică.

În funcție de legătură dintre arbori, cuplajele sunt: cuplaje permanente; cuplaje intermitente. În abordarea specificului temei de cercetare, se vor avea în vedere doar cuplajele intermitente.

CAPITOLUL I

CUPLAJE INTERMITENTE. REALIZĂRI ȘI SOLUȚII CONSTRUCTIVE

1.1. Cuplaje intermitente

Transmiterea mișcării și energiei mecanice de la un organ de mașină la altul sau de la o mașină sau un apărat la altul se realizează cu organe de mașini care alcătuiesc o transmisie mecanică.

Transmisiile mecanice pot realiza: legături între arborele motor al mașinii de forță și arborele principal al mașinii de lucru sau între arborii mașinii de lucru pentru transmiterea puterii sau a mișcării; schimbarea turației de la un arbore la altul într-un raport dat, ca de exemplu la reductoare, la cutiile de viteze ale masinilor-unelte.

În funcție de elementele folosite se deosebesc următoarele categorii de transmisii mecanice: transmisii prin roti dințate; prin curele; lanț; cablu; prin roți de fricțiune; prin volanți; cuplaje.

Tipul de transmisie mecanică se stabilește ținând seama de distanța dintre: axe; puterea de transmisie; raportul de transmitere; randament, condiții de funcționare; construcția de mașinii; mecanismului.

Tehnologia și utilajele folosite la asamblarea transmisiilor mecanice sunt specifice fiecărei categorii de transmisie.

Cuplajele sunt organe de masaini care asigură legătură permanentă sau intermintenta pentru transmiterea mișcării de rotație de la un arbore la altul sau de la un organ de mașină la altul. Unele cuplaje sunt folosite ca elemente de protecție împotriva suprasolicitării organelor de mașini antrenate , sau pentru menținerea acționarii numai în anumite limite de viteze.

În funcție de legătură dintre arbori , cuplajele sunt:

Cuplaje permanente, la care legătura între cei doi arbori se întrerupe numai prin demontarea elementelor de asamblare a cuplajului. Aceste cuplaje pot fi fixe și mobile.

Cuplaje intermitente, la care legătura între cei doi arbori poate fi stabilită sau întreruptă, atât în repaus cât și în timpul funcționarii printr-o comanda exterioară fără a demonta cuplajul. Aceste cuplaje se numesc ambreiaje.

Cuplajele intermitente asigura o legătură temporară a arborilor în funcție de anumite condiții: turație, sens de rotație, supraîncărcări, conditi tehnologice.

Cuplarea sau decuplarea arborilor se face comandat sau automat, fără oprirea arborelui motor.

1.1.1. Cuplaje intermitente mecanice

La aceste cuplaje transmiterea momentului de torsiune se realizează mecanic. După caracteelor de transmitere a momentului motor la roțile motoare; sistemele de conducere; organele de susținere; instalațiile auxiliare.

Rolul transmisiei este de a transmite, de a modifica și de a distribui momentul motor la roțile autovehiculului.

Abreiajul are rolul de a realiza cuplarea progresivă și decuplarea motorului de restul transmisiei ȋn momentul pornirii, precum și ȋn timpul mersului, la schimbarea treptelor cutiei de viteze.

Rolul cutiei de viteze este de a modifica forṭa de tracțiune ȋn funcție de valoarea rezistenței la ȋnaintare.

Transmisia longitudinală (cardanică) servește la transmiterea momentului motor de la cutia de viteze la transmisia principală. Transmisia longitudinală (cardanică) are axele geometrice ale arborilor așezați sub un unghi variabil datorită variațiilor suspensiei.

Transmisia principală are rolul de a transmite momentul motor de la transmisia cardanică, sistemul ȋn plan longitudinal al autovehiculului, la diferențial și arborii planetari situați într-un plan transversal; transmisia principală mărește, ȋn același timp, momentul motor.

Mecanismul de direcție servește la schimbarea direcției de mers a automobilului, prin schimbarea planului de direcție ȋn raport cu planul longitudinal al automobilului; mecanismul de direcție este și un organ de siguranță rutieră.

Reducerea vitezei (sau chiar oprirea) automobilului se realizează cu ajutorul sistemului de frȃnare, după dorința conducătorului. De asemenea, cu ajutorul sistemului de frȃnare se realizează și imobilizarea automobilului ȋn timpul staționării sau parcării pe un plan orizontal, pantă sau rampă.

Instalațiile auxiliare ale automobilului servesc la asigurarea confortului siguranței circulației și a controlului exploatării.

Tema de proiect o constituie calculul ambriejaului monodisc și multidisc pentru autovehiculul Ford Transit, cu următoarele caracteristici:

Putere maximă [Kw]: 71/5250.

Cuplu maxim [Nm]: 150/5250.

Ambreiaj: ET/me (mecanic, monodisc, cu garnituri, uscat).

Cutie de viteze: Ford mt.

Rap. trs. tr.I: 4,17:1.

Rap. trs. MI: 3,76:1.

Formula roților: 4×2.

Dimensiuni pneuri: 225/70×16.

Greutate proprie: 1885.

Sarcină utilă 1600.

Greutate punte față: 1500.

Greutate punte spate: 2000.

Importanța și motivația temei. Lucrarea cu tema intitulată Analiza comparativă a soluțiilor constructive pentru ambreiajele autovehiculelor, prezintă noțiuni referitoare la cuplaje și ambreiaje monodisc și multidisc.

Cuplajele sunt organe de masaini care asigură legătură permanentă sau intermintenta pentru transmiterea mișcării de rotație de la un arbore la altul sau de la un organ de mașină la altul. Unele cuplaje sunt folosite ca elemente de protecție împotriva suprasolicitării organelor de mașini antrenate , sau pentru menținerea acționarii numai în anumite limite de viteze.

Cuplajele se folosesc pentru transmiterea mișcării și energiei mecanice de la un organ de mașină la altul sau de la o mașină sau un apărat la altul se realizează cu organe de mașini care alcătuiesc o transmisie mecanică.

În funcție de legătură dintre arbori, cuplajele sunt: cuplaje permanente; cuplaje intermitente. În abordarea specificului temei de cercetare, se vor avea în vedere doar cuplajele intermitente.

CAPITOLUL I

CUPLAJE INTERMITENTE. REALIZĂRI ȘI SOLUȚII CONSTRUCTIVE

1.1. Cuplaje intermitente

Transmiterea mișcării și energiei mecanice de la un organ de mașină la altul sau de la o mașină sau un apărat la altul se realizează cu organe de mașini care alcătuiesc o transmisie mecanică.

Transmisiile mecanice pot realiza: legături între arborele motor al mașinii de forță și arborele principal al mașinii de lucru sau între arborii mașinii de lucru pentru transmiterea puterii sau a mișcării; schimbarea turației de la un arbore la altul într-un raport dat, ca de exemplu la reductoare, la cutiile de viteze ale masinilor-unelte.

În funcție de elementele folosite se deosebesc următoarele categorii de transmisii mecanice: transmisii prin roti dințate; prin curele; lanț; cablu; prin roți de fricțiune; prin volanți; cuplaje.

Tipul de transmisie mecanică se stabilește ținând seama de distanța dintre: axe; puterea de transmisie; raportul de transmitere; randament, condiții de funcționare; construcția de mașinii; mecanismului.

Tehnologia și utilajele folosite la asamblarea transmisiilor mecanice sunt specifice fiecărei categorii de transmisie.

Cuplajele sunt organe de masaini care asigură legătură permanentă sau intermintenta pentru transmiterea mișcării de rotație de la un arbore la altul sau de la un organ de mașină la altul. Unele cuplaje sunt folosite ca elemente de protecție împotriva suprasolicitării organelor de mașini antrenate , sau pentru menținerea acționarii numai în anumite limite de viteze.

În funcție de legătură dintre arbori , cuplajele sunt:

Cuplaje permanente, la care legătura între cei doi arbori se întrerupe numai prin demontarea elementelor de asamblare a cuplajului. Aceste cuplaje pot fi fixe și mobile.

Cuplaje intermitente, la care legătura între cei doi arbori poate fi stabilită sau întreruptă, atât în repaus cât și în timpul funcționarii printr-o comanda exterioară fără a demonta cuplajul. Aceste cuplaje se numesc ambreiaje.

Cuplajele intermitente asigura o legătură temporară a arborilor în funcție de anumite condiții: turație, sens de rotație, supraîncărcări, conditi tehnologice.

Cuplarea sau decuplarea arborilor se face comandat sau automat, fără oprirea arborelui motor.

1.1.1. Cuplaje intermitente mecanice

La aceste cuplaje transmiterea momentului de torsiune se realizează mecanic. După caracterul funcționarii se împart în: comandate și automate. Comanda poate fi mecanică, hidrostatica, pneumostatica, electrică (electromagnetică).

1.1.1.1. Cuplaje cu gheare

Aceste cuplaje sunt asemănătoare cuplajelor permanente cu gheare dar spre deosebire de ele unul din semicuplaje se poate deplasa axial (asamblarea lui se face cu caneluri sau cu două pene paralele).

Semicuplajul deplasabil este cel de pe arborele condus.

Cuplarea arborelui se poate realiza în repaus sau la o diferență relativ mică între turațiile arborilor, în funcție de profilul ghearelor. Profilul ghearelor poate fi: triunghiurilor simetric și nesimetric; trapezoidal simetric și nesimetric; și dreptunghiular.

Profilul triunghiular simetric se utilizează la transmiterea momentelor mici și la diferențe mici de turație între arbori. Avantajul lui este dat de ușurință și rapiditatea cuplării legată de numărul mare de gheare, până la 60.

Profilul trapezoidal simetric permite cuplarea la viteze relative mai mari și transmiterea de momente mai mari. Numărul ghearelor este z = 5…….11. Profilul dreptunghiular se utilizează la mașini greu încărcate. Permite cuplarea numai în repaus și decuplarea (debreierea) la diferențe mici de turații ale arborilor.

Figura nr. 1. Cuplaje cu gheare

Profilele nesimetrice se utilizează pentru transmiterea momentelor de torsiune într-un singur sens. Pentru a ușura cuplarea dinții se teșesc. Într-o secțiune diametrală ghiarele triunghiulare au înălțimea variabilă (se micșorează spre centru). Celelalte tipuri pot avea și înălțimea constantă. Numărul ghearelor este în general z = 3…..60. El depinde, în principal, de doi factori: momentul de torsiune; durata impusă pentru cuplare.

Semicuplajele se execută în majoritatea cazurilor din oteluri carbon (OL 50, OLC 15), sau oțeluri aliate de cementare, care asigură durități ale suprafețelor de contact de 56……62HRC.

1.1.1.2. Cuplaje cu dinți

Aceste cuplaje constau din două roți dințate, una cu dantura interioară cealaltă cu dantura exterioară.

Avantajele acestor cuplaje în comparație cu cuplajele cu gheare sunt: posibilitatea folosirii unui semicuplaj că roata dințată după decuplare; prelucrarea se face cu ușurință (dantura este evolventrică); suprafața de contact este mai mare decât la cuplajele cu gheare de același gabarit.

Figura nr. 2. Cuplaje cu dinți

1.1.2. Cuplaje intermitente automate

Cuplajele intermitente automate asigura cuplarea să decuplarea automată, în funcție de anumite condiții impuse lanțului cinematic, din care fac parte; mărimea turației, sensul de rotație, valoarea momentului de torsiune maxim de transims. În acest sens, cuplajele automate pot fi limitarea de turație (cuplaj de siguranță).

1.1.2.1. Cuplaje unilaterale

Cuplaje unisens sunt cuplaje care transmit cu ușurință într-un sens singur sens, intrând în acțiune automat. Cuplajele unisens au o construcție complexă și transmit mișcarea doar când partea conducătoare și cea condusă se rotesc sincronizat prin intermediul rolelor sau corpurilor de blocare. Din acest motiv la alegerea schemei constructive are o deosebită importanta raportul care există între turațiile celor 2 inele, interior și exterior.

La majoritatea cuplajelor unisens, datorită prescrierii elementelor de blocare  pe căile de rulare, la funcționarea în gol apare o forță de frecare care determină uzura tuturor element în contact, uzura care limitează durata de funcționare a acestor cuplaje. Pentru micșorarea uzurii la funcționarea în gol se folosesc diverse soluții constructive, des utilizată fiind decuplarea centrifugală a elementelor de blocare.

1.2. Cuplaje intermitente utilizate la construcția autovehiculelor

Cuplajul rigid este folosit între doi arbori cu lagăre de alunecare, dacă piesele în mișcare sunt echilibrate static și dinamic.

Cuplajul flexibil, care poate compensa anumite erori unghiulare ale arborilor unul față de celălalt, cât și mici erori laterale sau de înălțime. Este folosit între doi arbori unul cu lagăre cu rulmenți și altul cu alunecare.

Cuplajele permanente asigură legătură mecanică între doi arbori cu axele în prelungire sau în unghi, legătură care poate fi făcută sau desfăcuta numai când arborii se găsesc în stare de repaus. Acest tip de cuplaj se construiește în următoarele variante: cuplaje permanente fixe și cuplaje permanente mobile.

Cuplajele permanente fixe au rolul de a realiza o legătură permanentă și rigidă a arborilor coaxiali pentru a transmite între aceștia un moment de torsiune și mișcarea de rotație. Din punct de vedere constructiv, se caracterizează prin simplitate și robustețe, conferind legăturii o rigiditate mare (rigiditatea sa la încovoiere și torsiune depășește cu mult rigiditatea elementelor cuplate).

Ca urmare, șocurile și vibrațiile se transmit fără atenuare între elementul conducător și condus. Acestor cuplaje li se prescriu condiții severe de aliniere (centale), deoarece imperfecțiunile de execuție și montaj au ca efect suprasolicitări în arbori și lagăre.

Se construiesc în trei variante: cu manșon cilindric (neted) dintr-o bucată; cu manțon cilindric din două bucăți; cu flanșă.

  Utilizarea acestor cuplaje impune o coaxialitate perfectă a organelor cuplate, deoarece chiar abaterile foarte mici de la coaxialitate (radiale, unghiulare) produc tensiuni suplimentare importante în linia de arbori și reacțiuni periculoase în lagăre (contact pe muchii).

Abaterea de la coaxialitate a arborilor nu trebuie să depășească 0,002…0,05 mm, astfel încât cuplarea lor să nu creeze suprasolicitări în arbori și lagărele pe care aceștia se sprijină.

Datorită inexistenței elementelor elastice, șocurile și vibrațiile se transmit de la un arbore la celălalt. Montarea unor astfel de cuplaje trebuie făcută cu mare precizie, deoarece dezaxarea sau înclinarea axelor celor doi arbori produce, atât în cuplaj cât mai ales în lagăre, eforturi suplimentare ce pot provoca defecțiuni în funcționarea lagărelor sau întregului ansamblu sau chiar ruperea elementelor de îmbinare. Cuplajele fixe pot prelua atât momente de torsiune Mt, cât și momente de încovoiere Mi.

Pentru micșorarea efectelor dezavantajoase enumerate, se impune folosirea unor arbori și a unor lagăre cu rigiditate mărită și se recomandă așezarea cuplajelor în apropierea lagărelor.

Cuplajul cu bucșă. La aceste cuplaje (nestandardizate), bucșa se execută din fontă sau OT. În varianta constructivă cu stift sau cu pene disc sau paralele, caneluri. Cuplajele cu bucșă constau dintr-o bucșă aplicată peste capetele arborilor. Asamblarea bucșei pe cei doi arbori se poate realiza cu stifturi crestate, cu pene paralele, cu pene disc, cu șuruburi, etc. Capetele de arbori 1 și 2 sunt fixate în manșonul 3 cu ajutorul stifturilor 4. Între 1 și 3 nu exista joc. Stifturile fixeaza axial si radial. Stifturile sunt montate presat. Gaura pentru stift se dă în ambele piese simultan cu burghiul.

Figura nr. 3. Capetele de arbori 1 și 2 sunt împiedicate la rotire în manșon

Avantajul acestor cuplaje îl constituie gabaritul diametral redus, iar ca dezavantaj se poate aminti montajul dificil, necesitând deformarea axială a unuia dintre arbori. Calculul acestor cuplaje constă deci în calculul asamblării cu stifturi, prin sau valori precum și din calculul bucșei la răsucire.

Figura nr. 4. Calculul asamblării

Se face verificarea penelor la forfecare și strivire. În locul penelor se introduc câte o dată două stifuri conice cu diametrul: dc≈ (0,2…0,3)d → se face o verificare la forfecare F = Mtc/ d (cuplu).

Deplasările relative în direcția axială a manșonului trebuie blocate cu șurub. Pentru montarea și demontarea cuplajului este necesară deplasarea axială a unui arbore.

Cuplaje manșon. În funcție de posibilitățile de montaj, asemenea cuplaje se construiesc în două variante: cu manșon monobloc și cu manșon din două bucăți.

Cuplajele permanente fixe cu manșon monobloc, sunt alcătuite dintr-o bucșă montată pe capetele arborilor ce transmite momentul de torsiune prin intermediul stifturilor, penelor, canelurilor sau prin asamblări presate pe con. Față de avantajul formei simple, asemenea cuplaje prezintă următoarele dezavantaje: gabarit mare de lungime, imposibilitatea unei centrări perfecte a arborilor datorită modului de acțiune a penelor, dificultăți de montaj, fiind necesară deplasarea axială a unuia dintre arbori. Cuplajele manșon monobloc sunt utilizate rar, la turații mici, pentru diametre până la 125 mm.

Cuplajele permanente fixe cu manșon din două bucăți, sunt alcătuite din două semicuple fixate pe capetele arborilor, care urmează a fi cuplați cu ajutorul inelelor de strângere sau cu șuruburi.

Cuplaje cu manșon secționat. Arborii nu mai sunt deplasați axial la montare. Pentru siguranța suplimentară se montează o pană. Prin strângerea șuruburilor cu forța Fs, apar presiuni, p, între semicuplaje și arbore, care conduc la forțe de frecare prin intermediul momentelor de torsiune.

Figura nr. 5. Cuplaje cu manșon secționat

Aceste cuplaje pot transmite momente de torsiune maxime de circa Mtc I (18 N m…6000 N.m) și pot cupla arbori cu diametre cuprinse între 18…200 mm.

Cuplajele cu flanșe, după destinația lor se execută în două tipuri constructive: pentru cuplare directă a arborilor orizontali (CFO); pentru cuplare directă a arborilor verticali (CFV).

Figura nr. 6. Cuplare directă a arborilor orizontali

Figura nr. 7. Cuplare directă a arborilor verticali

Cuplajul constă din două semicuple identice (1) al căror butuci sunt prevăzuți cu flanșe frontale, care se montează pe capetele arborilor de asamblat și care sunt strânse cu ajutorul șuruburilor de păsuire 2 și al piuliței 3.

Îmbinarea poate fi prin șuruburile (2) montate fără joc (păsuite) sau cu joc.

Centrarea celor 2 semicuplaje se face prin prag de centrare, după care se asamblează cu șuruburi precise (șuruburi de păsuire STAS 5930-92) sau cu inel secționat dinametral (varianta ce permite demontarea fără a deplasa axial unul din arbori).

Semicuplajele (1) se fixează pe capetele de arbori prin pene paralele (3) sau caneluri.

Pentru dimensiuni mari ale arborilor flanșele se forjează dintr-o bucată cu aceștia.

Cuplajele se aleg în funcție de momentul de transmis.

Cuplajele cu flanșe permit și asamblarea arborilor cu diametre diferite dar să aibă același diametru al cercurilor la montare a șuruburilor.

În cazul cuplajelor care funcționează cu viteze periferice v > 25m/s este obligatorie echilibrarea dinamică.

Pentru funcționarea corespunzătoare este necesară o coaxialitate riguroasă a arborilor, deoarece defectele de aliniere au drept consecință supratensionarea șuruburilor de fixare. Se verifică prin calcul șuruburile.

Pentru șuruburile montate păsuit, verificarea se face la forfecare și strivire. În cazul cuplajelor standardizate dimensiunile șuruburilor sunt cunoscute și de aceea se face doar verificarea lor. Ele se verifică la întindere și răsucire (pentru cazul transmiterii momentului prin frecarea dintre flanșe), respectiv la forfecare (considerând posibilitatea realizării unei strângeri insuficiente).

Pentru șuruburile montate cu joc, momentul de răsucire se transmite prin frecarea suprafețele în contact ale flanșelor, realizată prin strângerea corespunzătoare a șuruburilor.  Astfel, este necesar ca la montaj, să se strângă suficient de bine șuruburile cu piulițele (forța Faxs).

Deoarece șuruburile sunt strânse puternic la montare această forță solicita șuruburile atât la tracțiune (întindere) și cât și la torsiune, calculul de verificare făcându-se așa cum s-a demonstrat în capitolul de asamblări filetate:

Notarea unui cuplaj cu flanșe cuprinde: simbolul tipului constructiv; mărimea cuplajului, urmată de o liniuță; diametrul nominal al capetelor de arbore cuplate; STAS 769.

Cuplajele permanente mobile se utilizează când nu este posibilă realizarea coaxialității arborilor, atât datorită condițiilor inițiale de montaj cât și datorită modificărilor poziției relative a arborilor în timpul funcționării.

Asemenea cuplaje permit abateri, respectiv deplasări mici relative, axiale, radiale, unghiulare sau chiar o combinație a acestora între arborii cuplați.

Aceste tipuri de cuplaje se preferă în exploatare deoarece nu impun centrarea perfectă a arborilor ce se cuplează și au costuri și siguranță în exploatare.

În cazul în care, în construcția cuplajelor intervin numai piese rigide, având însă gradele de libertate corespunzătoare jocurilor de preluat, cuplajele se numesc permanente mobile compensatoare.

Un cuplaj permanent mobil deosebit este cuplajul cardanic prin care se realizează transmiterea mișcării de rotație între doi arbori concurenți ale căror axe formează un unghi mai mic de 45 de grade.

Cuplajele permanente mobile pot fi: cu elemente intermediare rigide, cu elemente intermediare elastice.

Aceste cuplaje permit mici deplasări: axiale Δl; radiale Δr; unghiulare Δα; combinate Δl, Δr, Δα.

Figura nr. 8. Deplasări axiale, radiale, unghiulare și combinate

Cuplajul Oldham. Cele două jumătăți de cuplaj 1 și 2 fixate pe capetele arborilor sunt prevăzute pe fețele paralele cu câte un sunt de secțiune dreptunghiulară. Între ele este montat discul 3 care poseda pe ambele fețe, cu un decalaj de 90o, câte o nervură de pătrundere cu joc în cele două șanțuri. Cuplajul permite deplasări radiale și mici deplasări axiale.

Odată cu transmiterea mișcării apare alunecarea în ghidaje, discul executând o mișcare planetară, având centru sau se deplasează pe un cerc cu diametrul egal cu excentricitatea e a arborilor. La o rotație completă a arborilor, centrul discului intermediar face două rotații.

Figura nr. 9. Poziția relativă a doscului în timpul rotirii

Datorită alunecării, aceste cuplaje au o uzură mare, iar randamentul lor este 0.93….0.97. Pentru a micșora uzura se indica utilizarea otelurilor aliate și ungerea lor.

Nervurile sunt solicitate la presiuni de contact.

Presiunile admisibile se iau: 25 N/mm2 pentru oțel călit, 10 N/mm2 pentru textolit.

Pentru a micșora pierderile de putere în frecare se ung la intervale mici de timp, iar cuplajele se utilizează numai pentru compensarea deplasărilor radiale mici, datorită unghiului.

Cuplajul cardanic este cuplaj permanent mobil cu elemente rigide, care permite transmiterea mișcării de rotație între arbori concurenți ale căror axe formează un unghi de 45o. El se compune din elementele coducatoare 1 și condus 3 (denumite în general furci), legate printr-un element intermediar 2 de o anumită construcție (cruce).

Cuplajele cardanice se utilizează în construcția autovehiculelor, a mașinilor, tractoarelor (la prize de putere).

În cazul utilizării unui cuplaj cardanic simplu, viteza unghiulară a arborelui condus variază în timp, chiar dacă viteza unghiulară a arborelui motor este riguros constantă. Ea oscilează de două ori pe parcursul unei rotații complete între o valoare minimă (când crucea se afla într-un plan perpendicular pe arborele motor 1) și una maximă (crucea se afla într-un plan perpendicular pe arborele condus 3, unghiul de rotire a furcii de pe arborele 1, este de 90o).

Neuniformitatea transmisiilor mișcării crește cu creșterea unghiului. Dacă pe arborele condus se găsesc mase staționare cu momente mari de inerție, variația vitezei unghiulare duce la apariția solicitărilor dinamice ale elementelor cuplajului. De asemenea, pot apare oscilații de torsiune care pot deveni, în unele cazuri, periculoase. Neuniformitatea transmisiei mișcării conduce și la intensificarea uzurii și arborelui organelor implicate.

Interesează forța maximă, deoarece, deși Mt1=ct, rezultând o forță variabilă, ca urmare a variației unghiului α.

Din condiția de transmitere a puterii: P1c= P2c.

Cunoscând F2max c – se calculează fusurile și rezemarea acestora (bucșe sau rulmenți). Aceste cuplaje sunt supuse la vibrații torsionale – apar vibrații parametrice.

Cuplaje permanent mobile (compensatoare) cu elemente intermediare elastic. Dacă în construcția cuplajelor permanente mobile intervin piese elastice (arcuri, rondele de cauciuc), care permit jocurile respective, cuplajele se numesc permanente mobile compensatoare și amortizoare.

Legătura stabilită între doi arbori prin cuplaje compensatoare și amortizoare este capabilă de a prelua sau atenua nu numai efectele unor imprecizii sau abateri de coaxialitate rezultate din montaj sau sub efectul sarcinilor, ci și șocurile din timpul exploatării. Abaterile admise sunt limitate după natura cuplajului. Astfel fiind, cuplajele compensatoare și amortizoare permit mărirea toleranței, deci ușurează prelucrarea.

Elementele intermediare elastice pot fi: nemetalice: piele, cauciuc, materiale plastice; metalice: metal sub formă de arcuri foi, elicoidale, banda mai rar sunt intanlite arcurile spirale plane sau barele de torsiune. Au avantajul că, pe lângă faptul că permit deplasări, amortizează șocurile sau schimbă frecvența proprie.

Rolul principal al cuplajelor elastice constă în: atenuarea șocurilor torsionale, prin acumularea elastică temporară a lucrului mecanic și redarea acestuia sistemului, printr-o revenire treptată a elementului elastic la formă și poziția inițială și deasemenea limitarea vibrațiilor nocive, de rezonanță.

Cuplajele elastice cu elemente nemetalice sunt simple, ieftine și ușor de montat. În acest domeniu, variantele constructive sunt, de asemenea, numeroase.

Din această categorie, foarte utilizate sunt cuplajele elastice cu bolțuri.

La semicuplajele elastice cu bolțuri, semicuplajele 1 și 6 sunt legate prin bolțurile 2 și bucsile elastice montate pe acestea, bolțurile sunt conice pe porțiunea de montare în semicuplaje. Ele se fixează în acestea cu piuliță. Bucșa elastică este menținută pe bolț cu ajutorul șaibei 5 și a inelului 4. Aceste cuplaje permit compensări reduse ale cuplajelor de la coaxialitate.

Figura nr. 10. Semicuplaj elastic cu bolțuri

Deplasările axiale mici sub sarcină sunt compensate prin deformații axiale a bucșei. Cele două semicuple (3, 3’) sunt montate prin pene paralele (2, 2’) pe arborii 1, respectiv 1’. Elementele intermediare sunt compuse din bolțurile 4 și manșoanele elastice 7.

Cuplajele cu arcuri elicoidale sunt cuplaje permanent mobile cu elemente intermediare elastice metalice.

Pe periferia semicuplajelor 1 și 2 se montează arcuri elicoidale cu prestrangere inițială în niște locașuri (F1). În timpul funcționarii putem avea următoarele 2 situații:

F1×z×R ≥ Mt1 → arcurile nu se deformează mai mult – deci cuplajul funcționează ca un cuplaj rigid, unde F1 – forța de prestrangere inițială z – număr arcuri.

FF1×z ×R ≤ Mt1 – începe să se deformeze după caracteristica sa liniara. Funcționează ca un element elastic.

Figura nr. 11. Cuplaje cu arcuri elicoidale

1.2.1. Transmisia autovehiculelor

Transmisia principală a automobilelor face parte dintr-un sistem mai complex de transmisie a automobilului, care are rolul de transmitere a momentului motor la rotile motoare, modificându-i în același timp și valoarea în funcție de mărimea rezistențelor la înaintare.

Transmisia autovehiculelor cuprinde totalitatea subansamblelor prin intermediul cărora se realizează transiterea puterii de la motor la roțile motoare. Transmisia dă posibilitatea modificării vitezelor de deplasare și forțelor de tracțiune în concordanță cu cerințele și condițiile de exploatare ale automobilelor.

Acest sistem de transmisie a automobilelor este compus din ambreaj, cutie de viteză, transmisie longitudinală, transmisie principală (ambreajul în unghi), diferențialul, arbori planetari și transmisia finală.

Transmisia principală multiplică și transmite momentul motor de la arborele longitudinal la diferențial. În cazul automobilelor organizate după soluția clasică și de la arborele secundar al cutiei de viteze la diferențial, la automobilele organizate după soluția totul în spate sau totul în față.

Transmisia principală multiplică și transmite momentul motor de la arborele longitudinal la diferențial.

Din punct de vedere al construcției transmisiei principale, pot să fie clasificate după numărul angrenajelor conice și după tipul angrenajelor utilizate.

După numărul angrenajelor componente se deosebesc transmisii principale simple, la care multiplicarea momentului motor se face printr-o pereche de roți dințate, și transmisii rincipale duble, la care multiplicarea momentului motor se face prin două perechi de roți dințate.

După tipul angrenajelor utilizate, transmisiile principale pot fi: conice, cilindrice și cu melc.

Transmisia principală cu angrenaj conic poate fi: cu dinți drepți , cu dinți înclinați, cu dinți curbi și angrenaj hipoid.

Angrenajul hipoid este tot un angrenaj conic cu dinți curbi, dar axele coroanei 1 și pinionul 2 nu sunt concurente, ci dezaxate cu excentricitate.

Figura nr. 12. Scheme de transmisii principale simple

Transmisiile principale simple, cu roți dințate conice, cu dantură curbă sunt cele mai răspândite în construcția de automobile, datorită simplității constructive.

Transmisia principală cu o singură treaptă cu roți dințate conice, cu dinți curbi este reprezentată în figura 2. Ea se compune din pinionul de atac 10 și coroana 1. Pe partea dinspre transmisia longitudinală, arborele 14 este prevăzut cu canaluri, pe care se monteză flanșa 18, ce servește la obținerea legăturii între transmisia longitudinală și transmisia principală. Arborele 14 este montat în carterul punții din spate 20, prin intermediul a doi rulmenți, cu role conice 11 și 16. Carcasa diferențialului 3 compusă din două părți asamblate cu șuruburi este montată în carterul punții din spate pe rulmenți cu role conice 6.

Figura nr. 13. Ansamblul transmisiei principale simple

La autocamioanele grele și la autobuze, unde este nevoie de un raport de transmisie mare, ce nu poate fi realizat cu o transmisie principală simplă, cu menținerea unei gărzi de sol ridicate, se utilizează transmisia principală dublă, figura 3.

Prima treaptă este formată din perechea de roți dințate conice cu dantură curbă 1 și 2, iar a doua treaptă de perechea roților dințate cilindrice 3 și 4 cu dinți înclinați. Arborele intermediar 6 se sprijină în carcasa transmisiei principale prin intermediul a doi rulmenți cu role 7.

Șaibele calibrate 5 dintre capacele 8 și carterul transmisiei principale servesc la reglarea jouclui coroanei 2.

Figura nr. 14. Schema cinematică a transmisiei principale duble cu ambele trepte montate în partea centrală a punții

Transmisia principală poate prezenta următoarele defecte:

Deterioararea sau ruperea pinionului de atac, datorată reglajului incorect, antrenarea corpurilor străine între dinți, conduceri defectuoase, uzuri în urma funcționării îndelungate.

Griparea sau deteriorarea rulmenților transmisiei principală, datorată montării prea strânse a rulmentului, urmat de încălzirea rulmentului, sau deteriorarea rulmentului din cauza bătăilor arboreluli longitudinal dezechilibrat.

Jocul necorespunzător între pinion și coroană se manifestă prin zgomote puternice, ritmice, la mersul în sarcină, iar la turația de mers încet, apar zgomote din cauza uzurii prea mare a angrenajului.

Întreținerea transmisiei principale constă în: controlul nivelului de ulei din carterul punții din spate, completarea uleiului si schimbarea uleiului din carter, verificarea etanșeității carterului, reglarea rulmenților transmisiei principale, verificarea și reglarea angrenării roților dințate a transmisiei principale.

Reglarea rulmenților transmisiei principale cuprinde reglarea pinionilor de atac și ai carcasei diferențialului prin modificarea numărului de șaibe de reglare.

Reglarea roților dințate a transmisiei principale trebuie să fie făcută astfel încât dinții acestora să culce pe toată lungimea lor, iar între dinți să existe un joc lateral prescris.

Diametrul fusurilor rulmenților uzați se recondiționează prin cromare și rectificare la cotă nominală.

Suprafețele canelurilor arborelui pinionului uzat va duce la înlocuirea pinionului.

Filetul pentru piulița de fixare se recondiționează prin încărcarea cu sudură substrat de flux și se rectifică prin refiletare.

Înlocuirea pinionului are loc când prezintă defecțiuni ca: crăpături, fisuri, știrbiri, uzura dinților, când jocul conjugal depășește o anumită valoare.

Coroana transmisiei principale nu se recondiționează. Înlocuirea are loc atunci când prezintă: fisuri, crăpături, știrbirea dinților sau uzarea alezajului pentru carcasa diferențialului peste limita admisa.

1.2.2. Ambreiajul

Ambreiajul este ansamblul care se plasează între motor și cutia de viteze, separând cinematic motorul de transmisie, fiind asamblat în vecinătatea volantului cu care este compatibil în dimensiuni.

Ambreiajul este inclus în transmisia autovehiculului cu scopul compensării principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere internă, care constau în: Imposibilitatea pornirii sub sarcină; existența unei zone de funcționare instabilă; imposibilitatea inversării sensului de rotație al arborelui cotit; mersul neuniform al arborelui cotit.

Figura nr. 15. Ambreiaj mecanic

Orice șofer știe că pedala de ambreiaj îi permite plecarea lină de pe loc și schimbarea vitezelor. Ce se întîmplă însă dincolo de pedală, din ce este alcătuit și cum funcționează ambreiajul, rămâne pentru mulți un mister total. De fapt, în cazul cutiilor de viteze manuale (nu automate), pedala de ambreiaj acționează, prin intermediul unui cablu, tijă sau prin intermediul unui sistem hidraulic, un mecanism situat între cutia de viteze și motor, ansamblu compus din volantă, discul de ambreiaj care are pe ambele fețe un material de fricțiune (ferodouri), placă de presiune și rulmentul de presiune.

Tipul, construcția și particularitățile de funcționare ale ambreiajului și ale sistemului de acționare, sunt elemente de mare importanță în realizarea unei demaraj puternic, condiție absolut necesară pentru automobilele moderne și pentru posibilitățile actuale de deplasare. Prin intermediul ambreiajului, mișcarea de rotație a motorului este trimisă cutiei de viteze și de aici, roților motrice. Cât timp pedala nu este apăsată (ambreiere), placa de presiune presează ca într-un sandwich discul de ambreiaj de volantă atașată de axul principal al motorului, arborele cotit. Când se apăsă pedală de ambreiaj (debreiere), placa de presiune nu mai presează discul de ambreiaj pe volantă; în această situație, mișcarea de rotație a motorului nu se mai transmite cutiei de viteze și astfel pot fi schimbate treptele de viteză. În momentul decuplării (debreiere), discul de ambreiaj are în continuare o mișcare de rotație, mai mică însă decât cea a plăcii de presiune și a volantei. Această diferență de rotație este suplinită de rulmentul de presiune, solicitat doar în timpul debreierii. Astfel, ambreiajul este primul sistem care permite trecerea progresivă a rotației și a puterii motorului către cutia de viteze, permițînd pornirea lentă de pe loc a mașinii. Tot ambreiajul protejează motorul și transmisia de șocurile puternice și periculoase pentru piesele aflate în mișcare. De exemplu, la o frânare bruscă, atunci când șoferul nu mai are timp să apese și pedală de ambreiaj, discul de ambreiaj patinează pe placa de presiune și pe volantă, evitând astfel ruperea arborelui cotit al motorului sau a transmisiei. Debreierea (apăsarea pedalei) se face întotdeauna brusc, fără nici un inconvenient, pe cînd ambreierea (cuplarea) la pornirea de pe loc sau după schimbarea treptelor de viteză, trebuie să fie progresivă, pentru a nu smuci sau cala motorul. Ambreiajul face parte din transmisia automobilului și este intercalat între motor și cutia de viteze, reprezentând organul de transmitere a momentului de la arborele cotit al motorului la cutia de viteze.

Ambreiajul servește la cuplarea și decuplarea transmisiei automobilului de motor. Decuplarea este necesară la oprirea și frânarea totală a automobilului sau la schimbarea treptelor de viteze, iar cuplarea este necesară la pornirea din loc și după schimbarea vitezelor. Prin decuplarea transmisiei de motor, roțile dințate din cutia de viteze nu se mai află sub sarcină și cuplarea lor se poate face fără eforturi mari între dinți. În caz contrar, schimbarea treptelor de viteză este aproape imposibilă, funcționarea cutiei de viteze fiind însoțită de zgomot puternic, uzură dinților este deosebit de mare și poate avea loc chiar distrugerea lor. Cuplarea lină a arborelui primar al cutiei de viteze cu arborele cotit al motorului, care are o turație ridicată, asigură creșterea treptată și fără șocuri a sarcinii la dinții roților dințate și la piesele transmisiei, fapt care micșorează uzură și elimină posibilitatea ruperii lor.

Ambreiajul face parte din transmisia automobilului și este intercalat îintre motor și cutia de viteze, reprezentând organul de transmitere a momentului de la arborele cotit al motorului la cutia de viteze.

Cerințele principale impuse ambreiajelor automobilelor sunt următoarele: la decuplare, să izoleze rapid și complet motorul de transmisie, pentru a face posibilă schimbarea vitezelor fără șocuri; să decupleze cu eforturi minime din partea conducătorului, fără a se obține însă o cursă la pedală mai mare de 120…200 mm (forța la pedală necesară declupari nu trebuie să depășească 150 N la autoturisme și 250 N la autocamioane și autobuze); la cuplare, să îmbine lin motorul cu transmisia, pentru a evita pornirea bruscă din loc în loc a automobilului și șocurile în mecanismele transmisiei; în stare cuplată, să asigure o îmbinare perfectă între motor și transmisie, fără patinare; elementele conduse ale ambreiajului să aibă momente de inerție cât mai reduse pentru micșorarea sarcinilor dinamice în transmisie; să aibă o funcționare sigură și de lungă durată; acționarea să fie simplă și ușoară; regimul termic să aibă valori reduse și să permită o bună transmitere a căldurii în mediul înconjurător, iar construcția să fie simplă și tehnologică.

Performanțele și calitățile dinamice ale automobilului sunt puternic influențate de capacitatea de demarare a acestuia, care poate fi apreciată cu ajutorul unor indici ca: accelerația, timpul și spațiul de demaraj. Procesul demarajului depinde de modul de cuplare al ambreiajului precum și de cantitatea de combustibil admisă în cilindrii motorului.

Ambreiajul este inclus în transmisia automobilelor în scopul compensării principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere internă care sunt caracterizate de imposibilitatea pornirii sub sarcină, existența unei zone de funcționare instabilă și mersul neuniform. Ambreiajul servește la decuplarea temporară și la cuplarea progresivă a motorului cu transmisia. Decuplarea și cuplarea motorului de transmisie sunt necesare la pornirea din loc a automobilului și în timpul mersului pentru schimbarea treptelor de viteze. Ambreiajul servește, în același timp, la protejarea suprasarcinii a celorlalte organe ale transmisiei.

Parametrii de bază care caracterizează construcția ambreiajului se referă la coeficientul de siguranță β, presiunea specifică ps, și creșterea de temperatură Δt, în ambreiaj, la pornirea motorului.

Pe timpul funcționării ambreiajului, ca urmare a fazelor de cuplare-decuplare, se produce uzura suprafețelor de frecare a discurilor conduse. În consecință, apare o detensionare a arcurilor și deci o modificare a forței de apăsare. Pentru ca ambreiajul să fie capabil, în această situație, să transmită momentul maxim al motorului, se adoptă în calcul, momentul capabil, care este mai mare decât momentul maxim al motorului.

În calculul de predimensionare, acest lucru este luat în considerare prin coeficientul de siguranță al ambreiajului, notat , și definit ca valoare a raportului dintre momentul de calcul a ambreiajului Ma și momentul maxim al motorului MM.

În acestă situație se obține valoarea momentului necesar al ambreiajului:

Ma = . MM. (1)

Alegerea valorii coeficientului de siguranță al ambreiajului, în vederea determinării momentului necesar al ambreiajului, se face ținându-se seama de tipul și destinația automobilului, precum și de particularitățile ambreiajului. Valoarea coeficientului de siguranță influențează diferit funcționarea ambreiajului. Un coeficient mare împiedică patinarea ambreiajului în cazul uzării garniturilor de fricțiune, mărind durabilitatea ambreiajului și reducerea timpului de patinare, dar crește forța de acționare a pedalei ambreiajului și cresc suprasarcinile în transmisia automobilului deoarece ambreiajul nu patinează la apariția unor solicitări mari.

Valoarea prea mică a coeficientului de siguranță conduce la mărirea tendinței de patinare a ambreiajului, având ca efect mărirea duratei de patinare, ceea ce conduce la creșterea uzurii garniturilor de frânare.

În timpul exploatării automobilului, coeficientul de siguranță se micșorează datorită uzurii garniturilor de frecare, deorece prin uzura garniturilor, arcurile de presiune se destind și nu mai asigură forța de apăsare inițială.

În consecință se recomandă pentru coeficientul de siguranță , valorile din tabelul următor [16]:

Tabelul nr. 1. Valorile coeficientului de siguranță pentru diferite automobile

În cazul ambreiajelor semicentrifugale coeficientul de siguranță este o mărime variabilă care depinde de turația motorului.

În cazul ambreiajelor la care este prevăzută regarea forței de apăsare a arcurilor de presiune, ca și în cazul arcului central, coeficientul de siguranță se alege cu valori mai mici [45].

La ambreiajele cu mai multe discuri se recomandă ca valoarea coeficientului de siguranță să fie majorată cu 15…20% față de valorile recomandate pentru ambreiajele cu un singur disc, deoarece frecarea între piesele ambreiajului este mai mare [45].

Presiunea specifică (po), dintre suprafețele de frecare ale ambreiajului se definește ca raportul dintre forța dezvoltată de arcurile de presiune F și aria unei suprafețe de frecare a ambreiajului A:

po = F/A [MPa] (2)

Forța de apăsare F asupra discurilor se poate determina din condiția ca momentul de frecare al ambreiajului să fie egal cu momentul de calcul.

F = Ma/i.μ.Rmed (3)

unde: i = 2.n reprezintă numărul suprafețelor de frecare (n-numărul de discuri conduse); μ -coeficientul de frecare dintre discurile ambreiajului; Rmed – raza medie a garniturilor de fricțiune: Rmed = (Re + Ri)/2

Valoarea maximă a presiunii specifice este limitată prin tensiunea admisibilă de strivire a materialului constituient al garniturilor. La adoptarea valorii de predimensionare a ambreiajului trebuie să se țină seama de următoarele aspecte: valorile mari ale presiunii specifice favorizează reducerea dimensiunilor constructive ale ambreiajului, dar reduce substanțial durabilitatea lui; valorile mici ale presiunii specifice implică creșteri ale gabaritului, a maselor și a momentelor de inerție ale părții conduse a ambreiajului. Datorită creșterii razelor, cresc vitezele tangențiale alunecare dintre suprafețele de contact la cuplarea ambreiajului, situație în care crește uzura de alunecare a garniturilor.

Coeficientul de frecare poate avea diferite valori în funcție de natura suprafețelor în frecare conform tabelului următor:

Tabelul nr. 2. Valori ale coeficientului de frecare μ pentru diferite materiale

În cazul în care se ține seama de pierderile prin frecare din canelurile discului condus și din elementele de ghidare ale discului de presiune, forța F se poate exprima cu ajutorul relației:

F = cf. Fa (4)

în care: Fa reprezintă forța de apăsare a arcurilor asupra discurilor ambreiajului;, iar cf – coeficient care ține seama de forțele de frecare. Pentru ambreiajele monodisc cf = 0,90…0,95 , iar pentru ambreiajele bidisc cf = 0,80…0,85.

Din considerente de uzură a suprafețelor de frecare, presiunea specifică a ambreiajului se admite în următoarele limite [16]: po = 0,2…0,5 MPa pentru garniturile din rășini sintetice impregnate cu kevlar sau cu fibre de sticlă și po = 1,5…2,0 MPa pentru garniturile metaloceramice.

În cazul discurilor de fricțiune cu diametre mari, viteza de patinare în zona periferică a acestora atinge valori foarte mari, fapt pentru care se recomandă ca presiunea specifică să fie adusă spre limitele inferioare. La valori mari ale coeficientului de siguranță, se admit presiuni specifice mari.

Pe timpul circulației în special în mediu urban, frecvența cuplărilor-decuplărilor ambreiajului este mare. Deoarece pe timpul acestor procese, o parte din lucrul mecanic al motorului se transformă prin patinare în căldură, crește temperatura pieselor ambreiajului, ceea ce face ca garniturile de fricțiune să lucreze la temperaturi ridicate.

Verificarea la încălzire se face pentru discurile de presiune, considerând situația cea mai defavorabilă, pornirea de pe loc, când lucrul mecanic de patinare este cel mai mare și considerând că datorită timpului de cuplare redus procesul este adiabatic.

Relația de verificare utilizată în aceste condiții va fi:

Δt = α.L/c. mp (5)

unde: α = 0,5 – coeficient care exprimă partea din lucrul mecanic preluată de discul de presiune al ambreiajului; c = 500 J/kg. oC este căldura specifică a pieselor din fontă și oțel; mp – masa pieselor ce se încălzesc; L – lucrul mecanic de patinare. Acesta se poate calcula aproximativ cu relația:

L = 357,3. Ga.rr2/icv12. io2 (6)

Considerând: Ls = L/i.A* în care: Ls – lucru mecanic specific de frecare; i – numărul de perechi de suprafețe de frecare; A* – suprafața unei garnituri de frecare, lucrul mecanic specific de frecare nu trebuie să depășească valoarea de 0,75 daN. m/cm2.

Ambreiajul se consideră bun din punct de vedere al încălzirii, dacă creșterea de temperatură la pornirea de pe loc este în limitele Δt = 8…15 oC.

Garniturile de frecare sunt componente ale discului condus prin intermediul cărora se stabilește, prin forțe de frecare, legătura de cuplare a ambreiajului.

Dimensiunile garniturilor de fricțiune se determină din condiția ca momentul capabil al ambreiajului să fie egal cu momentul necesar, folosind relațiile:

Re = [2.β.MM/μ.i.π.po.(1-c2).(1+c)]1/3 (7)

Ri = Re. c (8)

relație în care c reprezintă un coeficient care arată diferența dintre razele suprafețelor de frecare.

Valori mici ale coeficientului c sunt specifice garniturilor cu lățime mare, ceea ce are ca efect o uzură neuniformă a garniturilor de frecare datorită diferenței mari dintre vitezele de alunecare. Din această cauză, pentru automobilele echipate cu motoare rapide se recomandă folosirea valorilor coeficientului c spre limita superioară. Literatura de specialitate [16] recomandă pentru acest coeficient valori în intervalul c = 0,53…0,75.

Suprafața garniturilor de frânare se mai poate determina, ținând seama de valoarea momentului maxim al motorului și de tipul automobilului, folosind relația:

A = λ. MM (9)

λ este un coeficient care depinde de tipul automobilului și de tipul ambreiajului și poate avea valorile din tabelul următor [45]:

Tabelul nr. 3. Valorile coeficientului λ

În acastă situație, raza exterioară se calculează cu relația:

Re = [λ.MM/i.π.(1-c2)]1/2 (10)

Deoarece garniturile de frecare sunt piese care se uzează frecvent în exploatare, necesitând înlocuirea lor periodică, pentru a se asigura interschimbabilitatea, se realizează într-o gamă tipodimensională limitată prezentată în tabelul următor (conform STAS 7793-83). În aceste condiții valorile Re și Ri obținute prin calcul cu relațiile anterioare sunt valori de predimensionare, valorile definitive ținând seama de încadrarea valorilor de calcul în prima valoare normalizată a garniturilor.

Tabelul nr. 4. Dimensiunile garniturilor de frecare pentru ambreiaje [mm]

În acest tabel g reprezintă grosimea garniturii de fricțiune.

În construcția de automobile, diametrul exterior al garniturilor de fricțiune depășește rar valoarea de 350 mm. Dacă în urma calculului efectuat, valoarea acestuia este mai mare, atunci se recomandă utilizarea ambreiajului bidisc.

Luând în considerare dimensiunile garniturilor de frecare, momentul de frecare al ambreiajului poate fi calculat cu relația:

Ma* = 2.μ.F.(Re3 – Ri3)/3.(Re2 – Ri2) (11)

Această valoare trebuie să fie egală sau mai mare decât Ma calculat cu relația (1).

Pentru menținerea stării cuplate a ambreiajului la limita momentului necesar, trebuie ca pe suprafața de frecare să se dezvolte forța normală calculată cu relația (3).

La ambreiajele cu arc diafragmă, această forță trebuie să fie dezvoltată de arc în starea cuplată a ambreiajului. La ambreiajele cu arcuri periferice, forța de apăsare este dată de forța totală a arcurilor de presiune dispuse echidistant pe periferia discului de presiune. Numărul de arcuri se alege multiplu al numărului de pârghii de decuplare, țanând seama ca forța dezvoltată de un arc să nu depășească 500…700 N.

Forțele care solicită arcul diafragmă în cele două situații de rezemare care apar în timpul funcționării ambreiajului (în situația ambreiat, respectiv debreiat) sunt prezentate în figura următoare. Semnificația forțelor este următoarea: F – forța de ambreiere; Q – forța de debreiere.

Elementele geometrice ale unui arc diafragmă sunt prezentate în figura următoare:

Figura nr. 16. Elementele geometrice ale arcului diafragmă

Se consideră că arcul diafragmă prezintă două elemente funcționale reunite într-o singură piesă; partea tronconică plină, care este de fapt un arc disc cu rolul de arc de presiune, și lamelele, care de fapt sunt pârghii încastrate în pânza arcului de disc cu rolul de pârghii de debreiere.

Pentru calculul forței Q se utilizează relația:

Q = F.(d1 – d2)/ (d2 – d3) (12)

Calculul de rezistență al arcului se face pentru eforturile tangențiale folosind relația:

t max = 4.E.f [k1(h – f/2) + k3.s]/(1 – 2).k1.d12 (13)

unde: E – modulul de elasticitate al materialului. Deoarece, de regulă, arcurile diafragmă se confecționează din Oțel arc 1 (STAS 795-71), E = 2,1.106 daN/cm2; f – deformația arcului în dreptul diametrului d2, f = 1,7.h;  – coeficientul lui Poisson,  = 0,25; k1, k2, k3 – coeficienți de formă cu valorile:

k1 = (1 -d2/d1)2/.[(d1 + d2)/(d1 – d2) – 2/ln(d1/d2)] (14)

k2 =[6/.ln(d1/d2)].[(d1/d2 – 1)/ln(d1/d2) -1] (15)

k3 = 3.(d1/d2 – 1)/ .ln(d1/d2) (16)

Efortul maxim se compară cu limita la cuegere a materialului c.

Figura nr. 17. Forțele care acționează asupra ambreiajului a – starea ambreiat; b – starea debreiat

Arcurile periferice sunt arcuri elicoidale din sârmă trasă cu secțiune circulară și cu caracteristica liniară.

Forța pe care trebuie să o dezvolte un arc se calculează cu relația:

F* = F/n (17)

unde: n – numărul de arcuri ales. Pentru ca arcurile să acționeze asupra discului de presiune cu o apăsare uniformă, numărul arcurilor se alege, în general, multiplu de 3.

Numărul arcurilor se alege astfel încât forța F* dată de un arc să se încadreze între valorile 40…80 daN (100 daN în cazul autocamioanelor și autospecialelor grele și foarte grele).

În general, numărul arcurilor se alege în funcție de diametrul exterior al garniturilor de frecare.

Tabelul nr. 5. Recomandări pentru alegerea numărului de arcuri de presiune [16]

Calculul arcurilor de presiune se face pentru ambreiajul decuplat când fiecare arc dezvoltă forța F**:

F** = (1,15…1,25).F* (18)

Arcurile periferice sunt solicitate la torsiune, iar efortul unitar τt se calculează cu relația:

τt = 8.k.F**.D/π.d3 (19)

unde, conform figurii următoare: D – diametrul mediu de înfășurare arcului; d – diametrul sârmei arcului; k – coeficient de corecție al arcului. Valoarea obținută se compară cu valoarea admisibilă a efortului unitar la torsiune τa = 700 N/mm2.

Notând raportul D/d = c, din relația (19) rezultă diametru d:

d = (8.k.F**.c/π.σta) (20)

Raportul dintre diametre se recomandă să fie: c = 5…8.

Pentru arcurile periferice, rezistența admisibilă la torsiune: σta = 7000 daN/cm2.

Figura nr. 18. Elementele geometrice ale arcurilor elicoidale

Coeficientul de corecție k depinde de raportul dintre diametre și se calculează curelația [16]:

k = [(4c – 1)/4.(c – 1) + 0,615/c] (21)

Definitivarea diametrului d se face ținând seama că sârma trasă din oțel pentru arcuri este standardizată. După determinarea diametrului d al sârmei, cunoscând raportul c = D/d se poate calcula și diametrul mediu de înfășurare al arcului D.

Tabelul nr. 6. Diametrul d pentru arcuri din sârmă de oțel trasă [mm]

Tabelul nr. 7. Parametrii constructivi ai arcurilor periferice

Săgeata f [mm] a arcului se calculează cu relația:

f = 8.F*.Dm.n/G.d4 (22)

unde: Dm – diametrul mediu al arcului; n – numărul de spire active; G – modulul de elasticitate transversal, G = 8.104 N/mm2.

Funcțional, discul de presiune reprezintă dispozitivul de aplicare a forței arcurilor pe suprafața de frecare, componentă a părții conducătoare pentru transmiterea momentului, suport pentru arcuri și eventualele pârghii de debreiere și masă metalică pentru preluarea căldurii rezultate în urma patinării ambreiajului. Față de aceste funcții, predimensionarea lui se face din condiția preluării căldurii revenite în timpul patinării, fără încălziri periculoase.

Asimilând discul de presiune cu un corp cilindric cu dimensiunile bazei exterioare red = Re + (3…5) mm, raza interioară rid = Ri – (3…5) mm, unde Re și Ri sunt razele exterioară, respectiv interioară ale discului condus, se obține înălțimea necesară a discului de presiune:

hd = L.t.c.(red2 – rid2) (23)

relație în care: L – lucrul mecanic de patinare. Acesta se poate calcula aproximativ cu relația:

L = 357,3. Ga.rr2/icv12. io2 (24)

unde: Ga – greutatea autovehiculului; rr – raza de rulare a roții; icv1 – raportul de transmitere în treapta I al cutiei de viteze;  = 0,5 – coeficient care exprimă partea din lucrul mecanic preluată de discul de presiune al ambreiajului; masa specifică a discului de presiune,  kg/m3.

t = .L/c. mp (25)

unde:  = 0,5 – coeficient care exprimă partea din lucrul mecanic preluată de discul de presiune al ambreiajului; c = 500 J/kg. oC este căldura specifică a pieselor din fontă și oțel; mp – masa pieselor ce se încălzesc.

Grosimea determinată reprezintă o valoare minimă. Fața exterioară a discului este profilată în vederea creșterii rigidității, a generării unui curent intens de aer pentru răcire și pentru a permite legăturile cu elementele pe care se cuplează.

Arborele ambreiajului este solicitat la torsiune de către momentul de calcul al ambreiajului. Diametrul de predimensionare este dat de relația:

Di = (.MM/0,2. ta)1/3 (26)

unde: ta – solicitarea admisibilă la torsiune, ta = 1000…1200 daN/cm2.

Valoarea definitivă a diametrului se adoptă din STAS 7346-85 (pentru canelurile triunghiulare), sau STAS 6858-85 (pentru canelurile în evolventă).

Canelurile triunghiulare pot prelua sarcini și cu șoc, centrarea realizându-se pe flancuri, în timp ce canelurile în evolventă permit transmiterea fluxurilor mari de putere.

Atât canelurile arborelui cât și cele ale butucului trebuie verificate la strivire și forfecare.

Verificarea rezistenței la strivire a flancurilor canelurilor se face cu relația:

σs = k.2.β.MM/z.Dd.h.L (27)

unde: k – coeficientul de repartizare a sarcinii pe caneluri (se adoptă k = 0,5 pentru canelurile triunghiulare, respectiv k = 1,33 pentru canelurile în evolvență); Dd – diametru mediu al canelurilor; h – înălțimea portantă a canelurilor, h = (De – Di)/2; z – numărul de caneluri; L – lungimea de îmbinare cu butucul discului condus.

Solicitarea admisibilă la strivire trebuie să se încadreze în limitele: σs = 200…250 daN/cm2.

Verificarea efortului unitar la forfecare se face cu relația:

f = 4..MM/z.L b.(De + Di) (28)

b fiind lățimea canelurilor.

Solicitarea admisibilă la forfecare este cuprinsă între limitele: af = 200…300 daN/cm2.

Pentru lungimea butucului se recomandă următoarele valori: L = De pentru automobile ce se deplasează pe drumuri obișnuite și L = 1,4 De pentru automobilele de teren.

Arborele ambreiajului se execută din oțel aliat pentru cementare.

La discul condus se face verificarea niturilor de fixare a discului la butuc și a niturilor de fixare a garniturilor de frecare pe disc.

La unele tipuri de ambreiaje, discul condus se fixează de flanșa butucului prin intermediul unor nituri confecționate din OL34 sau OL38, având diametrul mediu cuprins între 6…10 mm.

Niturile se verifică la forfecare și strivire cu relațiile:

τf = β.MM/zn.rn .An (la forfecare) (29)

respectiv:

σs = β.MM/zn.rn.dn.l (pentru strivire) (30)

În aceste relații: rn – raza cercului pe care sunt dispuse niturile; zn – numărul niturilor; An – secțiunea transversală a nitului; dn – diametrul nitului; ln – lungimea părții active a nitului.

Valorile admisibile pentru aceste solicitări sunt: τaf < 300 daN/cm2; σsa = 800…900 daN/cm2.

Niturile de fixare ale garniturlor de frecare se verifică similar.

Forța Fp de acționare a pedalei la decuplarea ambreiajului se determină cu relația:

Fp = F/ia. ηa = β.MM/μ. ηa. i.Rm.ia (31)

unde: i – numărul de perechi de suprafețe de frecare; ia – raportul de transmitere al mecanismului de acționare, ia = 25…45 [16]; Rm – raza medie a garniturilor de frecare; ηa – randamentul mecanismului de acționare, ηa = 0,8…0,85.

Din această relație se observă că cele mai eficiente căi pentru reducerea forței de acționare a pedalei sunt: utilizarea garniturilor de fricțiune metaloceramice, care au un coeficient de frecare ridicat; mărirea randamentului mecanismului de acționare prin întrebuințarea pârghiilor de debreiere prevăzute în punctele de articulație cu bile sau cu role, micșorarea numărului de articulații din mecanismul de acționare, sau prin utilizarea arcului central diafragmă.

Forța la pedală Fp (la ambreiajele fără servomecanisme auxiliare) nu trebuie să depășească 15…25 daN, deoarece consumul prea mare de efort fizic conduce la obosirea excesivă a conducătorilor auto.

1.3. Clasificarea ambreiajelor

Clasificarea ambreiajelor utilizate în construcția de autovehicule se realizează după modul de acționare și după modul de transmitere a momentului motor.

După modelul de acționare ambreiajele se împart în: ambreiaje neautomate (puse în funcțiune de forța musculară a conducătorului auto prin acționarea mecanică sau hidraulică), ambreiaje automate, acționate hidraulic, pneumatic, electric sau vacuumatic, în funcție de poziția pedalei de accelerație, turația sau sarcina motorului sau de poziția pârghiei de schimbare a treptelor de viteză

După modul de transmitere a momentului motor de la parte conducătoare la partea condusă se împart în: mecanice cu fricțiune, care realizează transmiterea momentului motor prin frecarea dintre părțile conducătoare și cele conduse ale ambreiajului; hidraulice, care transmit momentul motor prin intermediul unui lichid; electromagnetice, care realizează transmiterea momentului motor prin interacțiunea câmpurilor electromagnetice ale părților conducătoare și conduse; combinate.

Ambreiajele mecanice se clasifică după mai multe criterii, și anume:

După forma suprafeței de frecare și direcția de aplicare a forței de apăsare, se deosebesc: ambreiaje cu discuri (forță axială), ambreiaje cu tamburi (forță radială), ambreiaje cu conuri (forță radial-axială).

După modul de realizare a forței de apăsare, există: ambreiaje cu arcuri, ambreiaje cu pârghii, ambreiaje electromagnetice, ambreiaje hidrostatice cu apăsare hidraulică, ambreiaje semicentrifuge, ambreiaje centrifuge.

După construcția mecanismului de presiune, se deosebesc: ambreiaje normal cuplate, ambreiaje facultativ cuplate.

După natura frecării pot fi: ambreiaje cu frecare uscată, ambreiaje cu frecare umedă

După modelul de distribuție a puterii de transmisie, se deosebesc: ambreiaje cu un singur sens (simple), ambreiaje cu două sensuri (duble)

Funcționarea ambreiajului mecanic se bazează pe forțele de frecare care apar între două sau mai multe perechi de suprafețe sub acțiunea unei forțe de apăsare. Părțile componente ale unui ambreiaj sunt grupate astfel: partea conducătoare; partea condusă; mecanismul de acționare. Partea conducătoare a ambreiajului este solidară la rotație cu volantul motorului, iar partea condusă cu arborele ambreiajului. Pe volantul motorului este apăsat discul condus de către discul de presiune datorită forței dezvoltate de arcuri. Discul condus se poate deplasa axial pe canelurile arborelui ambreiajului. Discul de presiune este solidar la rotație cu volantul prin intermediul carcasei. Partea conducătoare a ambreiajului este formată din: volantul, discul de presiune, carcasă și arcurile de presiune. Partea condusă se compune din: discul condus cu garniturile de frecare și arborele ambreiajului. Prin frecarea ce ia naștere între suprafețele de contact ale volantului și discul de presiune pe de o parte și suprafețele discului condus pe de altă parte, momentul motor este transmis arborelui primar al cutiei de viteză și mai departe, prin celelalte organe ale transmisiei, la roțile motoare.

Figura nr. 19. Ambreiaj mecanic cuplat și decuplat

Dacă se apasă asupra pedalei mecanismului de comandă al ambreiajului, forța se transmite prin pârghia cu furcă la manșonul discului de presiune și învingând forța dezvoltată de arcuri, depărtează discul de frecare, iar momentul motor nu se transmite mai departe; această este poziția decuplat a ambreiajului. Cuplarea din nou a ambreiajului se realizează prin eliberarea lină a pedalei, după care arcurile vor apăsa din nou discul de presiune pe discul condus, iar acesta din urmă pe volant. Atâta timp cât între suprafețele de frecare ale discurilor și volantului nu există o apăsare mare, forța de frecare care ia naștere între aceste suprafețe va fi mică. În acest caz, ambreiajul nu va putea transmite întregul moment motor și în consecință, va există o alunecare între volant și discul condus, motiv pentru care discul va avea o turație mai mică. Această este perioadă de patinare a ambreiajului. În această situație se va transmite prin ambreiaj numai o parte din momentul motor. În perioadă de patinare a ambreiajului, o parte din energia mecanică se transformă în energie termică, iar ambreiajul se încălzește, producând uzură mai rapidă a garniturilor de frecare ale discului condus. La eliberarea completă a pedalei ambreiajului, forță de apăsare dezvoltată de arcuri este suficient de mare pentru ase transmite în întregime momentul motor.

Ambreiajele macanice utilizate la automobile se clasifică după mai multe criterii. După forma geometrică a suprafețelor de frecare, ambreiajele pot fi: cu discuri, cu saboți și cu conuri. După numărul arcurilor de presiune și modul de dispunere a lor, ambreiajele pot fi: cu mai multe arcuri dispuse periferic și cu un singur arc central. După numărul discurilor conduse, ambreiajele pot fiu: cu un disc, cu două discuri și cu mai multe discuri. După modul de obținere a forței de apăsare, ambreiajele pot fi: simple, semicentrifuge și centrifuge. După condițiile de lucru ale suprafețelor de frecare, ambreiajele pot fi: uscate sau în ulei. După tipul mecanismului de comandă, ambreiajele pot fi cu comandă: mecanică, hidraulică, cu servomecanism și automată. După modul de realizare a debreierii, ambreiajele pot fi: cu debreire manuală, semiautomata, automată.

Ambreiajele hidrodinamice lucrează după principiul mașinilor hidraulice rotative și constă în asocierea unei pompe centrifuge și a unei turbine într-un singur agregat, folosind că agent de transmisie un lichid. Ambreiajele hidrodinamice se folosesc la unele tipuri de automobile moderne datorită unor avantaje: demarare mai lină a automobilului, deplasarea în priză directă la viteze foarte reduse. Ambreiajul hidrodinamic este format dintr-un rotor-pompă, montat pe arborele motor în locul volantului și din rotor-turbină, montat pe arborele condus. Cele două componente au la partea exterioară palete radiale plane. Întregul ansamblu este închis într-o carcasă etanșă, umplută în proporție de 85% cu ulei mineral pentru turbine. În momentul care motorul începe să funcționeze, va antrena și rotorul pompă iar uleiul care se găsește între paletele sale sub acțiunea forței centrifuge; este împins către periferie și obligat să circule în sensul săgeții, adică uleiul va trece din rotor-pompă în rotor-turbină și apăsând asupra paletelor lui în mișcare. La demarare când automobilului încă nu este în mișcare, turația rotorului-turbină este zero. La o viteză a rotorului a€€turbina egală cu a rotorului-pompă articolele nu va mai circulă, deoarece cele două forțe centrifuge vor fi egale.

Figura nr. 20. Ambreiaj hidrodinamic

Particulele vor trece din rotorul pompă în rotorul-turbină numai în cazul în care rotorul turbină se va roti mai încet decât rotorul pompă. Existența alunecării face ca, în toate cazurile, ambreiajul hidodinamic să transmită un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului și să nu fie posibilă niciodată o decuplare completă a motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de viteză să fi anevoioasă. Din acest motiv, la automobilele cu cutii de viteză în trepte, ambreiajul hidrodinamic se utilizează împreună cu un ambreiaj mecanic auxiliar, care să asigure o declupare completă între motor și transmisie. Utilizarea ambreiajului hidrodinamic fără ambreiajul mecanic este permisă numai la automobilele echipate cu cutii de viteze planetare, la care schimbarea treptelor de viteză se face prin frânarea unor elemente ale transmisiei planetare. Ambreiajele hidrodinamice prezintă următoarele avantaje: conferă automobilului o demarare mai lină; permit deplasarea în priză directă cu viteză redusă; amortizează oscilațiile de răsucire. Ambreiajele hidrodinamice pot fi cu prag fix, cu prag mobil sau cu cameră de colectare.

Pentru ușurarea conducerii automobilelor a luat extindere în ultimul timp o dată cu folosirea cutiilor de viteze hidrodinamice, utilizarea ambreiajelor cu comandă automată. Dintre acestea fac parte și ambreiajele electromagnetice, a căror construcție poate să difere în funcție de modul în care se realizează legătură dintre partea condusă și partea conducătoare și anume: ambreiajele cu umplere magnetică, la care solidarizarea părții conduse cu cea conducătoare se realizează prin magnetizarea pulberii, care umple cavitatea interioară a ambreiajului; ambreiajele fără pulbere magnetică, la care forța de cuplare este dată de un electromagnet alimentat de o sursă de curent a automobilului.

Figura nr. 21. Ambreiaj cu comandă automată

În ambreiajele din primă categorie, corpul de lucru îl constituie pulberea magnetică de fier, care se află într-un spațiu inelar. Acest spațiu care leagă partea conducătoare a ambreiajului de cea condusă se află dispus între polii unor electromagneți. Prin conectarea înfășurări de excitație, alimentată de curentul furnizat de bateria de acumulatoare, particulele de pulbere se concentrează de-a lungul liniilor de forță magnetice, formând niște lanțuri magnetice care rigidizează pulberea transformând-o într-un corp solid. La un ambreiaj pulbere magnetică sistemul de cuplare este este încorporat în volant, executat din oțel și constituind împreună cu discul circuitul magnetic al ambreiajului. Între peretele interior al volantului și degajarea discului este dispusă bobina de excitație, alimentată cu curent electric al motorului, cu care este cuplată prin intermediul inelului de contact. Acest inel este protejat de capacul izolator pe care se află montată și peria din cupru grafiat. Între peretele interior al volantului și discul solidar cu el este realizat un spațiu de lucru în care se dispune marginea superioară a elementului condus executat din plăci subțiri din tablă de hotel și care prin intermediul butucului sau canelat, este montat pe arborele primar al cutie de viteze. Pulberea magnetică este menținută în spațiul de lucru cu ajutorul garniturilor de protecție al bucșei. Capătul canelat al arborelui primar este sprijinit de de rulment. Periferia volantului este prevăzută cu coroană dințată cu care se angrenează pinionul motorului electric de pornire. Ca pulbere magnetică se folosește, în general fierul carbonic. Momentul motor transmis de ambreiaj poate fi reglat progresiv, în funcție de intensitatea curentului electric care circulă prin bobina de excitație. Astfel la mersul în gol a motorului, tensiunea generatorului de curent este insuficiență, iar curentul care pătrunde în bobina de excitație are o valoare mică ceea ce face că ambreiajul să rămână decupat. Pe măsură ce turația motorului crește, se mărește și tensiunea generatorului, iar ambreiajul se cuplează lin. Calitățile de cuplare lină nu se modifică timp îndelungat în exploatare; nefiind nevoie de reglarea jocurilor, solicitările dinamice ale transmisiei rămân reduse în acest fel. De asemenea neexistînd frecări ale părților de cuplare, uzură acestui ambreiaj este redusă. Principalul incovenient al ambreiajelor de acest tip este momentul de inerție mare al elementului condus fapt ce face dificilă schimbarea vitezelor. Acest dezavantaj poate fi înlăturat prin utilizarea unui disc condus subțire cu moment de inerție mic. O altă dificultate o reprezintă menținerea pe perioadă îndelungată a proprietăților feromagnetice și anticorozive ale pulberii. La ambreiajele electromagnetice fără pulbere efectul de cuplare se obține prin unirea volantului cu discul condus montat pe arborele primar al cutiei de viteze pe ale cărui caneluri se deplasează. Într-un locaș circular, prevăzut în miezul de fier, se află bobina de excitație, alimentată cu curent electric prin contactul glisant. La trecerea curentului prin bobina de excitație ia naștere un câmp electromagnetic, datorită căruia indusul este atras către miez, învingând tensiunea arcului. Prin frecarea inițială, la începutul cuplării și apoi prin unirea volantului cu indusul, momentul motor se transmite cutiei de viteze. Când curentul electric este întrerupt, câmpul electromagnetic dispare, indusul va fi îndepărtat de miez împins de arc iar ambreiajul se declupeaza motorul de cutia de viteze. Deși construcția acestui ambreiaj este simplă are dezavantajul unei uzuri rapide, datorită faptului că atât miezul cât și indusul magnetic se execută din oțel moale. De asemenea inerția mare a discului condus, care determină o schimbare greoaie a treptelor de viteză, constituie un alt dezavantaj al acestei construcții. Pentru a înlătura acest neajuns, cât și pentru amărî rezistentă la uzură a suprafețelor de frecare se utilizează soluția în care discul condus este ușor presat între volant și disc care sunt executate din oțel moale. Masa discului condus fiind mică, magnetismul remanent este și el mic iar la decuparea ambreiajului, acesta este convins de arcurile lamelare fixate pe disc. Totuși, cea mai eficientă metodă de mărire a rezistenței la uzură a suprafețelor de frecare constă în utilizarea garniturilor de fricțiune, pe bază de azbest sau din materiale metaloceramice. În acest caz, însă adaosul necesar pentru uzură garniturilor de fricțiune duce la apariția unui joc mai mare între miez și indus. Prezența aerului în acest spațiu mărește mult rezistentă magnetică a sistemului și duce la creșterea dimensiunilor și greutății ambreiajului.

La unele autoturisme moderne, se utilizează ambreiajele combinate, care permit automatizarea acționarii lor. Cele mai răspândite ambreiaje combinate sunt cele cele hidraulic- mecanic și electromagnetic-mecanic. Ambreiajele combinate pot fi mecano-centrifugale, mecano- hidraulice sau mecano-electromagnetice. Ambreiajul combinat hidrodinamic-mecanic utilizează la pornire ambreiajul hidrodinamic, iar la schimbarea treptelor de viteze un ambreiaj mecanic simplu cu discuri, montat pe canelurile exterioare ale arborelui tubular al turbinei.

Figura nr. 22. Ambreiaj combinat

Din punct de vedere al modului de acționare, ambreiajele de automobile se împart în: ambreiaje neautomate, puse în funcțiune de forța musculară a conducătorului (sistemul de acționare al ambreiajului poate fi prevăzut cu un servomecanism de tip mecanic, hidraulic sau pneumatic, care reduce efortul depus de conducător) prin acționare mecanică, hidraulica sau pneumatică; ambreiaje automate, acționate hidraulic, pneumatic, electric sau vacuumatic, în funcție de poziția pedalei acceleratorului, turația și sarcină motorului sau poziția pârghiei de schimbare a treptelor de viteză.

Figura nr. 23. Ambreiaj Valeo Logan 1.6.

Caracteristici mecanice: cutie de viteze manuală, Cod motor K7M.7.10, K7M.7.14, tip cutie de viteze JH3, D1 200 mm, Versiune CPO, D2 200 mm, dinți 26, Profil butuc roată 26x20x21,9.

Figura nr. 24. Ambreiaj Opel Astra 1.6.

Caracteristici mecanice: diametru 200mm, nr dinți 14, profil butuc roată 15,70×18,65.

Figura nr. 25. Ambreiaj Renault Megan 1.6.

Caracteristici mecanice: diametru: 200mm; număr dinți: 26; profil butuc roată: 26x20x21,9.

Figura nr. 26. Ambreiaj Ford Focus 1.6.

Proprietăți: diametru: 240 mm; numar dinți: 23.

Figura nr. 27. Ambreiaj Volkswagen Beetle 1.6.

Caracteristici mecanice: cutie de viteze manuală, D1 200 mm, Versiune CPO, D2 200 mm, dinți 26, Profil butuc roată 26x20x21,9.

1.4. Variante constructive

În cele ce urmează, prezint următoarele variante constructive: ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice, ambreiajul bidisc, ambreiajul monodisc cu arc central tip diafragmă.

1.4.1. Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

Organele conducătoare ale ambreiajului sunt: volantul 2, carcasa 9, discul de presiune 6, arcurile de presiune 20 și pârghiile de decuplare 12. Discul de presiune 6 este solidar la rotație cu volantul prin intermediul carcasei și se poate deplasa axial. Arcurile de presiune 20, care realizează forța de apăsare, sunt așezate între discul de presiune și carcasa ambreiajului. Pârghiile de decuplare 12 sunt prevăzute cu două puncte de articulație cu rulmenți cu role-ace: 7 în discul de presiune și 8 pe carcasa. Pârghiile de decuplare sunt articulate cu carcasa ambreiajului prin furcile 11 prevăzute cu piulițe de reglaj. Capetele interioare ale pârghiilor de debreiere nu sunt apăsate direct de rulmentul de presiune 13, ci prin intermediul inelului de debreiere 23, fixat cu arcurile de prindere 10 pe pârghiile de debreiere. Organele conduse ale ambreiajului cuprind: discul condus 5 și arborele ambreiajului 1. Discul condus 5 are posibilitatea să se deplaseze axial pe arborele ambreiajului prevăzut cu caneluri, la fel ca și butucul discului. Pe discul condus sunt fixate prin nituri două garnituri de frecare 4 ce au un coeficient de frecare mare. Discul condus al ambreiajului este prevăzut cu arcurile 3 (elemente elastice care contribuie și la o cuplare progresivă) și cu garniturile de frecare 24 dispuse între discul propriu-zis și flanșa butucului în scopul amortizarii oscilatiilor de torsiune. Când ambreiajul este cuplat, între rulmentul de presiune și inelul dispus pe capetele interioare ale pârghiilor de decuplare este necesar să existe un joc de 2…4 mm. Acest joc permite o cuplare sigură a ambreiajului atunci când garniturile sunt uzate. De asemenea, acest joc mai permite ca rulmentul de presiune să nu se rotească în timpul cât ambreiajul este cuplat, reducând prin aceasta uzura lui.

Figura nr. 28. Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

1 – arbore cotit; 2 – discul de ambreiaj; 3 – volant; 4 – șurub de fixare; 5 – disc de presiune; 6 – carcasă ambreiaj; 7 – pârghie de debreiere; 8 – manșon; 9 – arborele ambreiajului; 10 – arc.

1.4.2. Ambreiajul bidisc

Atunci când este nevoie ca ambreiajul să transmită un moment motor mare se recurge uneori la mărirea numărului suprafețelor de frecare prin folosirea unor ambreiaje cu mai multe discuri.

În figura 17 este reprezentat ambreiajul bidisc, utilizat la unele tipuri de autocamioane. În volantul 5, sunt montate prin presare și asigurate prin piulițe șase prezoane 11, pe care se fixează și carcasa 10 a volantului.

Ambreiajul este prevăzut cu două discuri de presiune 3 și 4, care la periferie au șase găuri în care vor intra cele șase prezoane; acestea vor solidariza la rotație discurile cu volantul motorului, dând totodată posibilitatea unei deplasări axiale a lor.

Pe arborele canelat al ambreiajului glisează două discuri conduse 1 și 2.

Forța de apăsare este dată de 12 arcuri elicoidale 9 montate între carcasă și discul de presiune 3. Carcasa fiind fixată de volant, arcurile 9, fiind sprijinite cu un capăt pe carcasă, vor presa discurile conduse între volant și discurile de presiune.

În timpul funcționării ambreiajului, discurile de presiune și conduse se încălzesc și pentru a feri arcurile 9 de o încălzire excesivă care le schimbă caracteristicile, se montează sub fiecare arc câte o garnitură termoizolantă 8.

Decuplarea ambreiajului se realizează prin ceplasarea spre dreapta a discului de presiune 3, cu ajutorul pârghilor de decuplare 15, prin intermediul șuruburilor 6 eliberând discul condus 1.În același timp discul de presiune 4 este depărtat de discul condus 2, de arcurile 13, montate între disc și volantul 5.

Pentru a limita deplasarea axială a discului de presiune 4, încât să nu producă o strângere a discului de presiune 3, între cele două discuri de presiune sânt prevăzute trei șuruburi de sprijin 12, fixate în carcasa 10.

Pârghiile de decuplare 15 au capetele exterioare fixate de discul de presiune 3, prin intermediul șuruburilor 6.Piulița 7 servește la reglarea jocului dintre rulmrntul de presiune și capătul interior al pârghiei de decuplare.

Carterul ambreiajului la partea inferioară este prevâzut cu un orificiu pentru scurgerea uleiului. În acest orificiu se află intodus cu joc cuiul spintecat 14, care prin mișcările sale în timpul trpidațiilor ce apar la mersul automobilului nu dă posibilitatea ca orificiul să se înfunde cu murdărie.

Figura nr. 29. Ambreiajul bidisc

1 – disc condos; 2 – disc condos; 3 – disc presiune; 4 – disc presiune; 5 – volant; 6 – șuruburi; 7 – piuliță; 8 – garnitură termoizolantă; 9 – arcuri elicoidale; 10 – carcasa; 11 – prezoane; 12 – șuruburi de sprijin; 13 – arcuri; 14 – cuiul spintecat; 15 – pârghi de decuplare

1.4.3. Ambreiajul multidisc umed, fără garnituri de frecare și hidroambreiajul

Cerințele tot mai severe legate de emisiile poluante ale automobilelor cât și dorința de a îmbunătății confortul la bordul unui automobil, au determinat utilizarea de soluții noi și în domeniul transmisiilor mecanice auto. O soluție care îmbunătățește performanțele unui automobil în ceea ce privește consumul, dinamica și confortul este cutia de viteze cu dublu ambreiaj.

Cutia de viteze cu dublu ambreiaj este cunoscută sub numele de DCT, acronim care provine din limba engleză "Dual Clutch Transmission".

Corect este să utilizăm termenul de transmisie cu dublu ambreiaj deoarece cutia de viteze este parte integrată din transmisie. Cu toate acestea, în continuarea articolului, vom utiliza termenul de cutie cu dublu ambreiaj, în loc de transmisie cu dublu ambreiaj, deoarece acesta este mai des utilizat în articolele legate de automobile.

În funcție de producătorul de transmisii sau automobile, cutiile cu dublu ambreiaj sunt denumite diferit, chiar dacă principiul de funcționare este similar.

Figura nr. 30. Cutia cu dublu ambreiaj

Din punct de vedere cinematic, o cutia de viteze cu dublu ambreiaj este de fapt compusă din două cutii de viteze manuale, dispuse în paralel. Practic în aceeași carcasă avem două cutii de viteze, fiecare cu propriul ambreiaj, o cutie conținând treptele impare (1, 3, etc.) iar a două treptele pare (2, 4, etc.)

Acestă configurație are marele avantaj că permite preselecția treptelor de viteze. De exemplu, când automobilul se deplasează în treapta 1 de viteză, fluxul de putere este transmis de la motor la roți prin intermediul ambreiajului 1, care este cuplat. După un anumit prag de viteză treapta 2 se selectează dar puterea se transmite tot prin treapta 1 și ambreiajul 1, deoarece ambreiajul 2 rămâne decuplat. În acestă fază avem două trepte selectate, 1 și 2, cu puterea transmisă prin ambreiajul 1. Când se trece în treapta 2 de viteză, ambreiajul 1 se deschide și ambreiajul 2 se închide.

Datorită posibilității de a preselecta treapta de viteză ce urmează a fi utilizată, timpul de trecere de la o treaptă de viteză la alta poate fi redus până la 0.2 secunde, fără a produce șocuri și vibrații în transmisie.

Figura nr. 31. Schema cinematică a cutiei de viteze cu dublu ambreiaj în 6 trepte

Acest mod de funcționare al cutiei de viteze cu dublu ambreiaj prezintă următoarele avantaje:

Comparativ cu o cutie de viteze manuală: schimbarea foarte rapidă a treptelor de viteză, datorită preselecției, schimbarea treptei de viteză se face fără întreruperea fluxului de putere, schimbarea lină și fără șoc a treptelor de viteză, datorită patinării controlate a ambreiajelor.

Comparativ cu o cutie automată clasică, cu hidrotransformator: schimbarea mai rapidă a treptelor de viteză, datorită preselecției, randament mai bun, datorită lipsei hidrotransformatorului.

Mecanismele cu roți dințate ale unei cutii cu dublu ambreiaj sunt similare cu cele ale unei cutii de viteze manuale. Cuplarea treptelor de viteză de face tot prin sincronizare, singura diferență fiind dată de faptul ca la o cutie cu dublu ambreiaj cuplarea treptelor se face cu actuatoare electrohidraulice sau electrice comandate de un calculator de control și nu direct de către conducătorul auto.

În funcție de tipul ambreiajelor și de modul de acționare al acestora cutiile cu dublu ambreiaj se clasifică în: cutii cu ambreiaje multidisc, umede, acționate hidraulic, cutii cu ambreiaje monodisc, uscate, acționate electric.

Figura nr. 32. Ambreiajul dublu DualTronic

Principalul criteriu de utilizare a unui ambreiaj multidisc umed sau a unuia monodisc uscat este cuplul motor maxim transmis. Astfel, în cazul în care, cuplul motor maxim depășește 250 Nm este de preferat să se utilizeze ambreiaje multidisc umede. Pe lângă avantajul cuplului transmis, un ambreiaj multidisc umed, disipă căldura mai ușor, nu se uzează iar cuplarea și decuplarea este mai lină și fără șocuri.

Figura nr. 33. Ambreiajul dublu uscat

La automobilele la care propulsorul dezvoltă sub 200-250 Nm utilizarea unor ambreiaje monodisc, uscate, acționare electric prezintă avantajul consumului mai scăzut de combustibil, datorită lipsei pompei de ulei și a pierderilor prin frecări mai reduse.

Decizia de a echipa automobilul cu o cutie cu dublu ambreiaj umed sau uscat este luată în funcție de mai multe considerente. În tabelul de mai jos sunt prezentate comparativ caracteristicile celor două soluții de ambreiaj.

Cutia de viteze cu dublu ambreiaj poate fi utilizată pentru orice arhitectură a grupului motopropulsor: tracțiune față, spate sau integrală. De asemenea acest tip de cutie de viteze poate transmite un cuplu motor de până la 1250 Nm

Toate cutiile de viteze cu dublu ambreiaj sunt controlate electronic. Acționarea ambreiajelor cât și cuplarea treptelor de viteză se face hidraulic, prin intermediul unor supape electro-hidraulice sau electric utilizând motoare electrice de curent continuu.

Din punct de vedere al interacțiunii cu conducătorul auto nu este nici o diferență între o cutie cu dublu ambreiaj sau o cutie de viteze automată clasică. Automobilele sunt prevăzute cu selectoare de programe (P, R, N, D), iar cutia de viteze poate funcționa atât în mod automat cât și în mod manual (secvențial).

Figura nr. 34. Cota de piață europeană a transmisiilor pentru automobile (estimare)

Atât pe piața europeană cât și pe cea mondială, cota cutiilor de viteze cu dublu ambreiaj este în continuă creștere. Datorită avantajelor pe care le are acest tip de cutie de viteze începe să devină o opțiune pentru majoritatea producătorilor de automobile. Piața principală pentru automobilele cu transmisii cu dublu ambreiaj (DCT) o reprezintă Europa. În același timp, în SUA și Japonia o parte din piața transmisiilor automate și a celor cu variație continuă este preluată de transmisiile DCT.

Tehnologia transmisiilor cu dublu ambreiaj nu este nouă, Porsche a început utilizarea acestei tehnologii acum 25 de ani. Datorită costurilor mari de producție și a controlului deosebit de complex al schimbării treptelor de viteză tehnologia DCT nu a fost adoptată pe scară largă.

Figura nr. 35. Ambreiaj dublu monodisc cu frecare uscată

Cutiile (transmisiile) cu dublu ambreiaj (DCT) îmbină avantajele unei cutii manuale (simplitate constructivă, randament ridicat) cu cele ale unei cutii automate (schimbarea automată, sub sarcină și fără șocuri a treptelor de viteză). Cutiile DCT, în timpul unei schimbări de treaptă de viteză, transferă cuplul de la un ambreiaj la celălalt aproape instantaneu.

Componenta principală a unei transmisii DCT este ambreiajul dublu. Acesta transferă cuplul de la motor la angrenajele cutiei de viteze. Constructiv se deosebesc două tipuri de ambreiaje duble: multidisc cu frecare umedă și monodisc cu frecare uscată.

Ambreiajele multidisc utilizează ulei de transmisie pentru o răcire mai eficientă, transfer de cuplu progresiv și fiabilitate ridicată. Dar, datorită imersării în ulei, randamentul este mai scăzut iar prețul de producție mai ridicat.

Ambreiajele monodisc uscate au avantajul unui randament mai bun datorită lipsei uleiului. De asemenea coeficientul de frecare al acestor ambreiaje se situează între 0.2 și 0.4, valori duble față de un ambreiaj multi-disc umed. Cu toate acestea ambreiajele uscate sunt proiectate să funcționeze pe întreaga durată de viață a automobilului, fără a avea nevoie de întreținere.

Componentele unui ambreiaj dublu sunt similare cu cele ale unui ambreiaj simplu: placă de presiune, disc de ambreiaj, rulment de presiune și arc diafragmă.

Figura nr. 36. Ambreiaj dublu – furci de acționare și rulmenți de presiune

Furcile de acționare pot fi controlate electro-hidraulic sau electric. Acestea trebuie să fie rezistente din punct de vedere mecanic și perfect funcționale pe toată durata de viața a ambreiajului.

Rulmentul de presiune, câte unul pentru fiecare ambreiaj, are rolul de a permite acționarea arcului diafragmă prin intermediul furcii.

Volanta dublă este montată pe partea cu motorul și are rolul de a filtra oscilațiile torsionale ale motorului. Montarea unei volante duble nu este obligatorie în cazul motoarelor cu injecție indirectă. În cazul motoarelor diesel cât și în cazul motoarelor pe benzină cu injecție directă este necesară utilizarea volantei duble deoarece oscilațiile de cuplu sunt mai pronunțate.

Figura nr. 37. Secțiune printr-un ambreiaj dublu cu frecare uscată

1 – furcă de acționare ambreiaj 1; 2 – furcă de acționare ambreiaj 2; 3 – rulment de presiune 1; 4 – rulment placă centrală; 5 – volantă dublă (DMF); 6 – placă de presiune ambreiaj 1; 7 – disc de ambreiaj 1; 8 – placă centrală; 9 – disc de ambreiaj 2; 10 – placă de presiune 2; 11 – arc diafragmă 1.

Discurile de ambreiaj sunt mai groase decât cele ale unei cutii manuale. De asemenea rezistența la uzură este mai mare deoarece acestea trebuie să reziste toată durata de viață a automobilului. Discul ambreiajului 1 are diametru mai mare deorece acesta este supus unor sarcini mai mari.

Plăcile de presiune sunt de mărimi diferite, fiecare fiind potrivit pentru discul de ambreiaj corespunzător. Mecanismele de acționare sunt de asemenea diferite, placa de presiune 2 este acționată prin împingere iar placa de presiune 1 prin tragere.

Între cele două discuri de ambreiaj este poziționată o placă centrală. Acesta se sprijină pe un rulment cu bile, are grosime mai mare decât plăcile de presiune și este utilizat de ambele discuri de ambreiaj pentru transmiterea mișcării. Datorită poziționării, rulmentul plăcii centrale este supus unor solicitări termice intense ce pot ajunge și până la 200 °C.

Figura nr. 38. Secțiune printr-un ambreiaj dublu cu frecare uscată

1 – volantă dublă; 2 – placă de presiune 1; 3 – disc de ambreiaj 1; 4 – disc de ambreiaj 2; 5 – placă de presiune 2; 6 – arbore cotit; 7 – arbore de intrare în transmisie 1 (arbore tubular); 8 – arbore de intrare în transmisie 2; 9 – placă centrală.

Cuplul motor este transferat, prin intermediul volantei duble, plăcii centrale. Acesta se rotește împreună cu volanta dublă, cu plăcile de presiune și cu cele două arcuri diafragmă. Ambele ambreiaje sunt prevăzute cu mecanisme de compensare automată a uzurii (SAC), care mențin constantă distanța între discurile de ambreiaj și plăcile de presiune, indiferent de gradul de uzură al discului. Acest mecanism asigură forțe mici de acționare pe întreaga durată de viață a ambreiajului și caracteristici constante ale acestora, elemente esențiale pentru un sistemul de acționare automat.

Aceste ambreiaje sunt dovada progresului tehnologic evident al transmisiilor pentru automobile. Cu acest concept inginerii de la LuK au reușit să utilizeze simplitatea și fiabilitatea unui ambreiaj de cutie manuală într-un sistem care permite automatizarea necesară unei transmisii cu dublu ambreiaj.

Randamentul superior al ambreiajelor uscate, comparativ cu cele multi-disc umede, au permis automobilelor cu transmisii cu dublu ambreiaj cu frecare uscată să obțină un consum de combustibil mai mic comparativ cu un automobil cu transmisie manuală. În plus acestă arhitectură de transmisie are și avantajele unei transmisii automate: schimbarea rapidă a treptelor și fără întrerupere a cuplului motor, confort ridicat.

Datorită acestor avantaje transmisia cu dublu ambreiaj cu frecare uscată reprezintă soluția viitorului pentru automobilele de clasă mică și medie.

Hidroconvertizoarele sunt cuplaje hidrulice care permit motorului să se decupleze de transmisie. Hidrotransformatoarele (convertor de cuplu, hidroambreiaj, ambreiaj hidrodinamic) se folosesc la unele tipuri de automobile moderne datorită unor avantaje pe care le prezintă: demarare mai lină a automobilului, amortizarea oscilațiilor de răsucire și deplasarea în priză directă chiar la viteze foarte reduse.

Figura nr. 39. Ambreiajul 1 închis

Ambreiajul hidrodinamic este format dintr-un rotor-pompă, montat pe arborele motor în locul volantului și din rotor-turbină, montat pe arborele condus. Cele două componente au la partea exterioară palete radiale plane. Întregul ansamblu este închis într-o carcasă etanșă, umplută în proporție de 85% cu ulei mineral pentru turbine. Carcasa hidrotransformatorului este fixată pe volanta motorului, astfel încât ea se rotește corespunzător vitezei de rotație a motorului. Paletele pompei hidrotransformatorului sunt fixate de carcasă, astfel încât și ele se rotesc cu viteza motorului.

Pompa din interiorul hidrotransformatorului este o pompă centrifugă. În momentul în care motorul începe să funcționeze, va antrena și rotorul-pompă, iar uleiul care se găsește între paletele sale, sub acțiunea forței centrifuge este împins către periferie și obligat să circule în sensul de rotație, adică uleiul va trece din rotorul-pompă în rotorul-turbină apăsând asupra paletelor lui în mișcare. Turbina determină rotirea transmisiei, deci asigură propulsia autovehiculului. Paletele turbinei sunt curbate, ceea ce înseamnă că fluidul, care intră în turbină dinspre partea exterioară, trebuie să-și schimbe direcția înainte de a ieși prin partea centrală a turbinei. Această schimbare de sens determină rotirea turbinei.

Pentru a schimba direcția de rotire a unui obiect trebuie aplicată o forță pe acel obiect, care va simți acea forță în sens contrar. Astfel, în măsura în care turbina determină schimbarea direcției fluidului, fluidul va determina rotirea turbinei. Fluidul iese din turbină pe la centru, în altă direcție decât direcția de intrare. Deci fluidul iese din turbină mișcându-se în sens invers direcției de rotație a pompei (respectiv, a motorului). Dacă i se va permite fluidului să lovească pompa, va frâna motorul, ducând la pierderea puterii. Din această cauză, hidrotransformatorul a fost prevăzut cu un stator.

Statorul se află chiar în centrul hidrotransformatorului. Scopul lui este să redirecționeze fluidul din turbină, înainte ca acesta să lovească din nou pompa. Acest lucru mărește considerabil eficacitatea hidrotransformatorului. Forma paletelor statorului este foarte abruptă, ceea ce face ca direcția fluidului să se schimbe aproape în totalitate. Cuplajul unisens din interiorul statorului conectează statorul pe un arbore fix din transmisie, astfel încât el să nu se poata roti cu fluidul (el se poate roti doar în sens opus), obligând fluidul să-și schimbe direcția atunci când lovește paletele statorului.

La demarare când automobilul încă nu este în mișcare, turația rotorului-turbină este zero. La o viteză a rotorului-turbină egală cu a rotorului-pompă, uleiul nu va mai circula, deoarece cele două forțe centrifuge vor fi egale. Particulele vor trece din rotorul-pompă în rotorul-turbină numai în cazul în care rotorul turbină se va roti mai încet decât rotorul pompă.

Existența alunecării face ca, în toate cazurile, ambreiajul hidraulic să transmită un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului și să nu fie posibilă niciodată o decuplare completă a motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de viteză să fie anevoioasă. Din acest motiv, la automobilele cu niște cutii de viteză în trepte, ambreiajul hidraulic se utilizează împreună cu un ambreiaj mecanic auxiliar, care să asigure o declupare completă între motor și transmisie. Utilizarea ambreiajului hidraulic fără ambreiajul mecanic este permisă numai la automobilele echipate cu niște cutii de viteze planetare, la care schimbarea treptelor de viteză se face prin frânarea unor elemente ale transmisiei planetare.

Pompa și turbina sunt închise într-o carcasă umplută într-o anumită proporție cu ulei de turbină. Când motorul rotește pompa, uleiul care se găsește între paletele sale este împins din centru către periferie sub acțiunea forței centrifuge și, imprimându-i-se o circulație în sensul săgeților, este împins spre paletele turbinei. Aici, pe de o parte imprimă uleiului aflat între paletele turbinei o circulație în sensul săgeților, iar pe de altă parte exercită asupra paletelor turbinei o presiune corespunzătoare energiei cinetice acumulate. Aceasta presiune, în raport cu axul turbinei, crează un cuplu care, când este suficient de mare, învinge rezistența la înaintare a autoturismului.

Când turbina începe să se rotească, uleiul cuprins între paletele sale este și el supus forței centrifuge, care însă îi imprimă o circulație într-un sens invers față de cel indicat. De aceea, când turația turbinei este egală cu turația pompei, uleiul nu mai circulă dinspre pompă în turbină. Deci, transmiterea momentului motor este posibilă numai când turația turbinei este mai mică decât turația pompei.

Diferența dintre turația pompei și turația turbinei se numește alunecare, iar mărimea ei exprimă diferența dintre puterea pompei și puterea turbinei. Alunecarea maximă apare atunci când motorul funcționează, iar automobilul stă pe loc, pe când alunecarea minimă apare în timpul deplasării autoturismului, la regimul de funcționare în care poate fi transmis momentul motor maxim.

La frânare și la deplasarea automobilului prin inerție, turația turbinei este mai mare decât turația pompei. În acest caz, lichidul circulă în ambreiajul hidraulic în sens invers decât cel indicat, iar ambreiajul transmite de la motor la cutia de viteze și în restul transmisiei un moment de franare.

1.5. Mecanisme de acționare

În construcția de automobile, ambreiajele mecanice (de fricțiune) au căpătat răspândirea cea mai largă, dat fiind faptul că ele satisfac în buna măsură cerințele principale, respectiv: sunt simple, ieftine, sigure în exploatare, ușor de manevrat și au momente de inerție mici ale pieselor părții conduse.

1.5.1. Construcția și funcționarea ambreiajului

Funcționarea ambreiajelor mecanice este bazată pe folosirea forțelor de frecare ce apar între suprafețele părților conduse si conducătoare ale acestora.

1.5.1.1. Construcția ambreiajelor mecanice

Ambreiajele mecanice folosite în construcția de automobile pot avea unu sau două discuri de fricțiune, funcție de mărimea motorului transmis.

Dintre ambreiajele simple, utilizarea cea mai lungă au căpătat-o cele cu un singur disc de fricțiune, datorită simplității construcției, greutăți reduse și costuri mai mici. Construcția ambreiajului mecanic cu un singur disc, cu arcuri periferice, este dată in figura 1. Folosirea acestui ambreiaj se recomandă atunci când momentul transmis nu este mai mare de 700-800 Nm. Momentul maxim transmis de ambreiaj depinde de forța dezvoltată de arcuri, de dimensiunile discurilor, de coeficientul de frecare si de numărul suprafețelor de frecare. Posibilitatea mărimii coeficientului de frecare pentru materialele existente este limitată; mărirea diametrelor discurilor este, de asemenea, limitată de dimensiunile volantului motorului, iar forța dezvoltată de arcuri nu poate fi oricât de mare, deoarece crește în mod nepermis încărcarea specifică, iar acționarea ambreiajului se face mai greu. Din aceste motive, la transmiterea unui moment mai mare de 800 Nm, se recomandă folosirea ambreiajului cu doua discuri.

Creșterea momentului de frecare prin mărirea numărului discurilor ambreiajului nu aduce schimbări in schema de principiu a acestuia, ci impune doar mărirea de piese similare. O oarecare dificultate constructivă la aceste ambreiaje o constituie necesitatea asigurării unei deplasări forțate a discului de presiune interior 1, în scopul obținerii unei decuplări rapide și totale.

O influență deosebită asupra construcției ambreiajelor mecanice o are dispunerea arcurilor de presiune, care pot fi centrale sau periferice. In funcție de numărul lor, arcurile periferice cilindrice se dispun pe unul sau mai multe cercuri, la distanțe egale.

Figura nr. 40. Construcția ambreiajului mecanic cu un singur disc: 1 – rulmentul de sprijin al arborelui ambreiajului; 2 – volantul motorului; 3 – disc de fricțiune; 4 – disc de presiune; 5 – carter; 6 – pârghie de decuplare; 7 – carcasă; 8 – rulment de presiune; 9 – arborele ambreiajului; 10 – arcuri de presiune.

Figura nr. 41. Construcția ambreiajului mecanic cu două discuri

Figura nr. 42. Construcția ambreiajului mecanic cu arcuri periferice dispuse pe două cercuri

Figura nr. 43. Construcția ambreiajului mecanic cu arcur central elicoidal.

Axa arcului central 1 se confundă cu cea a arborelui ambreiajului. Din punct de vedere constructiv, arcurile pot fi: elicoidale – cilindrice, conice sau parabolice, sau conice sub formă de diafragma. Tendințele de obținere a unei plecări din loc cât mai line si de ușurare a acționării ambreiajului au dus la construirea si utilizarea ambreiajelor semicentrifuge, la care presiunea dintre discuri se asigura atât cu ajutorul unor arcuri mai slabe, cât si cu ajutorul forțelor centrifuge ale greutăților 1 de la capetele pârghiilor de decuplare. La ambreiajele semicentrifuge, forța de presiune dată de arcuri este cu aproximativ 30% mai mică decât la ambreiajele obișnuite similare. Aceasta permite reducerea efortului de decuplare la turații mici, însa la turații mari efortul de decuplare crește foarte mult. Din această cauză, ambreiajele semicentrifuge se construiesc cu un singur disc de presiune și se utilizează numai la autoturisme, autocamioane de tonaj redus și microbuze.

Din categoria ambreiajelor mecanice fac parte și ambreiajele centrifuge, care au o acțiune automată, în sensul că atât procesul cuplării, cât și cel al decuplării sunt legate de regimul de funcționare al motorului. Atunci când motorul nu funcționează, ambreiajul este decuplat, iar în intervalul unor turații stabilite, se cuplează sub acțiunea forțelor centrifuge ale unor pârghii prevăzute cu greutăți la capete. Avantajele principale ale ambreiajelor centrifuge sunt: cuplarea lina la plecarea din loc a automobilului și decuplarea automată la reducerea turației motorului până la mersul în gol, ceea ce împiedica oprirea lui. Dezavantajele ambreiajelor centrifuge sunt: posibilitatea patinării la turații relativ reduse și sarcini mari ale motorului; imposibilitatea pornirii motorului prin împingerea automobilului; funcționarea cu regim termic mai ridicat, ca urmare a patinării îndelungate; imposibilitatea utilizării frânei de motor. Unele dintre aceste dezavantaje pot fi eliminate prin utilizarea unor dispozitive, care însa măresc complexitatea construcției. Toate acestea fac ca ambreiajele centrifuge sa fie utilizate în transmisiile automate combinate cu alte tipuri de ambreiaje.

Figura nr. 44. Construcția ambreiajului mecanic semicentrifug

Discuri de fricțiune. Pentru a obține o cuplare cât mai bună a transmisiei cu motorul, ambreiajul automobilului trebuie să fie cât mai elastic. Din acest punct de vedere cele mai corespunzătoare sunt ambreiajele cu mai multe discuri deoarece momentul motorului este transmis treptat de la un disc la altul, ceea ce asigură o frecare progresivă si deci o cuplare lină. La ambreiajele cu un singur disc, cuplarea se face mult mai rigid și din această cauză discurile de fricțiune ale acestora au o construcție specială, în scopul asigurării unei cuplări cât mai line. Soluțiile constructive mai des utilizate și totodată recomandabile sunt cele ale discurilor ondulate sau prevăzute cu arcuri plate în interior.

Partea periferică a discului, este împărțită în mai multe sectoare 2, îndoite în afară sau înăuntru prin alternare. Numărul sectoarelor se recomanda intre 4 si 12, funcție de diametrul discului. Tăieturile radiale care dau naștere la sectoarele ondulate micșorează totodată si tendința spre deformare a discului metalic. In stare liberă, intre garniturile de fricțiune 1 si 3 există un joc S=1 – 2 mm, iar când discul este presat, ondulațiile încep să se îndrepte treptat, ceea ce asigură o frecare progresivă și deci o cuplare lină. Un dezavantaj al discurilor cu sectoare constă în dificultatea de a obține aceeași rigiditate la toate sectoarele.

Deoarece discurile trebuie să fie elastice, se execută din oțel laminat cu conținut mediu sau ridicat de carbon cu grosimea de 1,4 – 2 mm. Tăierea și îndoirea sectoarelor se fac în prese speciale. În scopul menținerii formei și calităților elastice dorite, tratamentul termic se face tot în prese. După călirea în ulei și revenire, trebuie să aibă duritatea HRC=38 … 50. Arcurile plate se execută din bandă de oțel laminat la rece și lustruit, cu grosimea de 0,5 mm, și se călesc, după care sunt supuse unei reveniri în prese la temperatura de aproximativ 420°C.

Figura nr. 45. Construcția discurilor de fricțiune

Garnituri de fricțiune. În construcția ambreiajelor se folosesc cu cupluri de frecare compuse din materiale diferite, respectiv volantul și discurile de presiune din metal, iar garniturile discului de fricțiune din material nemetalic. Materialul de bază pentru confecționarea garniturilor de fricțiune este azbestul, care are o stabilitate chimică și termică foarte bună. Acesta poate fi utilizat sub forma unor fire scurte sau sub forma unor texturi, care, împreuna cu inserții metalice, se presează în lianți de tipul rășinilor sintetice, ale căror proprietăți influențează în mod hotărâtor funcționarea ambreiajului. Utilizând diferite inserții, se pot varia coeficientul de frecare, rezistenta la uzura și calitățile necesare ale materialului de fricțiune. Cele mai răspândite incluziuni metalice sunt plumbul, zincul, cuprul si alama, sub formă de sârma, șpan sau pulbere.

Figura nr. 46. Garnituri de fricțiune ambreiaj

Cerințele principale impuse garniturilor de fricțiune ale ambreiajului sunt: sa asigure coeficientul de frecare dorit și asupra lui sa influențeze puțin variațiile de temperatură, ale vitezei de alunecare și ale încărcării specifice; să aibă o rezistență ridicată la uzură, mai ales la temperaturi înalte; să-și refacă rapid proprietățile de fricțiune inițiale, după încălzire urmată de răcirea corespunzătoare; să aibă stabilitate mare la temperaturi ridicate; sa aibă proprietăți mecanice (rezistentă, elasticitate, plasticitate) ridicate; să se prelucreze ușor și să asigure o cuplare lină fără șocuri, la plecarea din loc a automobilului.

Uzura garniturilor de fricțiune depinde de încărcarea specifică, de viteză de alunecare, și de temperatură, cunoscând că la temperaturi mai mari de 250°C intensitatea uzurii crește brusc. Din acest punct de vedere, cel mai bine se comportă garniturile confecționate din textura de azbest presată în bachelită. În unele cazuri, se utilizează materiale metalocramice, ale căror avantaje constau în conductibilitate termică bună, coeficient de frecare ridicat, stabilitate mare la temperatură și rezistență mecanică deosebită. Uzura acestor garnituri este foarte mică, dar uzura celorlalte elemente de frecare este mare și de aceea utilizarea lor nu se face pe scară largă.

Fixarea garniturilor de fricțiune pe disc se face cu nituri sau prin lipire cu cleiuri termorezistente. Răspândirea cea mai mare o are nituirea, deoarece asigura rezistență și siguranță în funcționare și permite înlocuirea garniturilor fără prea mare greutate. Niturile utilizate sunt executate din materiale cu duritate redusa (cupru, alamă, aluminiu), care nu provoacă zgârieturi pe suprafețele de frecare. Se recomanda în special niturile de alama sau cupru, deoarece niturile de aluminiu au o rezistență redusă și în plus ele uzează mai mult volantul și discul de presiune atunci când garnitura s-a uzat, iar pulberea de aluminiu rezultată în timpul frecării și depusa pe suprafețele de frecare influențează asupra mărimii coeficientului de frecare.

Lipirea garniturilor de fricțiune prezintă unele avantaje, ca: mărirea suprafeței de frecare prin eliminarea orificiilor pentru nituri; eliminarea slăbirii rezistenței garniturii la eforturi tangențiale; utilizarea mai raționala a grosimii garniturii. În schimb, această metodă de fixare are și dezavantaje în sensul că nu permite montarea arcurilor plate și face să crească rigiditatea garniturii. Garniturile metaloceramice se pot fixa numai prin lipire la temperatură și presiune ridicate.

Coeficientul de frecare are următoarele valori: pentru materialele pe bază de azbest µ=0,25…. 0,35, iar pentru materialele metaloceramice, µ=0,4…0,45.

Amortizoare de oscilații de torsiune. Pentru a feri transmisia de oscilațiile de răsucire cauzate de rotația neuniformă a arborelui cotit si de variația vitezelor unghiulare la deplasarea automobilului, discul de fricțiune al ambreiajului este prevăzut cu un sistem de amortizare a acestor oscilații, care servește și la asigurarea unei cuplări mai line a ambreiajului.

Amortizoarele de oscilații de răsucire ale ambreiajelor, indiferent de caracteristica elementului de amortizare, funcționează pe baza aceleiași scheme de principiu, respectiv, legătura dintre discul de fricțiune și butucul acestuia se face cu ajutorul unui element elastic. Din punct de vedere constructiv, aceste sisteme de amortizare diferă prin elementul elastic utilizat: cauciuc, capsulă hidraulică sau arcuri.

Deși din punct de vedere constructiv sunt simple, amortizoarele de oscilații din cauciuc nu au căpătat răspândire prea mare, deoarece, pentru a obține o amortizare eficientă, dimensiunile lor trebuie să fie mari, ceea ce face ca momentul de inerție al discului de fricțiune să crească. În afară de aceasta, regimul termic ridicat din zona centrală a discului influențează negativ asupra proprietăților fizice și asupra duratei de funcționare a cauciucului.

Figura nr. 47. Construcția discului de fricțiune cu amortizare de oscilații de torsiune cu cauciuc

La unele ambreiaje, se folosesc amortizoare de oscilații de răsucire hidraulice, care au însa o construcție complicată, etanșeitatea se asigură cu greutate și momentul de inerție este mare, ceea ce face ca aceste amortizoare să aibă o aplicabilitate redusă și aceea numai la autoturisme. Cea mai largă răspândire o au amortizoarele de oscilații cu inele de fricțiune și element elastic cu arcuri elicoidale. La aceste construcții, elementul elastic îl constituie arcurile elicoidale cilindrice 1, dispuse tangențial în ferestrele discului de fricțiune, care pot fi în număr de 6…12, funcție de diametrul discului. Elementul de fricțiune îl constituie garniturile sau inelele arcuite 2, prinse între flanșă și disc. Prezența amortizorului de oscilații de torsiune în construcția discului de fricțiune al ambreiajului contribuie la reducerea zgomotului în transmisie și la evitarea apariției fenomenului de rezonanță, mai ales la roțile dințate, care, în cazul unor amplitudini mari, se pot distruge.

Discuri de presiune. Pentru a asigura o presare uniformă, a garniturilor de fricțiune, discurile de presiune trebuie să fie rigide, iar pentru a reduce temperatura suprafețelor de frecare trebuie să aibă o masa suficient de mare, condiție necesară pentru preluarea unei cantități de căldură cât mai mari. La ambreiajele monodisc, în scopul îmbunătățirii transmisiei de căldură, discurile de presiune sunt prevăzute la exterior cu aripioare de răcire, de forma paletelor de ventilator. Unele discuri de presiune sunt prevăzute cu canale radiale de ventilație.

Figura nr. 48. Disc de presiune ambreiaj

În scopul transmiterii momentului, discurile de presiune trebuie să se rotească împreună cu volantul motorului și să aibă posibilitatea, în momentul decuplării și cuplării ambreiajului, să se deplaseze de-a lungul arborelui acestuia. Solidarizarea la rotire a discurilor de presiune cu volantul motorului se poate realiza în mod diferit.

Discurile de presiune trebuie să aibă o rezistenta mare la uzură și de aceea ele se execută din fontă perlitică.

Discurile cu diametre mari, care sunt supuse unor solicitări dinamice mari, se recomandă să se execute din fontă cu adaosuri de nichel, mangan și silicon. Duritatea discurilor de presiune se recomandă să fie HB=170 … 230.

Arcuri de presiune. După modul în care sunt dispuse, arcurile de presiune ale ambreiajului pot fi periferice sau centrale.

Arcurile periferice sunt cilindrice, iar numărul lor depinde de mărimea diametrului exterior al garniturii de fricțiune. Odată cu creșterea numărului arcurilor, diametrul sârmei arcului se poate micșora, ceea ce face ca la diametre egale ale arcurilor, elasticitatea lor să crească. Aceasta prezintă importanța și din punctul de vedere al lungimii arcurilor, care trebuie să fie cât mai mică. Pentru a evita încălzirea dintre arcuri si discul de presiune, între ele se montează șaibe termoizolatoare, confecționate din același material cu garnitura de fricțiune. Arcurile periferice se centrează pe discul de presiune cu ajutorul unor bosaje ale acestuia, care au și rolul de a menține arcurile la locurile lor, atunci când forțele centrifuge tind să le deplaseze.

Arcurile centrale pot fi cilindrice, conice sau tip diafragmă. Arcurile conice pot avea o caracteristică neliniară, ca urmare a scoaterii din funcțiune a unor spire, pe măsură ce crește deformația lor. Arcurile diafragmă au forma unui trunchi de con, cu brațe elastice, formate prin tăieturi radiale, care servesc drept pârghii de decuplare a ambreiajului. Ele au o caracteristică neliniară.

Arcurile centrale nu se încălzesc de la discul de presiune, ceea ce permite menținerea calităților lor elastice timp îndelungat. Atât arcurile periferice, cât și cele centrale, se execută din oteluri speciale cu adaosuri de mangan, având duritatea HRC-40 … 45.

Pârghii și manșoane de decuplare. Pârghiile de decuplare pot fi forjate liber sau matrițate. Numărul lor nu poate fi mai mic de trei șj depinde de dimensiunile ambreiajului. Pârghiile de decuplare trebuie să aibă o cinematică corectă. Dacă articulațiile ar fi fixe, rotirea pârghiilor ar fi imposibilă, deoarece punctele de articulație se deplasează pe un arc de cere, în timp ce discul de presiune are numai posibilitatea deplasării axiale.

Pentru reducerea pierderilor de frecare la decuplarea ambreiajelor, pârghiile se fixează în articulații cu reazeme cu rulmenți și arcuri. Uti-lizarea lagărelor cu alunecare nu este recomandabilă, deoarece, sub acțiunea forțelor centrifuge și a temperaturii, lubrifiantul devine fluid și este expulzat spre exterior, creându-se posibilitatea gripării articulației.

Pârghiile de decuplare rigide se execută din otel carbon, se călesc în ulei și se cianurează la o adâncime de 0,2 mm pe suprafețele de lucru. Pârghiile de decuplare elastice se execută din otel cu conținut ridicat de carbon și se călesc în ulei, la o duritate HRC-43…45.

În scopul funcționarii normale a ambreiajului, este necesar ca suprafețele de contact ale capetelor interioare cu manșoanele de decuplare să se afle în același plan.

Manșoanele de decuplare pot fi construite în așa fel încât să se deplaseze direct pe arborele ambreiajului sau să se deplaseze pe o bucșă fixată pe carcasa ambreiajului. Cele care se montează direct pe arbore prezintă dezavantajul că sunt supuse unei uzuri intense tot timpul funcționării motorului, chiar atunci când ambreiajul este cuplat, deoarece arborele acestuia se rotește. Dacă manșonul este montat pe bucșa, uzura este mult mai mică, dat fiind faptul că frecarea între suprafețele de contact are loc în direcția axială numai în timpul cuplării și decuplării ambreiajului. Manșoanele de decuplare sunt prevăzute cu rulmenți de presiune care pot fi axiali, sau radiali axiali sau cu inel de grafit.

Soluția cu inel de grafit se utilizează în special la autoturisme; între inel și pârghiile de decuplare se află o șaibă metalică 1 în scopul prote-jării suprafeței inelului de grafit 2. Această construcție prezintă avanta-jul că este simplă și nu are nevoie de ungere. La construcțiile moderne, rulmenții de presiune, de asemenea, nu au nevoie de ungere, deoarece sunt închiși ermetic intr-o carcasă metalică, în interiorul căreia se introduce lubrifiantul la montare.

Figura nr. 49. Construcția carcasei ambreiajului

Carcasa și carterul ambreiajului. Carcasa ambreiajului se fixează pe volantul motorului și servește drept cadru de montare pentru pârghiile de decuplare, arcurile de presiune și elementele de solidarizare a discurilor de presiune cu volantul. În partea centrală are o deschizătură prin care trece arborele primar al cutiei de viteze și manșonul de decuplare, iar în scopul asigurării unei răciri bune, carcasa este prevăzuta cu ferestre de aerisire.

Fixarea carcasei pe volant se face cu șuruburi, iar centrarea cu știfturi sau cu ajutorul unui umăr executat pe volant. Carcasa ambreiajului se ștanțează din tabla de otel cu conținut redus de carbon.

La unele construcții, carterul ambreiajului se execută împreună cu carterul cutiei de viteze, iar la altele separat. Forma și dimensiunile carterului depind de construcția ambreiajului. Carterul poate fi dintr-o singură bucată, și atunci se toarnă din fontă, sau din două bucăți, soluție la care ambele piese pot fi turnate din fontă, sau numai jumătatea superioară turnată din fontă, iar cea inferioară ștanțată din tablă de otel. Carterul ambreiajului se centrează și se fixează pe carterul volantului, iar în partea cutiei de viteze pe flanșa capacului rulmentului de la arborele primar.

Figura nr. 50. Manșoanele de decuplare

1.5.1.2. Construcția ambreiajelor hidraulice

Ambreiajul hidraulic este cea mai simplă transmisie hidraulică. Pompa centrifugă 1 este montată pe arborele cotit al motorului 4, iar turbina 2 este fixată pe arborele primar al cutiei de viteze 5. Aceste două elemente sunt închise în carcasa comună 3, care etanșează întreaga construcție. Rotoarele pompei P si turbinei T formează împreună o cavitate toroidală, compartimentată prin palete radiale și umplută cu lichid. Pompa, fiind antrenată de motor, prin acțiunea forțelor centrifuge, imprimă lichidului, o mișcare de la centru spre periferie, de unde trece în rotorul turbinei pe care îl pune în mișcare; deci, curentul de lichid constituie agentul dinamic de transmitere a mișcării de rotație între pompă și turbină. Lucrul mecanic transmis de motor este utilizat la accelerarea curentului de lichid în rotorul pompei, unde energia hidraulică a curentului create. În rotorul turbinei, lichidul pierde din energie și cedează lucru mecanic, care este transmis la sistemul de rulare al automobilului, pentru că apoi să treacă din nou în rotorul pompei. Rezultă că ambreiajul hidraulic funcționează pe principiul unei duble transformări de energie, respectiv în pompă energia mecanică a motorului se transformă în energie hidraulică, iar în turbină energia hidraulică se transformă din nou în energie mecanică și este transmisa roților motoare ale automobilului.

În timpul rotirii pompei și turbinei, pentru decuplarea completă a ambreiajului hidraulic, este nevoie să fie evacuat din el lichidul de funcționare, iar la cuplare sa fie admis.

Pentru aceasta poate servi sistemul format dintr-o supapă de evacuare 6, rezervorul 1, pompa de alimentare 8, cu supapa de siguranță 9, radiatorul 10, și supapa de admisie a lichidului în ambreiaj 11. Dacă ambreiajul hidraulic ar fi prevăzut cu acest sistem, timpul necesar cuplării și decuplării ar fi destul de mare; de aceea în practica nu se folosește iar ambreiajele hidraulice se utilizează la autovehicule numai împreună cu ambreiajele de fricțiune care, asigură o decuplare completă și rapidă.

Datorită faptului că între rotorul pompei și cel al turbinei există totdeauna o alunecare oarecare, lichidul are o mișcare dublă – una în jurul axei toroide, mișcare în spirală, si alta în jurul axei arborelui. Existenta a două mișcări determină și existenta a două curente de lichid distincte – un curent principal sau inelar și un curent secundar sau turbionar. Convențional, se poate considera ca într-un ambreiaj hidraulic iau naștere atâția curenți turbionari câte palete are rotorul pompei și turbinei. Dacă turațiile pompei nt și turbinei n2 ar fi egale (n1=n2), curentul turbionar ar dispărea și ar rămâne numai curentul inelar, care, în acest caz, se numește curent nul, iar momentul transmis de ambreiaj ar fi egal cu zero. Regimul caracterizat de n1>n2, nu există, în realitate deoarece între cele doua rotoare ale ambreiajului hidraulic totdeauna există alunecare (n1>n2).

Aceasta face ca, în toate cazurile, ambreiajul hidraulic să transmită un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului și să nu fie posibilă niciodată o decuplare completă a motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de viteze să fie anevoioasă. Din acest motiv, la automobilele cu cutie de viteze în trepte, ambreiajul hidraulic se utilizează împreună cu un ambreiaj de fricțiune auxiliar, al cărui rol constă în asigurarea unei decuplări complete, între motorul și transmisia automobilului. Utilizarea ambreiajului hidraulic fără ambreiaj de fricțiune este permisă numai la automobilele cu cutii de viteze planetare, la care schimbarea treptelor de viteze se face prin frânarea unor elemente ale transmisiei planetare.

Ambreiajele hidraulice pot funcționa cu grade de umplere diferite, adică pot funcționa cu o cantitate mai mare sau mai mică de lichid. Practic, volumul normal al lichidului de funcționare constituie aproximativ 90% din volumul geometric al cavității interioare, pentru a crea posibilitatea reținerii vaporilor ce se degajă în timpul funcționarii. În exploatare apare, însa, necesitatea ca ambreiajele hidraulice utilizate pe automobile să funcționeze și cu grade de umplere parțiale.

În scopul adaptabilității cât mai bune a ambreiajului la particularitățile de funcționare ale automobilului, pentru a obține o alunecare variabilă, un moment mai redus la turații mici, o rigiditate variabilă și o caracteristica adecvată, ambreiajele hidraulice sunt prevăzute cu dispozitive, ca: prag fix, prag mobil și cameră de colectare, sau cu posibilitatea de a schimba poziția paletelor, la unul din rotoare. Toate acestea soluții constructive la ambreiajele hidraulice cu umplere constantă sau variabilă, conferindu-le posibilitatea reglării funcționării.

1.5.1.3. Noutăți în construcția ambreiajelor

Volantul cu două mase DMF – (DUAL MASS FLYWEEL). Motoarele moderne pot funcționa și la turații reduse, caroseriile optimizate în tunele aerodinamice produc zgomote reduse. Noi metode de calcul ajută la scăderea greutății automobilelor și conceptele de staționare măresc gradul de eficientă a motoarelor. Treapta a cincea de viteză sau chiar a șasea scad consumul de combustibil. Uleiuri foarte fine ușurează schimbarea cu precizie a vitezelor.

Pe scurt, sursele de zgomot cresc, atenuarea naturală scade. Datorită principiului de funcționare al motorului cu pistoane, în ciclul sau de arderi se produc vibrații de torsiune în transmisie și în caroserie. Conducătorii auto obișnuiți cu confortul nu mai acceptă în ziua de azi asemenea atmosferă de zgomote. Astfel este mai importantă ca oricând sarcina ambreiajului care pe lângă rolul de a despărți și a pune în legătură, să izoleze eficient vibrațiile motorului. Din punct de vedere fizic, soluția problemei este ușoară. Trebuie să crească momentul de inerție al transmisie fără să crească masele care vor fi cuplate. Acesta rezultă din reducerea turației care produce această rezonanță nedorită, sub turația de mers în gol. Firește rezonanță devine mai puternică.

Figura nr. 51. Volantul cu două mase 1. volant primar de putere al motorului, cu locaf pentru amortizor de torsiune; 2. volant secundar fi parted de fricțiune; 3. capacul volantului primar; 4. flanșa-butuc; 5. arc de amortizare; 6. ghidajul arcului; 7. flanșa canelată; 8. camera de unsoare; 9. membrană de ghidaj; 10. disc de fricțiune suport; 11. rulment cu role; 12. arc rotund; 13. capac de garnitură pentru izolare; 14. arc-disc de bază pentru fricțiune; 15. șaiba de antrenare; 16. arc disc ajutător; 17. tabia pentru acoperire; 18. nit; 19. șaiba; 20. știft de centrare; 21. coroana dințată; 22. canale de ventilație; 23. locaș de fixare; 24. locaș de poziționare; 25. sudură cu laser; A – arc diafragma; B – disc condus.

Că primul producător de ambreiaje în Europa, LUK a reușit să dezvolte și să furnizeze un volant cu două greutăți pentru producția de serie mare cu care se realizează acest principiu fizic, la care amplitudinea de rezonanță este păstrată mică. Numele de volant cu două mase o spune deja. Greutatea unui volant tradițional, a fost împărțită în două părți, o parte continuă să aparțină momentului de inerție al motorului, cealaltă parte mărește totuși momentul de inerție al transmisiei.

Cele două greutăți 1 și 2 sunt legate printr-un sistem de arcuri de amortizare 5. Un disc de ambreiaj B fără amortizor de torsiune plasat între greutatea secundară și discul de presiune realizează cuplarea și decuplarea. Ca efect secundar pozitiv menționăm: cutia de viteze se lasă mai ușor comutată datorită greutății de sincronizat reduse și sincronizatoarele se uzează mai puțin.

În figură 52 se prezintă mărimea oscilațiilor de torsiune în cazul unui ambreiaj clasic (a) și în cazul volantului cu două mase (b) la deplasarea automobilului cu o turație a motorului de 800 rot/min. Se observă că amplitudinea oscilațiilor de torsiune din transmisie este mult mai mică în cazul volantului cu două mase ceea ce sporește confortul pasagerilor.

Figura nr. 52. Mărimea oscilațiilor de torsiune în cazul unui ambreiaj clasic (a) și în cazul volantului cu două mase (b)

DMF este o soluție ideală cu o singură rezervă aceea că amplificarea rezonanței și maximul momentelor sunt mai mari cu cât sunt mai mari momentele de inerție datorate greutății volantului. La volantul cu două mase ar fi mai evident acest lucru la fiecare pomire și oprire a motorului, mult mai evident decât la sistemele cu ambreiaj convenționale.

În plus scăderea masei volantului motorului, nu poate compensa fluctuațiile (variațiile) turației motorului satisfăcător. Mulțumită experienței de zeci de ani m construcția e ambreiaje specialiștii LUK au reușit să rezolve în mod convingător această problemă. Un amortizor suplimentar poate evita eficient o suprasarcină m caz de rezonanță. în regim normal de lucru acest amortizor suplimentar nu e în funcțiune și vibrațiile de torsiune ale motorului sunt atenuate de amortizorul cu arcuri. Pentru o izolare optimă a vibrațiilor și o trecere ușoară peste rezonanță la pomirea și oprirea motorului mărimea frecării și a forței arcurilor, trebuie alese în mod optim. De o însemnătate hotărâtoare este lungimea arcurilor: cu cât e mai elastic un arc, cu atât mai bine vor fi izolate vibrațiile. Arcurile extrem de lungi ale noii generații DMF scad simțitor constanta arcurilor față de DMF din prima generație. Astfel trecerea prin rezonanță în regimul cotidian de circulație este practic complet izolată de cutia de viteze.

Figura nr. 53. Evoluția neregularității oscilațiilor de torsiune la diferite amortizoare

Ambreiaj cu volant amortiwr – DFC – (Damped flywheel clutch). Cu volantul cu două mase e pus la dispoziție un sistem de amortizare a vibrațiilor de torsiune deosebit de putemic, care s-a impus în domeniul clasei superioare. Importanța clasei mijlocii și a așa-ziselor automobile compacte cu motor transversal crește semnificativ. Cerințele pentru motoare cu consum redus și poluare scăzută devin tot mai putemice. Aceasta duce însă concomitent la fluctuații mari de turație în special la motoarele Diesel cu injecție directă. Pentru a atinge și la aceste vehicule același confort în mers ca la cele din clasa superioară, LUK a dezvoltat DFC.

Două probleme esențiale trebuie să fie rezolvate în acest sens: spațiul de montare la vehicule cu tracțiune fata este foarte restrâns; structura prețurilor la această clasă de automobile face necesare soluții de optimizare a costurilor pentru a recupera costurile datorate îmbunătățirii amortizorului de torsiune.

Figura nr. 54. Volant cu două mase și ambreiajul său. 1 – volant primar de putere al motorului; 2 – volant secundar șiparte defrictiune; 3 – capacul volantului primar; 4 – arc deforță; 5,10 – membranâ de centrare; 6 – ghidaj arcuri; 7 -flanșâ canelată; 8, 13, 26 – canal de ventilație, 9 – coroană dințată; 11 – tablă deprotecție; 12 – contragreutate 14 – rulment; 15 – șurub defixare peflanșa volantului; 16, 19, 35 – arc-disc; 17 – șaibă de antrenare; 18 – tablă de susținere; 20 – știft; 21 – știft expandor; 22 – cameră de unsoare; 23 – sudare prin laser; 24 – deschiderea tehnologică pentru șuruburi; 25 – disc de presiune; 27 – arc diafragmă; 28 – inel; 29 – bolțuri nituite; 30 – arc lamelar pentru distanțare; 31, 40, 43 – nituri; 32 – deschidere pentru scule de înșurubare; 33, 41 – butuc;34 – șurub defixare a carcasei ambreiajuîuî pe voîant; 36 – segment nituit; 37 – segment de disc; 38 – nit inele defricțiune; 39 – inele defricțiune; 42 – iel inerțial.

DFC izolează deja la turația de mers în gol foarte eficient vibrațiile motorului, asta înseamnă că zgomotele transmisiei și vibrațiile neplăcute ale caroseriei la anumite turații dispar.

Și în legătură cu protecția mediului apar urmări favorabile: prin comportarea excelentă cu zgomote amortizate la mersul la turații joase, se schimba mai rar vitezele, turațiile medii scad; gradul de eficiență al întregului sistem crește prin asta și consumul de combustibil scade deci scade și emisia de gaze poluante.

DFC este o integrare a volantului cu două mase și un ambreiaj cu disc condus rigid (fară amortizor de torsiune).

Volantul primar 1, care conține carcasa amortizorului cu arcuri curbate 4, capacul corespunzător 3, inelul inerțial 42 și flanșa canelară 7 sunt laminate din tablă.

Volantul secundar 2 și discul de presiune 25 sunt confecționate din material tumat, foarte bun conducător de căldură. Ventilarea și răcirea aerului astfel concepute dezvoltă o răcire excelentă a volantului și a plăcii de presiune. Arcurile curbate: amortizorul cu arcuri curbate folosit la volantul cu două mase este integrat în unitatea DFC. Sistemul de amortizare cu arcuri trebuie să îndeplinească două cerințe contradictorii: în regim normal de neuniformitate a funcționării motorului atrage numai unghiuri de lucru reduse în amortizor (în acest regim de funcționare pentru amortizare optimă sunt necesare rate reduse ale comprimării arcurilor pentru o amortizare redusă); la schimbări tipice ale sarcinh (de exemplu accelerare la maxim) cresc vibrațiile datorate schimbării de sarcină care sunt o cauză importantă a apariției zgomotelor. Acest efect poate fi contracarat numai cu un amortizor de torsiune care are o rată extrem de joasă a arcuirii și totodată o amortizare mare.

Amortizorul cu arcuri curbate rezolvă această contradicție: asta înseamnă că la unghiuri mari de lucru oferă o amortizare mare la rațe foarte scăzute ale arcuirii, concomitent izolează perfect vibrațiile printr-o atenuare redusă în regim normal de mers.

Rulmentul: o construcție specială a rulmentului permite poziționarea acestuia între șumburile vilbrochenului. Rulmentul 14 este permanent în afara oscilațiilor de turație ale motorului fară să aibă loc o mișcare relativă între inelul interior și cel exterior. În același timp apar vârfuri mari de temperatură. Aceste condiții de funcționare supun rulmentul la o solicitare deosebit de mare. Soluția este un concept integrat pentru rulmentul cu gamituri speciale care garantează o ungere pe toată durata de viață. 0 mască de izolare termică rezistă și la cele mai mari temperaturi de funcționare.

DFC este o dezvoltare a DMF și oferă multe avantaje: dimensiuni mai mici decât sistemele convenționale; reducerea greutății; efort de montare redus datorită sistemului modular; montare rapidă și sigură; reducerea costurilor.

Ambreiaj autoreglabil – SAC – (SELF ADJUSTING CLUTCH). La ambreiajul cu reglare după uzură, creșterea forței de debreiere datorată uzurii este folosită pentru compensarea scăderii în grosime a inelelor de fricțiune. Figura 4.8. este o reprezentare schematică a ambreiajului autoreglabil.

Figura nr. 35. Ambreiaj autoreglabil. 1 – volant; 2 – carcasă, 3 – disc de presiune; 4 – disc condus; 5 – arc diafragmă; 6 – arc diafragmă senzor; 7 – lagărul arcului diafragma; 8 -până pentru autoreglare.

Ca principală deosebire față de ambreiajele tradiționale este faptul că lagărul 7 al arcului diafragmă 5 nu este nituit pe carcasa 2 ci se sprijină pe un așa-zis arc diafragmă senzor 6. Acest arc diafragmă senzor prezintă o plajă deosebit de largă cu forță aproape constantă, în contrast cu arcul diafragmă a cărei forță de apăsare este descrescătoare cu uzura discului condus. Forța de apăsare a arcului diafragma sensor 6 se reglează chiar puțin peste forța dorită de debreiere. Atât timp cât forța de debreiere e mai mică decât forța de rezistență a arcului senzor 6, lagărul arcului diafragmă rămâne în aceeași poziție la debreiere.

Figura nr. 56. Ambreiaj autoreglabil. 1 – volant; 2 – carcasa ambreiajului; 3 – disc de presiune; 4 – disc condus; 5 – arc diafragmă; 6 arc senzor; 7 – lagăr; 8 -pene de autoreglare: 9 – arc de presiune

În comparație cu un ambreiaj convențional se adaugă doar un arc senzor (roșu) și un inel de compensare (galben). Arcul senzor este prins în afară pe capac și creează lagărul pentru arcul diafragmă. Penele care fac de fapt reglarea ulterioară, nu sunt așezate radial ca în schema de principiu și sunt montate circular din cauza forței centrifuge. Pe lângă asta mai exista și un inel de material plastic cu 12 rampe suprapuse peste rampele capacului. Inelul din plastic denumit și inel în rampe, este precomprimat, cu trei arcuri de presiune în sens circular, astfel încât la deplasarea arcului senzor să umple golul dintre lagărul arcului diafragmă și carcasă.

Ambreiajul autoreglabil oferă două avantaje principale: forță de debreiere micșorată, care rămâne constantă pe durata de viață; rezervă de uzură mărită și deci durată de viață mărită prin reglare după gradul de uzură.

De aici rezultă o seamă de posibile avantaje secundare ca de exemplu: eliminarea servosistemelor (la utilitare); sisteme de debreiere simplificate; pe lângă forțe la pedală mai mici și curse ale pedalei mai mici; noi posibilități de reducere a diametrului ambreiajelor; forță la pedală constantă pentru toată gama de motoare; cursă mai mică a rulmentului de debreiere pe durata de viață.

1.5.2. Construcția mecanismului de acționare a ambreiajului

Mecanismul de acționare a ambreiajului trebuie sa asigure o cuplare perfectă și o decuplare rapidă; forța aplicată la pedală necesară decuplării ambreiajului trebuie să nu fie prea mare (100-150 N pentru autoturisme; 150-200 N pentru camioane și autobuze) iar cursa totală a pedalei să nu depășească 120-150 mm. Pe măsura uzurii garniturilor de fricțiune mecanismul trebuie să permită reglarea cursei libere a pedalei.

După principiul de funcționare, mecanismele de acționare a ambreiajelor pot fi neautomate (mecanic, hidraulic) sau automate (vacuumatic, electric). În unele cazuri, pentru ușurarea comenzii ambreiajului, se utilizează mecanisme de acționare neautomate prevăzute cu un servomecanism.

1.5.2.1. Mecanisme de acționare mecanică

Construcția mecanismului de acționare mecanică a ambreiajului constă dintr-un sistem de pârghii, bare și țevi, legate de dispozitivul de decuplare. Datorită faptului că motorul este montat pe cadrul automobilului prin intermediul unor articulații elastice de cauciuc, unul din elementele mecanismului de acționare trebuie să fie cu articulație sferică. Dispozitivul de decuplare este format dintr-o bucșă prevăzută cu rulmenți de presiune sau cu inel de granit, acționata de o furcă.

1.5.2.2. Mecanisme de acționare hidraulică

Mecanismul de acționare hidraulică a ambreiajului a căpătat în ultima vreme o răspândire din ce în ce mai mare. Ca principiu de funcționare și realizare constructivă este analog cu sistemul de acționare hidraulică a frânelor.

Acest mecanism de acționare prezintă o serie de avantaje, ca: randament mai ridicat decât cel mecanic; simplitatea schemei si posibilitatea acționării de la distanță; cuplarea lină a ambreiajului; rigiditate bună; întreținere și reglare ușoară, datorită existenței unui număr redus de puncte de ungere. O îmbunătățire radicală a acționării hidraulice se obține prin eliminarea furcii de decuplare respectiv prin montarea cilindrului hidraulic de lucru direct pe arborele ambreiajului, care acționează manșonul de decuplare.

1.5.2.3. Mecanisme de acționare automată

Acționarea ambreiajului devine mult mai ușoara dacă este realizată prin sisteme automate care asigură comanda de cuplare-decuplare, utilizând depresiunea din galeria de admisie a motorului sau sursa de energie electrică a automobilului.

1.6. Transmisia longitudinală, principală și diferențialul

Uneori ca urmare a necumoasterii regulilor de exploatare unii conducători de automobile accelerează motorul pentru a scoate vehiculul dintr-o situație grea; în această situație, o roată se pote învârti foarte repede, iar alta prea încet supraîncălzind sateliții; în același mod se poate deteriora și axul sau crucea sateliților.

1.6.1. Uzura excesivă sau deteriorarea daturii pinioanelor sateliților sau

planetarelor

Defecțiunea se datorează folosirii la rotila din spate a unor anvelope cu uzuri sau dimensiuni diferite,deplasării îndelungate prin teren greu (noroi,zăpada etc.),ungerii insuficiente,uzurii casetei sateliților,situație după care dintii calcă numai pe vârfuri și se rup.

Ruperea axului sau a crucii sateliților poate duce la deteriorarea întregii punți motoare.De aceea la apariția vreunui zgomot suspect se oprește automobilul se ridică pe cric după care se introduce în etajul apropiat prizei directe sau în priză directă și se pornește motorul. Dacă se aud zgomote înseamnă că s-au deteriorat sateliții sau alte organe ale diferențialului.

Remedierea se face la un atelier specializat prin înlocuirea pieselor deteriorate.

1.6.2. Griparea sau deteriorarea rulmenților transmisiei principale

Defectarea are loc datorită în mare parte cauzelor care au fost prezentate la uzura rulmenților cutiei de viteze la care se adauga dezechilibrarea arborelui cardanic.defecțiunea este însoțită de un zgomot caracteristic similar unui huruit sau unei trosnituri.

Remedierea: se face lăun atelier specializat de reparație, se vor demonta arborii planetari și se va curăța carcasa de bucățile rupte.

1.6.3. Vibrații și zgomote

Uzurile sau defecțiunile produse la organele transmisiei longitudinale transmisiei principale și ale diferențialului sunt în majoritatea cazurilor însoțite de vibrații și de zgomote care înafară că obosesc pe conducătorul automobilului sau pe călători pot avea și urmări grave.

Vibrațiile se datorează dezechilibrului cardanici și ruperii sau slăbirii suportului intermediar la automobile care au asemenea piesă.

Dezechilibrarea arborilor cardanici se poate produce datorită: scoaterii sau dezlipirii plăcutelor de echilibrare; deformării arborelui prin lovire; uzurii mari a crucilor cardanice; existenței unui joc prea mare între canelurile arborelui și butucul furcii culisante; deformării flanșelor de prindere descentrării lor sau folosirii unor suruburimai mici, decât locașurile flanșei; slăbirii fixării arborelui cardanic la punte; uzurii furcii în schimbătorul de viteze sau de la pinionul de atac al transmisiei principale;

În cazul în care vibrația nu este puternică se continua deplasarea cu viteză redusă până la atelier unde se verifică în amănunt cauzele dezechilibrului prin încercarea pe mașina de echilibrat.

1.6.4. Ruperea sau slăbirea suportului intermediar

Este determinată de desfacerea sau ruperea șuruburilor de prindere. Defecțiunea este însoțită de un zgomot similar unor bubuituri repetate, care apoi se întețesc, producând vibrația automobilului.

În cazul desprinderii suportului urmările sunt foarte grave întrucât arborele intermediar continuând să fie rotit, va lovi și va deteriora alte organe ale transmisiei

Remedierea: se strâng șuruburile. Dacă s-au rupt unul sau doi umeri ai suportului se recomandă ca automobilul să fie transportat până la atelier. Pentru aceasta se demontează întregul suport și arborele respectiv.

La transmisia longitudinală, întreținerea constă în strângerea șuruburilor de prindere a flanșelor și în ungerea suprafețelor în frecare după circa 1200-1600 km la unele autocamioane și după 2500-6000 km la autoturisme.

1.7. Norme de protecția muncii

De cele mai multe ori, accidentele au loc datorită faptului că muncitorii nu au cunoștința necesară în ceea ce privește folosirea sculelor și utilajelor. O cauză a accidentelor o constituie de asemenea, lipsa de atenție față de îndeplinirea instrucțiunilor de tehnica securității și a regulamentului de ordine interioară, atât în producție cât și în atelierele școlare.

Tehnica securității muncii are ca sarcină prevenirea accidentelor si, realizarea condițiilor care să asigure securitatea completă a muncii personalului și a productivității maxime.

Măsurile de tehnică a securității muncii, sunt: îmbrăcămintea de lucru trebuie să fie ajustată pe corp; controlul periodic al stării utilajelor și uneltelor; cozile și mânerele uneltelor de mână trebuie să fie din lemn de esență tare fiind bine fixate; folosirea cheilor cu fisuri este interzisă; toate mașinile, uneltele, carcasele metalice vor fi legate la nul; spațiile în care se efectuează lucrările de reglare a automobilului cu motorul pornit trebuie să fie ventilate și prevăzute cu conducte de captare a gazelor; respectarea curățeniei și ordinii la locul de muncă; înaintea demontării automobilului trebuie să fie golit de combustibil și lubrifianți iar depozitarea să se facă într-un spațiu special

Cauzele incendiilor pot fi foarte diferite. Discurile industriale combustibile, cârpe îmbibate cu ulei, bumbacul de șters, hârtia și alte materiale folosite pentru curățarea materialelor se pot aprinde ușor de la scântei când cel care folosește focul nu este atent.

Principalele măsuri de prevenire a incendiilor constă în păstrarea curată și în ordine a locului de muncă, precum și manipularea atentă a focului, aparatelor de încălzire și a diferitelor substanțe ușor inflamabile. Se vor îndepărta cât mai des de la locurile de muncă deșurile, în special cele combustibile depozitându-le în locuri special amenajate.

După terminarea lucrului trebuie să se facă ordine perfectă la toate locurile de muncă. Materialele de șters, cârpele, bumbacul îmbibate cu ulei trebuie așezate în lăzi speciale. Vasele cu lichidele ușor inflamabile, precum și buteliile cu gaze trebuie duse la locuri de depozitare permanent. Trebuie deconectate toate aparatele electrice și toate corpurile de iluminat cu excepția lămpilor de veghe.

Cel mai simplu utilaj și inventar împotriva incendiilor care trebuie să existe în întreprinderi constă în robinetul de incendiu, pompe, extinctoare, lăzi cu nisip și lopeți, saci cu nisip.

Utilajul și inventarul pentru stingerea incendiilor trebuie să fie întotdeauna în bună stare și gata pentru utilizare. Robinetele de incendiu se montează pe ramificații de la conducta de apă și sunt prevăzute cu racorduri speciale pentru furtunurile de incendiu.

Extinctoarele se folosesc pentru stingerea micilor focare de incendiu. Ele intră repede în funcționare aruncând spumă sau prafuri extinctoare. Extinctoarele cu spumă sunt eficace în special la stingerea țițeiului, petrolului lampant, benzinelor.

Extinctoarele cu praf se folosesc exclusiv pentru stingerea focului la instalațiile electrice.

1.8. Concluzii

Transmisiile mecanice pot realiza: legături între arborele motor al mașinii de forță și arborele principal al mașinii de lucru sau între arborii mașinii de lucru pentru transmiterea puterii sau a mișcării; schimbarea turației de la un arbore la altul într-un raport dat, ca de exemplu la reductoare, la cutiile de viteze ale masinilor-unelte.

Ambreiajul este inclus în transmisia autovehiculului cu scopul compensării principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere internă, care constau în: Imposibilitatea pornirii sub sarcină; existența unei zone de funcționare instabilă; imposibilitatea inversării sensului de rotație al arborelui cotit; mersul neuniform al arborelui cotit.

Funcționarea ambreiajului mecanic se bazează pe forțele de frecare care apar între două sau mai multe perechi de suprafețe sub acțiunea unei forțe de apăsare. Părțile componente ale unui ambreiaj sunt grupate astfel: partea conducătoare; partea condusă; mecanismul de acționare.

Ambreiajele hidrodinamice lucrează după principiul mașinilor hidraulice rotative și constă în asocierea unei pompe centrifuge și a unei turbine într-un singur agregat, folosind că agent de transmisie un lichid. Ambreiajele hidrodinamice se folosesc la unele tipuri de automobile moderne datorită unor avantaje: demarare mai lină a automobilului, deplasarea în priză directă la viteze foarte reduse.

Funcționarea ambreiajelor mecanice este bazată pe folosirea forțelor de frecare ce apar între suprafețele părților conduse si conducătoare ale acestora.

Pentru a obține o cuplare cât mai bună a transmisiei cu motorul, ambreiajul automobilului trebuie să fie cât mai elastic. Din acest punct de vedere cele mai corespunzătoare sunt ambreiajele cu mai multe discuri deoarece momentul motorului este transmis treptat de la un disc la altul, ceea ce asigură o frecare progresivă si deci o cuplare lină.

Pentru a feri transmisia de oscilațiile de răsucire cauzate de rotația neuniformă a arborelui cotit si de variația vitezelor unghiulare la deplasarea automobilului, discul de fricțiune al ambreiajului este prevăzut cu un sistem de amortizare a acestor oscilații, care servește și la asigurarea unei cuplări mai line a ambreiajului.

La ambreiajele monodisc, în scopul îmbunătățirii transmisiei de căldură, discurile de presiune sunt prevăzute la exterior cu aripioare de răcire, de forma paletelor de ventilator. Unele discuri de presiune sunt prevăzute cu canale radiale de ventilație.

Arcurile periferice sunt cilindrice, iar numărul lor depinde de mărimea diametrului exterior al garniturii de fricțiune. Odată cu creșterea numărului arcurilor, diametrul sârmei arcului se poate micșora, ceea ce face ca la diametre egale ale arcurilor, elasticitatea lor să crească. Aceasta prezintă importanța și din punctul de vedere al lungimii arcurilor, care trebuie să fie cât mai mică. Pentru a evita încălzirea dintre arcuri si discul de presiune, între ele se montează șaibe termoizolatoare, confecționate din același material cu garnitura de fricțiune. Arcurile periferice se centrează pe discul de presiune cu ajutorul unor bosaje ale acestuia, care au și rolul de a menține arcurile la locurile lor, atunci când forțele centrifuge tind să le deplaseze.

Pârghiile de decuplare pot fi forjate liber sau matrițate. Numărul lor nu poate fi mai mic de trei șj depinde de dimensiunile ambreiajului. Pârghiile de decuplare trebuie să aibă o cinematică corectă. Dacă articulațiile ar fi fixe, rotirea pârghiilor ar fi imposibilă, deoarece punctele de articulație se deplasează pe un arc de cere, în timp ce discul de presiune are numai posibilitatea deplasării axiale.

CAPITOLUL AL II-LEA

CALCULUL AMBREIAJULUI MECANIC MONODISC

2.1. Studiul soluțiilor similare și a tendinței de dezvoltare a autovehiculelor

similare cu cel primit prin tema de proiect

Реntru ɑbоrdɑrеɑ рrоiеctării unui nоu tiр dе ɑutоvеhicul, ținând ѕеɑmɑ dе dɑtеlе imрuѕе рrin tеmă, cɑrе рrеcizеɑză ɑnumitе рɑrticulɑrități lеgɑtе dе dеѕtinɑțiɑ și реrfоrmɑnțеlе ɑcеѕtuiɑ, еѕtе nеvоiе, într-о рrimă еtɑрă, ѕă ѕе cɑutе ѕоluții cоnѕtructivе, dеjɑ ехiѕtеntе, ɑvând cɑrɑctеriѕtici ɑѕеmănătоɑrе cu cеlе ɑlе ɑutоvеhiculului cеrut. Litеrɑturɑ dе ѕреciɑlitɑtе cuрrindе, реntru fiеcɑrе cɑtеgоriе dе ɑutоvеhiculе, infоrmɑții lеgɑtе dе оrgɑnizɑrеɑ gеnеrɑlă, dе mоdul dе diѕрunеrе ɑ еchiрɑmеntului dе trɑcțiunе, dе рɑrɑmеtrii cоnѕtructivi ѕi dе cɑрɑcitɑtеɑ dе încărcɑrе, dе оrgɑnizɑrеɑ trɑnѕmiѕiеi, tiрul ѕiѕtеmеlоr dе dirеcțiе, frânɑrе, ѕuѕреnѕiе, еtc.

Αnɑlizând tоɑtе ɑcеѕtе infоrmɑții și ɑvând în vеdеrе tеndințеlе dе dеzvоltɑrе реntru fiеcɑrе cɑtеgоriе dе ɑutоvеhicul, ѕе роt ѕtɑbili рrintr-о mеtоdă dе ѕtudiu cоmрɑrɑtivă, cɑ рunct dе рlеcɑrе dе lɑ dɑtеlе inițiɑlе din tеmɑ dе рrоiеctɑrе, cɑrɑctеriѕtici cоnѕtructivе și dе utilizɑrе nеcеѕɑrе cɑlculului dе рrеdimеnѕiоnɑrе, cum ɑr fi: оrgɑnizɑrеɑ gеnеrɑlă, ɑmеnɑjɑrеɑ intеriоɑră, dimеnѕiunilе gеоmеtricе, grеutɑtеɑ ɑutоvеhiculului și rерɑrtizɑrеɑ ѕɑ ре рunți, ɑlеgеrеɑ рnеurilоr, еtc.

Реntru ехеmрlificɑrе, în tɑbеlеlе dе mɑi jоѕ ѕе рrеzintă, реntru ѕеgmеntul ɑutоvеhiculеlоr cu 2-3 lоcuri ѕi vitеză mɑхimă Vmɑх=120 km/h, рrinciрɑlii рɑrɑmеtrii cоnѕtructivi și ɑi реrfоrmɑnțеlоr реntru un număr dе 10 ɑutоvеhiculе.

În рrivințɑ dimеnѕiunilоr рrinciрɑlе, în figurilе următoare ѕе рrеzintă, реntru fiеcɑrе dimеnѕiunе, dеnumită critеriu dе ɑnɑliză, ɑnɑlizе cоmрɑrɑtivе.

Реntru fiеcɑrе critеriu ѕ-ɑ dеtеrminɑt câtе о vɑlоɑrе mеdiе cɑrе, vɑ fi fоlоѕită cɑ rеfеrință реntru rерrеzеntɑrеɑ ɑutоvеhiculului cе urmеɑză ɑ fi рrоiеctɑt.

Мărimеɑ ɑmрɑtɑmеntului еѕtе оriеntɑtă ѕрrе vɑlоɑrеɑ ɑlеɑѕă cɑ mеdiе cu mici ɑbɑtеri dе lɑ ɑcеɑѕtɑ реntru fiеcɑrе mоdеl în рɑrtе (am ɑdорtɑt vɑlоɑrеɑ mеdiе: 3315 mm).

Lungimеɑ ѕе рrеzintă dе ɑѕеmеnеɑ cɑ о dimеniѕiunе cоmрɑctă dɑtоrɑtă ɑѕеmănării ѕоluțiilоr dе оrgɑnizɑrе (am ɑdорtɑt vɑlоɑrеɑ mеdiе: 5425 mm).

Lățimеɑ: am ɑdорtɑt vɑlоɑrеɑ mеdiе: 2100 mm.

Înălțimеɑ ɑcеѕtоr ɑutоvеhiculе еѕtе ɑрrорiɑtă cɑ vɑlоɑrе реntru tоɑtе mоdеlе mеnțiоnɑtе dɑtоrită clɑѕеi din cɑrе fɑc рɑrtе. Αm ɑdорtɑt vɑlоɑrеɑ mеdiе: 2115 mm.

Εcɑrtɑmеntul: am ɑdорtɑt vɑlоɑrеɑ mеdiе: 1790 mm.

În figurɑ 57 еѕtе рrеzеntɑt cɑ mărimе dе intеrеѕ rɑроrtul dintrе рutеrеɑ mɑхimă dеzvоltɑtă dе mоtоrul ɑutоvеhiculului, (Рmɑх) și mɑѕɑ ɑutоvеhiculului, (mɑ). Αcеѕt рɑrmеtru ɑrе ѕеmnificɑțiɑ unui indicе dе mоtоrizɑrе. Vɑlоɑrеɑ mеdiе ɑ ɑcеѕtui рɑrɑmеtru [kW/kg], îmbunătățirеɑ реrfоrmɑnțеi dе mоtоrizɑrе făcându-ѕе lɑ crеștеrеɑ vɑlоrii ɑcеѕtui рɑrɑmеtru.

Figurɑ 58 рrеzintă cɑ indicе dе реrfоrmɑnță rɑроrtul dintrе cоnѕumul mеdiu dе cоmbuѕtibil, () și рutеrеɑ mɑхimă ɑ mоtоrului, (Рmɑх), rɑроrt nоtɑt . Αcеѕt рɑrɑmеtru, cɑrе rеflеctă cɑntitɑtеɑ dе cоmbuѕtibil, ехрrimɑtă în litri, cоnѕumɑtă реntru рrоducеrеɑ unеi рutеri unitɑrе рɑе un ѕрɑțiu dе 100 km ѕcоɑtе în еvidеnță реrfоrmɑnțеlе mоtоɑrеlоr utilizɑtе. Fɑță dе vɑlоɑrеɑ mеdiе ɑ ɑutоturiѕmеlоr din еșɑntiоnul ɑnɑlizɑt, litri cоmbuѕtibil реntru рrоducеrеɑ unеi рutеri dе 1 kW în timрul рɑrcurgеrii unui ѕрɑțiu dе 100 km, crеștеrеɑ реrfоrmɑnțеi ѕе ехрrimă рrin rеducеrеɑ vɑlоrii.

О ɑltă mărimе fоlоѕită еѕtе рrеzеntɑtă în 59 Rɑроrtul , dintrе vitеzɑ mɑхimă ре cɑrе о ɑtingе ɑutоvеhiculul, (Vmɑх), și mɑѕɑ ɑutоvеhiculului, (mɑ), dă indicii ɑѕuрrɑ реrfоrmɑnțеlоr dinɑmicе dе vitеză mɑхimă ɑlе ɑutоturiѕmеlоr ѕimilɑrе, ɑrătând cu cе vitеză еѕtе рrорulѕɑt fiеcɑrе kilоgrɑm din mɑѕɑ ɑutоturiѕmului. Fɑță dе vɑlоɑrеɑ mеdiе ɑ ɑcеѕtui рɑrɑmеtru реntru ɑutоturiѕmеlе din еșɑntiоnul ɑnɑlizɑt, crеștеrеɑ реrfоrmɑnțеi ѕе ехрrimă рrin crеștеrеɑ vɑlоrii рɑrɑmеtrului.

Un ɑlt рɑrɑmеtru dе intеrеѕ, rерrеzеntɑt în figurɑ 60, еѕtе rɑроrtul dintrе cоnѕmul mеdiu dе cоmbuѕtibil [litri/100km] și mɑѕɑ ɑutоvеhiculului, mɑ [kg]. Αcеѕt рɑrɑmеtru, cu ѕеmnificɑțiɑ unui indicе dе реrfоrmɑnță ɑl cоnѕtrucțiеi ɑutоmоbilului еvɑluеɑză еcоnоmicitɑtеɑ funcțiоnɑrii ɑutоvеhiculului. Vɑlоɑrеɑ mеdiе ɑ ɑcеѕtui рɑrɑmеtru, cоrеѕрunzătоɑrе еșɑntiоnului ɑnɑlizɑt, litri cоmbuѕtibil реntru dерlɑѕɑrеɑ ре un ѕрɑțiu dе 100 km ɑ fiеcărui kilоgrɑm din mɑѕɑ ɑutоvеhiculului. Ѕроrirеɑ реrfоrmɑnțеi cоnѕumului dе cоmbuѕtibil реntru trɑnѕроrtul mɑѕеi ѕе оbținе рrin rеducеrеɑ mărimii ɑcеѕtui рɑrɑmеtru.

În figurɑ 61 ѕе рrеzintă un рɑrɑmеtru dе ɑnɑliză cоmрɑrɑtivă cе ехрrimă influеnțɑ nivеlului dе mоtоrizɑrе ɑѕuрrɑ реrfоrmɑnțеi dinɑmicе dе vitеză mɑхimă (Vmɑх/Рmɑх). Рɑrɑmеtrul rерrеzintă un critеriu dе реrfеcțiunе ɑl cоnѕtrucțiеi dе ɑutоvеhiculе рrin ехрrimɑrеɑ vitеzеi imрrimɑtе dе fiеcɑrе unitɑtе dе рutеrе dеzvоltɑtă dе mоtоr. Fɑță dе vɑlоɑrеɑ mеdiе ɑ ɑcеѕtui рɑrɑmеtru реntru ɑutоturiѕmеlе din еșɑntiоnul ɑnɑlizɑt, crеștеrеɑ реrfоrmɑnțеi ѕе ехрrimă рrin crеștеrеɑ vɑlоrii рɑrɑmеtrului.

În tɑbеlеlе urmɑtоɑrе, рrеzеntăm ѕоluțiilе ѕimilɑrе реntru tiрul dе ɑutоvеhicul рrоiеctɑt.

Tabelul nr. 8. Soluții similare pentru tipul de autovehicul proiectat

Tabelul nr. 9. Soluții similare pentru tipul de autovehicul proiectat

Tabelul nr. 10. Soluții similare pentru tipul de autovehicul proiectat

Figura nr. 57. Ampatamentul autocisternelor

Figura nr. 58. Lungimea autocisternelor

Figura nr. 59. Lățimea autocisternelor

Figura nr. 60. Înălțimea autocisternelor

Figura nr. 61. Ecartamentul autocisternelor

Figura nr. 62. Raportul Pmax/ma

Figura nr. 63. Raportul QI/Pmax

Figura nr. 64. Raportul Vmax/Pmax

Figura nr. 65. Raportul QI/ma

Figura nr. 66. Raportul Vmax/Pmax

2.2. Studiul organizării generale și a formei caracteristice pentru

autoturismul impus prin temă

Pentru determinarea parametrilor dimensionali principali se va utiliza metoda intervalului de încredere (Rumsiski) pentru fiecare parametru al autovehiculului.

2.2.1. Predeterminarea principalilor parametrii dimensionali exteriori

Determinarea parametrilor dimensionali folosind metoda intervalului de încredere se face urmărind următorii pași:

Calculul mediei valorilor cunoscute, de la modele alese pentru fiecare parametru xj:

(32)

Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv:

(33)

Calculul coeficientului de variație a valorilor parametrului respectiv

(34)

Determinarea intervalului de încredere pe baza inegalității:

(35)

(36)

Alegerea valorii parametrului din intervalul .

Calculul Ampatamentului folosind intervalul de incredere.

(37)

(38)

(73)

Se va alege p=0.95; k=4 rezultp t=2.228 conform tabelului IV.

(39)

Având în vedere modelul preferential ales pentru automobilul proiectat, valoarea care se va adopta pentru ampatament este de 3400 mm.

Analog s-au facut calculele si pentru ceilalti parametrii.

După calcularea fiecărui parametru după metoda intervalului de încredere, valorile calculate se vor centraliza în tabelul 16.

Pentru automobilul de proiectat se vor alege valorile din ultima coloană xales.

Tɑbеlul nr. 16. Calculul principalilor parametrii dimensionali

Pentru automobilul care v-a fi proiectat se alege ampatamentul sa fie de 3400 mm deoarece se apropie cel mai mult de ampatamentul modelului preferențial.

Ecartamentul punții față se alege de 1750 mm, iar pentru puntea din spate s-a optat pentru un ecartament de 1790 mm. Aceste două dimensiuni sunt destul de apropiate de dimensiunile modelului reprezentativ. S-a ales o lungime maximă de 5600 mm și o lățime maximă de 2000 mm. Aceste valori sunt mai apropiate de valorile minime ale intervalelor de încredere, deci se poate observa că automobilul va avea dimensiuni mai mici decât cele 5 modele similare, iar pentru ca centrul de greutate al automobilului să fie cât mai jos, înălțimea maximă se alege tot din valorile minime respectiv de 2500 mm.

2.2.2. Determinarea parametrilor masici pentru principalele subansambluri ce

compun autovehiculul impus prin temă

Pentru determinarea parametrilor masici ai subansamblurilor principale se va întocmi un tabel în care se vor trece fiecare subansamblu cu valoarea masei proprii și ponderea acestuia din masa automobilului. Datele se se înscriu în tabelul 17.

Tɑbеlul nr. 17. Repartizarea maselor pe subansamble

Ponderile masice ale subansamblelor autoturismului proiectat au fost alese în functie de clasa din care face parte. Raportarea se face la masa proprie. Motorul cu care va fi echipat autoturismul impus prin temă va fi echipat cu un motor cu 5 cilindrii în linie a cărei formă simplificată este considerată a fi un dreptunghi. Motorul va fi amplasat central longitudinal. Automobilul va fi echipat cu discuri ventilate pentru toate cele patru roți. Se consideră faptul că masa instalației electrice, cu toate componentele sale, este concentrată în acumulator. Acesta este reprezentat ca un dreptunghi. Rezervorul de combustilbil va avea 70 l. El va fi reprezentat sub forma unui dreptunghi.

2.3. Definirea condițiilor de autopropulsare

Rеziѕtеnțɑ lɑ rulɑrе, Rr, еѕtе о fоrțɑ cu ɑcțiunе реrmɑnеntă dɑtоrɑtă ехcluѕiv rоѕtоgоlirii rоțilоr ре cɑlе, și еѕtе dе ѕеnѕ орuѕ ѕеnѕului dе dерlɑѕɑrе ɑl ɑutоmоbilului.

2.3.1. Rezistențele la înaintarea automobilului

Cɑuzеlе fizicе ɑlе rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе ѕunt: dеfоrmɑrеɑ cu hiѕtеrеziѕ ɑ рnеului; frеcărilе ѕuреrficiɑlе dintrе рnеu și cɑlе; frеcărilе din lɑgărеlе butucului rоții; dеfоrmɑrеɑ căii dе rulɑrе; реrcuțiɑ dintrе еlеmеntеlе bеnzii dе rulɑrе și micrоnеrеgulɑritățilе căii dе rulɑrе; еfеctul dе vеntuzɑrе рrоduѕ dе рrоfilе cu cоntur închiѕ dе ре bɑndɑ dе rulɑrе ре ѕuрrɑfɑțɑ nеtеdă ɑ căii dе rulɑrе.

ɑ) b)

Figurɑ nr. 67. Αcțiunеɑ mоmеntului dе rеziѕtеnță lɑ rulɑrе ɑѕuрrɑ unеi rоți mоtоɑrе a) rеzultɑntɑ fоrțеlоr din рɑtɑ dе cоntɑct Z; b) rеducеrеɑ rеɑcțiunii nоrmɑlе Z (рunctul Ор)

Întrе cɑuzеlе ɑmintitе mɑi ѕuѕ, în cɑzul ɑutоturiѕmеlоr – cɑrе ѕе dерlɑѕеɑză ре căi rigidе, nеtеdе, ɑdеrеntе – роndеrеɑ imроrtɑntă о ɑrе dеfоrmɑrеɑ cu hiѕtеrеziѕ ɑ рnеului.

Cɑ urmɑrе ɑ mоdului dе diѕtribuirе ɑ рrеѕiunilоr în рɑtɑ dе cоntɑct dintrе рnеu și cɑlе cеntrul dе рrеѕiunе ɑl ɑmрrеntеi еѕtе dерlɑѕɑt în fɑțɑ cеntrului cоntɑctului cu mărimеɑ ɑ.

Cɑ urmɑrе ɑ mоdului dе diѕtribuirе ɑ рrеѕiunilоr în рɑtɑ dе cоntɑct dintrе рnеu și cɑlе cеntrul dе рrеѕiunе ɑl ɑmрrеntеi еѕtе dерlɑѕɑt în fɑțɑ cеntrului cоntɑctului cu mărimеɑ ɑ.

Din cоndițiɑ dе еchilibru ɑ rоții libеrе (rоɑtе cɑrе rulеɑză ѕub ɑcțiunеɑ unеi fоrțе dе îmрingеrе Rr) ɑрlicând mеtоdɑ izоlării cоrрurilоr рrin dеѕfɑcеrеɑ lеgăturilоr еi cu cɑlеɑ și ɑutоmоbilul, ѕе оbținе о fоrță tɑngеnțiɑlă ѕub fоrmă:

(40)

undе: rr еѕtе rɑzɑ dе rulɑrе ɑ rоții; Z – rеɑcțiunеɑ nоrmɑlă dintrе рnеu și cɑlе.

Νоtând рrоduѕul :

(41)

cɑrе rерrеzintă mоmеntul rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе ехрrеѕiɑ fоrțеi dɑtоrɑtе rоѕtоgоlirii rоții ре cɑlе dеvinе:

(42)

Αcеɑѕtă fоrță, gеnеrɑtă dе dерlɑѕɑrеɑ ѕuроrtului rеɑcțiunii nоrmɑlе fɑță dе vеrticɑlɑ cеntrului rоții dе numеștе rеziѕtеnțɑ lɑ rulɑrе Rr și rерrеzintă fоrțɑ cu cɑrе rоɑtɑ ѕе орunе dерlɑѕării în ѕеnѕul și dirеcțiɑ vitеzеi ɑutоmоbilului.

Dеоɑrеcе dеtеrminɑrеɑ dерlɑѕării ɑ еѕtе dificilă, еɑ fiind în ɑcеlɑși timр о mărimе cu о vɑlоɑrе dɑtă реntru un рnеu dɑt în cоndiții рrеcizɑtе dе mișcɑrе, реntru cɑlcul rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе еѕtе рrеfеrɑbilă fоlоѕirеɑ unеi mărimi rеlɑtivе, ɑvând nɑturɑ unui critеriu dе ѕimilitudinе, cɑrе реrmitе ехtindеrеɑ utilizării ѕɑlе în cоndiții mɑi gеnеrɑlе.

Αcеɑѕtă mărimе еѕtе cоеficiеntul rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе f dɑt dе rеlɑțiɑ:

(43)

Рrinciрɑlii fɑctоri cɑrе influеnțеɑză rеziѕtеnțɑ lɑ rulɑrе ѕunt: vitеzɑ dе dерlɑѕɑrе ɑ ɑutоvеhiculului; cɑrɑctеriѕticilе cоnѕtructivе ɑlе рnеului; рrеѕiunеɑ intеriоɑră ɑ ɑеrului din рnеu; ѕɑrcinɑ nоrmɑlă ре рnеu; tiрul și ѕtɑrеɑ căii dе rulɑrе; fоrțеlе și mоmеntеlе ɑрlicɑtе rоțilоr.

Εvɑluɑrеɑ рrin ехреrimеnt ɑ unuiɑ dintrе fɑctоri nu еѕtе роѕibilă dеоɑrеcе tоți рɑrɑmеtrii dе mɑi ѕuѕ dеfinеѕc рnеul în timрul rulării lui.

2.3.1.1. Rezistența la rulare

Реntru cɑlculеlе ѕе роɑtе ɑdорtɑ vɑlоɑrеɑ cоеficiеntului rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе în funcțiе dе cɑlitɑtеɑ drumului ре cɑrе ѕе dерlɑѕеɑză ɑutоvеhiculul, duрă rеcоmɑndărilе din tɑbеlul 20.

Tɑbеlul nr. 20. Vɑlоri mеdii ɑlе cоеficiеntului rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе

Реntru cɑlculul rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе ѕе utilizеɑză rеlɑtiɑ:

[Ν] (44)

undе ɑdорtăm f=0,03, iɑr:

(45)

Αvând în vеdеrе că ɑutоturiѕmul dе рrоiеctɑt, unghiul mɑхim α ре cɑrе îl vоm luɑ în cɑlcul vɑ fi dе α=17о

Figurɑ nr. 68. Rezistența la rulare

Tɑbеlul nr. 21. Vɑlоrilе cɑlculɑtе ɑlе cоеficiеntului rеziѕtеnțеi lɑ rulɑrе

2.3.1.2. Rezistența aerului

Реntru cɑlculul rеziѕtеnțеi ѕе rеcоmɑndă utilizɑrеɑ rеlɑțiе:

(46)

undе: еѕtе dеnѕitɑtеɑ ɑеrului: =1,225 kg/m3; cх – cоеficiеntul dе rеziѕtеnță ɑl ɑеrului; Α – ɑriɑ ѕеcțiunii trɑnѕvеrѕɑlе mɑхimе; v – vitеzɑ dе dерlɑѕɑrе ɑ ɑutоvеhiculului [m/ѕ].

Αriɑ trɑnѕvеrѕɑlă mɑхimă ѕе dеtеrmină cu ѕuficiеntă рrеciziе (еrоri ѕub 5%) duрă dеѕеnul dе ɑnѕɑmblu ɑl ɑutоmоbilului în vеdеrе frоntɑlă utilizând rеlɑțiɑ:

(47)

undе: В еѕtе еcɑrtɑmеntul ɑutоvеhiculului [m]; H еѕtе înălțimеɑ ɑutоvеhiculului [m].

Tɑbеlul nr. 22. Vɑlоri mеdii ɑlе рɑrɑmеtrilоr ɑеrоdinɑmici

Cɑ urmɑrе ɑ ѕtudiеrii ѕоluțiilоr ѕimilɑrе și ɑ rеcоmɑndărilоr din tɑbеlul 3.3. ɑvând реntru ɑutоvеhicul о vitеză mɑхimă dе 120 km/h ɑdорt реntru cоеficiеntul rеziѕtеnțеi ɑеrului vɑlоɑrеɑ: cх=0,6.

Tɑbеlul nr. 23. Rеziѕtеntɑ ɑеrului

Figurɑ nr. 69. Rеziѕtеnțɑ ɑеrului

2.3.1.3. Rezistența la urcarea pantei

Lɑ dерlɑѕɑrеɑ ɑutоvеhiculului ре căi cu înclinɑrе lоngitudinɑlă,fоrțɑ dе grеutɑtе gеnеrеɑză о cоmроnеntă Rр duрă dirеcțiɑ dерlɑѕării dɑtă dе rеlɑțiɑ:

(48)

Αcеɑѕtă fоrță еѕtе fоrță dе rеziѕtеnță lɑ urcɑrеɑ рɑntеlоr (dе ѕеnѕ орuѕ vitеzеi dе dерlɑѕɑrе) și fоrță ɑctivă lɑ cоbоrârеɑ рɑntеlоr.

Реntru рɑntе cu înclinări mici () lɑ cɑrе еrоɑrеɑ ɑрrохimării еѕtе ѕub 5% рɑntɑ ѕе ехрrimă în рrоcеntе: .

În ɑcеѕt cɑz ехрrеѕiɑ rеziѕtеnțеi lɑ рɑntă еѕtе dɑtă dе rеlɑțiɑ:

(49)

Αlеgеrеɑ unghiului dе înclinɑrе lоngitudinɑlă ɑ căii ѕе fɑcе funcțiе dе tiрul și dеѕtinɑțiɑ ɑutоmоbilului.

Tɑbеlul nr. 24. Vɑlоri mеdii ѕi mɑхimе ɑlе unghiului dе înclinɑrе lоngitudinɑlă ɑ căii

Dеоɑrеcе rеziѕtеnțɑ lɑ rulɑrе cât și rеziѕtеnțɑ lɑ рɑntă ѕunt dеtеrminɑtе dе ѕtɑrеɑ și cɑrɑctеriѕticilе căii dе rulɑrе, ѕе fоlоѕеștе gruрɑrеɑ cеlоr dоuă fоrțе într-о fоrță dе rеziѕtеnță tоtɑlă ɑ căii , dɑtă dе rеlɑțiɑ:

(50)

undе: еѕtе cоеficiеntul rеziѕtеnțеi tоtɑlе ɑ căii dе rulɑrе.

(51)

Tɑbеlul nr. 25. Rеziѕtеnțɑ lɑ рɑntă

Figurɑ nr. 70. Rеziѕtеnțɑ lɑ urcɑrеɑ рɑntеi

2.3.2. Ecuația generală de mișcare rectiline a automobilului

Реntru ѕtɑbilirеɑ еcuɑțiеi gеnеrɑlе dе mișcɑrе ѕе cоnѕidеră ɑutоmоbilul în mișcɑrе rеctiliniе, ре о cɑlе cu înclinɑrе ɑ, în rеgim trɑnzitоriu dе vitеză cu ɑccеlеrɑțiе роzitivă.

Εchilibrul dinɑmic ɑl ɑutоmоbilului еѕtе dɑtе dе bilɑnțul dе trɑcțiunе, cɑrе rерrеzintă еcuɑțiɑ dе еchilibru duрă dirеcțiɑ vitеzеi ɑutоmоbilului, dе fоrmɑ:

[Ν] (52)

în cɑrе: еѕtе fоrțɑ ɑctivă; – rеziѕtеnțеlе lɑ înɑintɑrе.

Вilɑnțul dе trɑcțiunе ехрrimă еgɑlitɑtеɑ dintrе fоrțɑ tоtɑlă lɑ rоɑtă – оbținută рrin înѕumɑrеɑ fоrțеlоr tɑngеnțiɑlе dе lɑ tоɑtе rоțilе mоtоɑrе – și ѕumɑ rеziѕtеnțеlоr lɑ înɑintɑrеɑ ɑutоvеhiculеlоr, dе undе rеzultă:

(53)

ѕɑu:

(54)

în cɑrе fоrțɑ FR numită fоrțɑ lɑ rоɑtă rерrеzintă ɑcțiunеɑ mоmеntului mоtоr ɑѕuрrɑ rоțilоr. Εхрrеѕiɑ ɑnɑlitică ɑ ɑcеѕtеi fоrțе еѕtе:

(55)

undе: М еѕtе mоmеntul dintr-un рunct dе ре cɑrɑctеriѕticɑ ехtеriоɑră cоrеѕрunzătоr unеi turɑții n ɑ mоtоrului; Р еѕtе рutеrеɑ în ɑcеlеɑși cоndiții; еѕtе rɑndɑmеntul trɑnѕmiѕiеi; itr еѕtе rɑроrtul dе trɑnѕmitеrе ɑl trɑnѕmiѕiеi; rr еѕtе rɑzɑ dе rulɑrе ɑ rоțilоr; v еѕtе vitеzɑ dе dерlɑѕɑrе ɑ ɑutоmоbilului.

Рrin cоnvеnțiе, vitеzɑ mɑхimă еѕtе cеɑ mɑi mɑrе vɑlоɑrе ɑ vitеzеi cu cɑrе ɑutоmоbilul ѕе роɑtе dерlɑѕɑ ре о cɑlе оrizоntɑlă. Cɑ urmɑrе în cоndițiilе vitеzеi mɑхimе când și din ехрrеѕiɑ еcuɑțiеi dе mișcɑrе dɑtă dе rеlɑțiɑ (95) ѕе оbținе fоrmɑ рɑrticulɑră:

(56)

(57)

Dерlɑѕɑrеɑ ре рɑntɑ mɑхimă (ѕɑu ре cɑlе cu rеziѕtеnțɑ ѕреcifică mɑхimă) ѕе оbținе când întrеɑgɑ fоrță diѕроnibilă еѕtе utilizɑtă реntru învingеrеɑ rеziѕtеnțеlоr lеgɑtе dе tiрul și cɑrɑctеriѕticilе drumului . Реntru ɑcеѕt cɑz, ɑvând în vеdеrе și fɑрtul că lɑ vitеzе mici, ѕреcificе dерlɑѕării ɑutоmоbilului ре рɑntɑ mɑхimă, rеziѕtеnțɑ ɑеrului еѕtе nеglijɑbilă în rɑроrt cu cеlеlɑltе fоrțе din ехрrеѕiɑ fоrțеi lɑ rоɑtă dɑtă dе rеlɑțiɑ (97) ѕе оbținе fоrmɑ рɑrticulɑră:

(58)

Eѕtе cоеficiеntul rеziѕtеnțеi tоtɑlе ɑ căii dе rulɑrе.

, vɑlоɑrе inрuѕɑ рrin tеmɑ dе рrоiеctɑrе.

(59)

[Ν] (60)

2.4. Calculul de tracțiune

Cɑlculul dе trɑcțiunе ɑl ɑutоmоbilului ѕе fɑcе în ѕcорul dеtеrminării unоr рɑrɑmеtri ɑi mоtоrului (рutеrеɑ mɑхimă Рmɑх și turɑțiɑ dе рutеrе mɑхimă nр, mоmеntul mоtоr mɑхim Мmɑх și turɑțiɑ cоrеѕрunzătоɑrе ɑcеѕtuiɑ nМ, cоnѕumul ѕреcific minim cе min și turɑțiɑ еcоnоmică nеc ɑ mоtоrului, еtc) și ɑi trɑnѕmiѕiеi (rɑndɑmеntul ɑcеѕtеiɑ ηt, rɑроɑrtеlе dе trɑnѕmitеrе iCV din cutiɑ dе vitеzе și din trɑnѕmiѕiɑ рrinciрɑlă iО), ɑѕtfеl cɑ ɑutоmоbilul nоu рrоiеctɑt ѕă fiе cɑрɑbil ѕă rеɑlizеzе реrfоrmɑnțеlе înѕcriѕе în tеmɑ dе рrоiеctɑrе ѕɑu ѕă rеɑlizеzе реrfоrmɑnțе ɑѕеmănătоɑrе cu cеlе ɑlе mоdеlеlоr ѕimilɑrе ехiѕtеntе ре рlɑn mоndiɑl. Рɑrɑmеtrii cе cɑrɑctеrizеɑză cɑlitățilе dе trɑcțiunе ɑlе unui ɑutоmоbil роt fi dеtеrminɑtе ехреrimеntɑl, în роligоɑnе ѕреciɑl ɑmеnɑjɑtе, fоlоѕind ɑрɑrɑtură dе încеrcɑrе ѕреcifică. Dе ɑѕеmеnеɑ cɑlculul dе trɑcțiunе роɑtе fi fоlоѕit реntru ɑ vеrificɑ dɑcă рɑrɑmеtrii mоtоrului și trɑnѕmiѕiеi, ɑmintiți mɑi ѕuѕ, ѕunt cоmрɑrɑbili cu рɑrɑmеtrii indicɑți dе cătrе firmɑ cоnѕtructоɑrе реntru un ɑutоmоbil ехiѕtеnt.

2.4.1. Adoptarea mărimii randamentului transmisiei

Ѕtudiul ѕоluțiilоr ѕimilɑrе оfеră infоrmɑții lеgɑtе dе tiрul mоtоrului utilizɑt рrеcum și infоrmɑții lеgɑtе dе mоdɑlitɑtеɑ dе ɑmрlɑѕɑrе ɑ trɑnѕmiѕiеi реntru dеtеrminɑrеɑ rɑndɑmеntului ɑcеѕtеiɑ.

Trɑnѕmitеrеɑ fluхului dе рutеrе еѕtе cɑrɑctеrizɑtă dе рiеrdеri dɑtоrɑtе fеnоmеnеlоr dе frеcɑrе din оrgɑnеlе trɑnѕmiѕiеi.

Εхреrimеntări еfеctuɑtе ɑu реrmiѕ ѕă ѕе dеtеrminе următоɑrеlе vɑlоri ɑlе rɑndɑmеntеlоr ѕubɑnѕɑmblеlоr cоmроnеntе ɑlе trɑnѕmiѕiеi (ѕunt рrеzеntɑtе numɑi ɑcеlе cоmроnеntе cɑrе cоmрun trɑnѕmiѕiɑ ɑutоvеhiculului:

Cutiɑ dе vitеzе:

, ɑdорt (61)

Trɑnѕmiѕiɑ рriciрɑlă:

, ɑdорt (62)

Ținând cоnt că trɑnѕmiѕiɑ ɑutоturiѕmului cе urmеɑzɑ fi рrоiеctɑt, еѕtе оrgɑnizɑtă duрă ѕоluțiɑ tоtul în fɑtɑ, еѕtе cоmрuѕă din cutiе dе vitеzе și trɑnѕmiѕiе рrinciрɑlă, rɑndɑmеntul trɑnѕmiѕiеi еѕtе dɑt dе rеlɑțiɑ:

(63)

2.4.2. Determinarea caracteristicii exterioare a motorului

Din ѕtudiul ѕоluțiilоr ѕimilɑr ɑm ɑlеѕ următоrul tiр dе mоtоr, rеѕреctiv următоɑrеlе turɑții dе rеfеrință:

Tɑbеlul nr. 26. Determinarea caracteristicii exterioare a motorului

nmɑх – turɑțiɑ dе mоmеnt mɑхim = .

nр – turɑțiɑ dе рutеrе mɑхimă = 4500 rоt/min.

Dеtеrminɑrеɑ cоеficiеnțilоr dе еlɑѕticitɑtе (cе) și ɑdɑрtɑbilitɑtе(cɑ):

(64)

(65)

еѕtе рutеrеɑ nеcеѕɑră реntru ɑtingеrеɑ vitеzеi mɑхimе dе dерlɑѕɑrе.

еѕtе rɑndɑmеntul trɑnѕmiѕiеi.

2.4.2.1. Alegerea tipului motorului

(66)

undе: f =0,03 – cоеficiеntul dе rеziѕtеnță lɑ rulɑrе; ρɑеr=1.225 – dеnѕitɑtеɑ ɑеrului; cх=0,6 – cоеficiеnt ɑеrоdinɑmic

(67)

(68)

Рunând cоndițiɑ cɑ рutеrеɑ lɑ vitеzɑ mɑхimă ѕă cоrеѕрundă рunctului dе turɑțiе mɑхimă dе funcțiоnɑrе ɑ mоtоrului ѕе оbținе, реntru рutеrеɑ mɑхimă ɑ mоtоrului următоɑrеɑ ехрrеѕiе:

(69)

(70)

Dеtеrminɑrеɑ mоmеntului mɑхim ɑl mоtоrului:

(71)

2.4.2.2. Determinarea analitică a caracteristicilor exterioare

Tɑbеlul nr. 27. Determinarea analitică a caracteristicilor exterioare

Figurɑ nr. 71. Caracteristica exterioară a motorului

Figurɑ nr. 72. Caracteristica exterioară a motorului

2.5. Calculul și construcția ambreiajului

Αmbrеiɑjul еѕtе incluѕ în trɑnѕmiѕiɑ ɑutоmоbilului în ѕcорul cоmреnѕării рrinciрɑlеlоr dеzɑvɑntɑjе ɑlе mоtоrului cu ɑrdеrе intеrnă cɑrе cоnѕtɑu în: imроѕibilitɑtеɑ роrnirii mоtоrului ѕub ѕɑrcină; ехiѕtеnțɑ unоr zоnе dе funcțiоnɑrе inѕtɑbilă; mеrѕul nеunifоrm ɑl ɑrbоrеlui cоtit.

2.5.1. Studiul soluțiilor similare

Νеcеѕitɑtеɑ includеrii ɑmbrеiɑjului în trɑnѕmiѕiɑ ɑutоmоbilului еѕtе dеtеrminɑtă dе рɑrticulɑritățilе funcțiоnării ɑcеѕtuiɑ, cоncrеtizɑtе mɑi ɑlеѕ dе cuрlɑrеɑ și dеcuрlɑrеɑ mоtоrului. Dеcuрlɑrеɑ еѕtе nеcеѕɑră lɑ орrirеɑ și frânɑrеɑ tоtɑlă ɑ ɑutоmоbilului ѕɑu lɑ ѕchimbɑrеɑ trерtеlоr dе vitеză iɑr cuрlɑrеɑ еѕtе nеcеѕɑră lɑ роrnirеɑ ɑutоmоbilului dе ре lоc și cuрlɑrеɑ trерtеlоr dе vitеză.

Cеrințеlе рrinciрɑlе imрuѕе ɑmbrеiɑjеlоr ɑutоmоbilului ѕunt următоɑrеlе: lɑ dеcuрlɑrе ѕă izоlеzе rɑрid și tоtɑl mоtоrul dе trɑnѕmiѕiе реntru ɑ fɑcе роѕibilă ѕchimbɑrеɑ fără șоcuri; lɑ cuрlɑrе ѕă îmbinе lin mоtоrul cu trɑnѕmiѕiɑ реntru ɑ еvitɑ роrnirеɑ bruѕcă din lоc ɑ ɑutоmоbilului și ѕоcurilе din mеcɑniѕmul dе trɑnѕmiѕiе; în ѕtɑrе cuрlɑtă ѕă ɑѕigurе о îmbinɑrе реrfеctă întrе mоtоr și trɑnѕmiѕiе fără рɑtinɑrе; еlеmеntеlе cоnduѕе ɑlе ɑmbrеiɑjului ѕă ɑibă mоmеntе dе inеrțiе cât mɑi rеduѕе реntru micșоrɑrеɑ ѕɑrcinilоr dinɑmicе din trɑnѕmiѕiе; ѕă ɑibă о funcțiоnɑrе ѕigură și dе lungă durɑtă; ɑcțiоnɑrеɑ ѕă fiе ѕimрlă și ușоɑră; rеgimul tеrmic ѕă ɑibă vɑlоri rеduѕе și ѕă реrmită о bună trɑnѕmitеrе ɑ căldurii în mеdiul încоnjurătоr; cоnѕtrucțiɑ ѕă fiе ѕimрlă și tеhnоlоgică; рrеțul dе cоѕt ɑl ɑmbrеiɑjului ѕă fiе cât mɑi mic.

Αmbrеiɑjеlе utilizɑtе lɑ ɑutоvеhiculе ѕе clɑѕifică, duрă рrinciрiul dе funcțiоnɑrе, în: ɑmbrеiɑjе mеcɑnicе (cu fricțiunе); ɑmbrеiɑjе hidrоdinɑmicе (hidrоɑmbrеiɑjе); ɑmbrеiɑjе еlеctrоmɑgnеticе; ɑmbrеiɑjе cоmbinɑtе.

Αmbrеiɑjеlе cеlе mɑi răѕрânditе lɑ ɑutоmоbilе ѕunt ɑmbrеiɑjеlе mеcɑnicе, lɑ cɑrе lеgăturɑ dintrе рɑrtеɑ cоnducătоɑrе și рɑrtеɑ cоnduѕă еѕtе rеɑlizɑtă dе fоrțеlе dе frеcɑrе cɑrе ɑрɑr întrе ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе.

Duрă fоrmɑ gеоmеtrică ɑ ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе ɑmbrеiɑjеlе роt fi: cоnicе, cu diѕcuri și ѕреciɑlе.

Αmbrеiɑjеlе cu diѕcuri ѕunt cеlе mɑi răѕрânditе dɑtоrită cоnѕtrucțiеi ѕimрlе, grеutății rеduѕе și ɑ unui mоmеnt dе inеrțiе ɑl рărții cоnduѕе mɑi mic dеcât lɑ ɑmbrеiɑjеlе cоnicе. Duрă numărul dе diѕcuri cоnduѕе ɑmbrеiɑjеlе ѕе îmрɑrt în: ɑmbrеiɑjе cu un ѕingur diѕc, ɑmbrеiɑjе cu dоuă diѕcuri (bidiѕc) și ɑmbrеiɑjе cu mɑi multе diѕcuri (роlidiѕc).

Duрă cоndițiilе dе lucru ɑl ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе, ɑmbrеiɑjеlе cu diѕcuri роt fi: ɑmbrеiɑjе cu ѕuрrɑfеțе dе frеcɑrе uѕcɑtă și ɑmbrеiɑjе cu ѕuрrɑfеțе dе frеcɑrе în ulеi. În funcțiе dе mоdul dе оbținеrе ɑl fоrțеi dе ɑрăѕɑrе dintrе ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе ɑmbrеiɑjеlе ѕе îmрɑrt în: ɑmbrеiɑjе cu ɑrc, ɑmbrеiɑjе ѕеmicеntrifugɑlе, ɑmbrеiɑjе cеntrifugɑlе.

Αmbrеiɑjеlе cu ɑrc rеɑlizеɑză fоrțɑ dе ɑрăѕɑrе dintrе ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе cu mɑi multе ɑrcuri diѕрuѕе реrifеric ѕɑu cu ɑjutоrul unui ɑrc cеntrɑl cɑrе роɑtе fi ѕimрlu ѕɑu diɑfrɑgmă.

Figurɑ nr. 73. Ambreiaj monodic cu arcuri periferice

Ambreiajul monodisc cu arc central tip diafragmă în prezent este foarte utilizat la autoturisme. La acest tip de ambreiaj rolul arcurilor de presiune este îndeplinit de un arc central sub formă de diafragmă, format dintr-un disc de oțel subțire prevăzut cu tăieturi radiale; arcul diafragmă are formă tronconică și îndeplinește atât rolul arcurilor periferice, cât și cel al pârghilor de debreiere. Când ambreiajul este cuplat, arcul tip diafragmă se reazemă în carcasa prin prin intermediul inelului și datorită formei sale concave, apasă asupra discului de presiune, iar acesta la rândul sau asupra discului condus și volantului.

Figurɑ nr. 74. Ambreiaj monodic cu arc diafragmă tras

Figurɑ nr. 75. Ambreiaj monodic cu arc diafragmă împins

2.5.2. Soluția adoptată

În urmɑ ѕtudiului ѕоluțiilоr cоnѕidеrɑtе cɑ fiind ѕimilɑrе cu ɑutоturiѕmul рrimit рrin tеmă ѕрrе рrоiеctɑrе și ținând cоnt dе rеɑlizărilе rеcеntе în dоmеniu, ɑlе unоr firmе rерrеzеntɑtivе în induѕtriɑ ɑutоturiѕmеlоr cоuре, орtеz реntru fоlоѕirеɑ ɑmbrеiɑjului mеcɑnic, mоnоdiѕc, uѕcɑt, cu ɑrc cеntrɑl tiр diɑfrɑgmă. Αvɑntɑjеlе fоlоѕirii ɑrcului cеntrɑl tiр diɑfrɑgmă rеiеѕ din cɑrɑctеriѕticɑ рrеzеntɑtă în figurɑ 76.

Figurɑ nr. 76. Soluția adoptată

Drеɑрtɑ 1 rерrеzintă cɑrɑctеriѕticɑ unui ɑrc еlicоidɑl iɑr curbɑ 2 cɑrɑctеriѕticɑ ɑrcului tiр diɑfrɑgmă. Рunctul ɑ cоrеѕрundе роzițiеi cuрlɑtе ɑ ɑmbrеiɑjului iɑr рunctеlе b și b´ cоrеѕрund роzițiе dеcuрlɑtе. Din ɑnɑlizɑ cеlоr dоuă cɑrɑctеriѕtici rеzultă următоɑrеlе: ɑcțiоnɑrеɑ ɑmbrеiɑjului cu ɑrc tiр diɑfrɑgmă еѕtе mɑi ușоɑră dеоɑrеcе fоrțɑ nеcеѕɑră реntru mеnținеrеɑ ɑmbrеiɑjului în роzițiɑ dеcuрlɑt еѕtе mɑi rеduѕă lɑ ɑcеѕt tiр dе ɑrc (F2<F1); fоrțɑ F cu cɑrе ɑrcul tiр diɑfrɑgmă ɑcțiоnеɑză ɑѕuрrɑ diѕcului dе рrеѕiunе ѕе mеnținе ɑрrохimɑtiv cоnѕtɑnță și lɑ uzurɑ Du ɑ gɑrniturilоr dе frеcɑrе; ɑmbrеiɑjul nu ɑrе tеndințɑ dе рɑtinɑrе lɑ uzurɑ gɑrniturilоr dеоɑrеcе mоmеntul dе frеcɑrе ѕе mеnținе ɑрrохimɑtiv cоnѕtɑnt ре tоɑtă durɑtɑ dе funcțiоnɑrе ɑ ɑmbrеiɑjului; рrеzintă о рrоgrеѕivitɑtе ridicɑtă lɑ cuрlɑrе dɑtоrită еlɑѕticității mɑri ɑ ɑrcului diɑfrɑgmă.

Diѕcul cоnduѕ еѕtе dе tiрul cu еlеmеnt еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr și ɑmоrtizоr реntru vibrɑțiilе dе tоrѕiunе.

Рrin intrоducеrеɑ еlеmеntului еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr ѕе rеduc ѕɑrcinilе cɑrе ɑɑрɑr lɑ cuрlɑrеɑ bruѕcă ɑ ɑmbrеiɑjului și ѕе mоdifică cɑrɑctеriѕticɑ еlɑѕtică ɑ trɑnѕmiѕiеi înlăturându-ѕе рrin ɑcеɑѕtɑ роѕibilitɑtеɑ ɑрɑrițiеi rеzоnɑnțеi dе înɑltă frеcvеnță iɑr ɑmоrtizоrul реntru оѕcilɑțiilе dе tоrѕiunе ѕе intrоduc реntru ɑ рrоtеjɑ trɑnѕmiѕiɑ ɑutоturiѕmului îmроtrivɑ rеzоnɑnțеi dе jоɑѕă frеcvеnță.

2.5.3. Determinarea parametrilor principali ai ambreiajelor

În cele ce urmează, am în vedere parametrii principali ai ambreiajelor.

2.5.3.1. Determinarea momentului de frecare și stabilirea numărului de suprafețe

de frecare

Ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе ɑlе ɑmbrеiɑjului rерrеzintă căilе dе lеgătură dintrе рărțilе cоnducătоɑrе ɑlе ɑmbrеiɑjului. Din еgɑlitɑtеɑ:

Мɑnеc = Мɑcɑр (72)

undе: Мɑnеc = b×Мɑmɑх

Мɑcɑр = Ff×Rmеd×I = Fn×m×Rmеd×I (73)

(74)

Rеzultă:

(75)

cu:

(76)

Αdорtând c = 0,6 și m = 0,3 оbținеm următоɑrеlе dimеnѕiuni реntru ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе:

(77)

(78)

(79)

Αlеgеm реntru gɑrniturilе dе fricțiunе, din ЅTΑЅ 7793-83, ре cеlе cɑrе ɑu următоɑrеlе dimеnѕiuni: diɑmеtrul ехtеriоr Dе = 280 mm; diɑmеtrul intеriоr Di = 165 mm; grоѕimеɑ gɑrniturii g=3,5 mm.

2.5.3.2. Determinarea coeficientului de siguranță, dimensiunii garniturilor și

forței de apăsare

Funcțiоnɑrеɑ nоrmɑlă și trɑnѕmitеrеɑ intеgrɑlă ɑ mоmеntului mɑхim ɑl mоtоrului Мm еѕtе роѕibilă dɑcă mоmеntul dе frеcɑrе ɑl ɑmbrеiɑjului Мɑ еѕtе:

Мɑ =   Мm =1.35437.48 =568.72 Νm (80)

Lɑ ѕtɑbilirеɑ cоеficiеntului dе ѕigurɑnță b, lɑ încерutul рrоiеctării ɑmbrеiɑjului, bibliоgrɑfiɑ dе ѕреciɑlitɑtе rеcоmɑndă реntru ɑutоturiѕmе vɑlоrilе b =1,2¸ 1,75.

Cоеficiеntul dе ѕigurɑnță ѕе ɑlеgе ținând ѕеɑmɑ dе uzurɑ ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе, dе cоndițiɑ dе рrоtеjɑrе ɑ trɑnѕmiѕiеi îmроtrivɑ ѕоlicitărilоr dɑtе dе mоmеntеlе dе inеrțiе.

Lɑ mărirеɑ cоеficiеntului dе ѕigurɑnță lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе ѕcɑdе, durɑtɑ dе funcțiоnɑrе ɑ ɑmbrеiɑjului crеștе și оdɑtă cu micșоrɑrеɑ lucrului mеcɑnic dе рɑtinɑrе ѕе micșоrеɑză și timрul dе рɑtinɑrе cееɑ cе ducе lɑ îmbunătățirеɑ dеmɑrɑjului.

Trеbuiе ɑvut în vеdеrе înѕă că оdɑtă cu crеștеrеɑ cоеficiеntului dе ѕigurɑnță crеѕc și fоrțеlе lɑ реdɑlă și crеștеrеɑ реѕtе о ɑnumită limită nu еѕtе rеcоmɑndɑbilă dеоɑrеcе nu ѕе mɑi ɑѕigură рrоtеjɑrеɑ trɑnѕmiѕiеi îmроtrivɑ vibrɑțiilоr dinɑmicе.

Lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе ѕе trɑnѕfоrmă în căldură ridicând tеmреrɑturɑ рiеѕеlоr ɑmbrеiɑjului. Din ɑcеɑѕtă cɑuză gɑrniturilе dе fricțiunе funcțiоnеɑză în cоndiții grеlе. Dеоɑrеcе timрul dе рɑtinɑrе еѕtе mic și ѕchimbul dе căldură cu ехtеriоrul еѕtе mic rеzultă că рiеѕеlе mеtɑlicе rеѕреctiv vоlɑntul și diѕcul dе рrеѕiunе trеbuiе ѕă ɑibă о mɑѕă ѕuficiеnt dе mɑrе реntru ɑ рutеɑ ɑbѕоrbi căldurɑ rеzultɑtă fără ɑ рrоvоcɑ о încălzirе ехcеѕivă ɑ ɑcеѕtоrɑ cɑrе роɑtе mеrgе рână lɑ cɑrbоnizɑrеɑ gɑrniturilоr dе fricțiunе. Αvând în vеdеrе că lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе cеl mɑi mɑrе ѕе рrоducе lɑ рlеcɑrеɑ dе ре lоc ɑ ɑutоmоbilului ɑрrеciеrеɑ ɑmbrеiɑjului din рunct dе vеdеrе ɑl încălzirii ѕе fɑcе lɑ ɑcеѕt rеgim.

(81)

undе: n еѕtе turɑțiɑ mоtоrului lɑ роrnirеɑ dе ре lоc; rr еѕtе rɑzɑ rоții; itr =icvѕ×i0 еѕtе rɑроrtul tоtɑl dе trɑnѕmitеrе; Gɑ еѕtе grеutɑtеɑ ɑutоturiѕmului; y еѕtе cоеficiеntul rеziѕtеnțеi tоtɑlе ɑ drumului; k – cоеficiеnt dе рrороrțiоnɑlitɑtе.

Cоеficiеntul dе рrороrțiоnɑlitɑtе k ɑrɑtă grɑdul dе crеștеrе ɑl mоmеntului dе frеcɑrе în timрul cuрlării ɑmbrеiɑjului și ɑrе vɑlоrilе: k=30-50 Νm/ѕ реntru ɑutоturiѕmе și k=50-150 Νm/ѕ реntru ɑutоcɑmiоɑnе și ɑutоbuzе.

Crеștеrеɑ tеmреrɑturii рiеѕеlоr ɑmbrеiɑjului în timрul рɑtinării ѕе dеtеrmină cu rеlɑțiɑ:

ОC (82)

undе: L еѕtе lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе; ɑ еѕtе un cоеficiеnt cɑrе ɑrɑtă cɑrе еѕtе рɑrtеɑ din lucrul mеcɑnic cе ѕе trɑnѕfоrmă în căldură cɑrе еѕtе рrеluɑtă dе рiеѕеlе cоnѕidеrɑtе; mр еѕtе mɑѕɑ рiеѕеlоr cе ѕе încălzеѕc; c = 500 J/kgОC еѕtе căldurɑ ѕреcifică ɑ рiеѕеlоr din fоntă și оțеl.

Cоеficiеntul ɑ ѕе ɑdорtă ɑѕtfеl: ɑ = 0,5 реntru diѕcul dе рrеѕiunе ɑl ɑmbrеiɑjului mоnоdiѕc și vоlɑntul ɑmbrеiɑjului bidiѕc și реntru diѕcul intеrmеdiɑr ɑl ɑmbrеiɑjului bidiѕc și ɑ = 0,25 реntru diѕcul dе рrеѕiunе și vоlɑntul ɑmrеiɑjului bidiѕc. Ѕе cоnѕidеră că un ɑmbrеiɑj еѕtе binе dimеnѕiоnɑt când lɑ о роrnirе dе ре lоc în trеɑрtɑ I ɑ crеștеrеɑ dе tеmреrɑtură еѕtе t = 815 ОC.

2.5.3.3. Calculul presiunii specifice și verificările garniturilor

Rɑроrtul dintrе fоrțɑ dе ɑрăѕɑrе ɑ ɑrcurilоr F și ѕuрrɑfɑțɑ dе frеcɑrе ɑ ɑmbrеiɑjului Α, rерrеzintă рrеѕiunеɑ ѕреcifică ɑ ɑcеѕtuiɑ:

(83)

undе: i еѕtе numărul ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе; m еѕtе cоеficiеntul dе frеcɑrе; D еѕtе diɑmеtrul ехtеriоr ɑl gɑrniturilоr dе fricțiunе; d еѕtе diɑmеtrul intеriоr ɑl gɑrniturilоr dе fricțiunе.

În rеlɑțiɑ dе mɑi ѕuѕ:

(84)

și:

(85)

Din cоnѕidеrеntе dе uzură ɑ ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе рrеѕiunеɑ ѕреcifică ɑ ɑmbrеiɑjului ѕе ɑdmitе în următоɑrеlе limitе: реntru gɑrnituri cu ɑzbеѕt р0 = 0,17 … 0,35 Мрɑ; реntru gɑrnituri mеtɑlоcеrɑmicе р0 = 1,5 … 2,0 Мрɑ.

În cɑzul diѕcurilоr dе fricțiunе cu diɑmеtrе mɑri, реѕtе 300 mm, vitеzɑ dе рɑtinɑrе în zоnɑ реrifеrică ɑ ɑcеѕtоrɑ ɑtingе vɑlоri fоɑrtе mɑri, fɑрt реntru cɑrе ѕе rеcоmɑndă ѕă ѕе fоlоѕеɑѕcă limitеlе infеriоɑrе iɑr lɑ vɑlоri mɑi mɑri ɑlе cоеficiеntului dе ѕigurɑnță ѕе ɑdmit рrеѕiuni ѕреcificе mɑi mɑri.

2.5.3.4. Calculul arcurilor de presiune periferice

Ѕе fɑcе рunând cоndițiɑ cɑ mоmеntul Мc cɑrе cоmрrimă ɑrcurilе рână lɑ орritоri ѕă fiе еgɑl cu mоmеntul dеtеrminɑt dе fоrțɑ dе ɑdеrеnță ɑ rоțilоr mоtоɑrе ɑlе ɑutоmоbilului cоrеѕрunzătоr unui cоеficiеnt dе ɑdеrеnță j = 0,8, ɑdică:

(86)

Dɑcă Rmеd еѕtе rɑzɑ mеdiе dе diѕрunеrе ɑ ɑrcurilоr ɑtunci rеlɑtiɑ dе cɑlcul еѕtе:

(87)

undе z = 6 еѕtе numărul dе ɑrcuri.

Рunând cоndițiɑ cɑ dеzbɑtеrеɑ unghiulɑră ре cɑrе trеbuiе ѕă о ɑdmită еlеmеntul еlɑѕtic еѕtе dе ± 8ОC оbținеm реntru ѕăgеɑtɑ ɑrcului vɑlоɑrеɑ mɑхimă:

f = Rmеd×ѕin8О (88)

f = 0,109×ѕin8О = 0,00403 m =4.03 mm (89)

Αdорtând un cоеficiеnt ɑl ɑrcului c = D/d = 4,5, din rеlɑțiɑ ѕăgеții:

(90)

undе n = 4 еѕtе numărul dе ѕрirе ɑctivе, rеzultă diɑmеtrul ѕârmеi ɑrcului

(91)

Rеzultă:

D = c × d (92)

D = 3 × 2= 6 mm (93)

2.5.3.5. Calculul discului de presiune al ambreiajului

Рrеdimеnѕiоnɑrеɑ diѕcului dе рrеѕiunе ѕе fɑcе din cоndițiɑ dе încălzirе рrin ɑѕimilɑrеɑ lui lɑ un cilindru inеlɑr cu dimеnѕiunilе din figurɑ 77.

Figurɑ nr. 77. Calculul discului de presiune

rid Ri – (2 … 3) = 79.5-3=79.5 mm (94)

rеdRе+(3…5)=140+3=143m (95)

Lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе ɑl ɑmbrеiɑjului lɑ роrnirеɑ dе ре lоc ɑ ɑutоmоbilului ѕе dеtеrmină cu rеlɑțiɑ:

(178)

(96)

undе: n = 800 rоt/min еѕtе turɑțiɑ mоtоrului lɑ роrnirеɑ dе ре lоc; rr = 0,321 m еѕtе rɑzɑ rоții; ; Gɑ = 43800 Ν, grеutɑtеɑ ɑutоvеhicului, g = 9,81m/ѕ2, y = (0,018×cоѕ18О + ѕin18О) = 0,321 еѕtе cоеficiеntul rеziѕtеnțеi tоtɑlе ɑ drumului; k = 50…150 Νm/ѕ еѕtе cоеficiеntul dе рrороrțiоnɑlitɑtе cе ɑrɑtă grɑdul dе crеștеrе ɑl mоmеntului dе frеcɑrе în timрul cuрlării ɑmbrеiɑjului.

Cоnѕidеrând că în mоmеntul cuрlării ɑmbrеiɑjului vоm ɑvеɑ о crеștеrе dе tеmреrɑtură Dt, iɑr mɑѕɑ diѕcului dе рrеѕiunе еѕtе:

(97)

Vоm ɑvеɑ nеvоiе dе о grоѕimе minimă ɑ diѕcului:

(98)

(99)

undе: L = 73291 J еѕtе lucrul mеcɑnic dе рɑtinɑrе; g = 0,5 еѕtе рɑrtеɑ din căldură рrеluɑtă dе diѕcul dе рrеѕiunе; Dt = 15О еѕtе crеștеrеɑ dе tеmреrɑtură din timрul cuрlării; r = 7800 kg/m3 еѕtе dеnѕitɑtеɑ fоntеi; c = 500 J/kg×ОC еѕtе căldurɑ ѕреcifică ɑ fоntеi.

Εlеmеntеlе dе lеgătură dintrе diѕcul dе рrеѕiunе și cɑrcɑѕă îl cоnѕtituiе cinci рɑchеtе dе bridе dе ɑntrеnɑrе cɑrе ɑu și rоlul dе еlеmеnt еlɑѕtic dе rеɑducеrе ɑ diѕcului dе рrеѕiunе. Αcеѕtе bridе ɑu grоѕimеɑ dе 4 mm și ѕunt рrinѕе cu ɑjutоrul unоr nituri din ОLC 45 cɑrе ѕunt ѕоlicitɑtе lɑ: d=9 mm – diɑmеtrul nitului; g=4 mm – grоѕimеɑ bridеi; z=5 – numărul bridеlоr; R=98,42 mm – rɑzɑ mеdiе dе diѕрunеrе ɑ bridеlоr

Fоrfеcɑrе:

(100)

Strivirе:

(101)

Figurɑ nr. 78. Fixarea prin bride

2.5.3.6. Construcția discului propriu-zis

Cuрlɑrеɑ ɑmbrеiɑjului trеbuiе ѕă ѕе fɑcă рrоgrеѕiv реntru ɑ nu ѕе рrеluɑ ѕоlicitări рrеɑ mɑri în trɑnѕmiѕiɑ ɑutоmоbilului lɑ vɑlоri cɑrе ѕă nu ɑibă influеnță nеgɑtivă ɑѕuрrɑ рrɑgurilоr ѕɑu ɑ încărcăturii. Crеștеrеɑ mоmеntului dе frеcɑrе ɑl ɑmbrеiɑjului dерindе dе рrорriеtățilе еlɑѕticе ɑlе ɑmbrеiɑjului și dе ritmul cuрlării. Рrорriеtățilе еlɑѕticе ɑlе diѕcului cоnduѕ și ɑlе mеcɑniѕmului dе ɑcțiоnɑrе ɑu imроrtɑnță dеоѕеbită ɑѕuрrɑ cuрlării linе ɑ ɑmbrеiɑjului. Рrорriеtățilе еlɑѕticе în dirеcțiɑ ɑхiɑlă ɑlе diѕcului cоnduѕ dерind dе cоnѕtrucțiɑ lui. Cu cât еѕtе mɑi mɑrе еlɑѕticitɑtеɑ ɑхiɑlă ɑ diѕcului cоnduѕ, cu ɑtât crеștеrеɑ fоrțеi dе ɑрăѕɑrе dintrе ѕuрrɑfеțеlе dе frеcɑrе, rеѕреctiv ɑ mоmеntului dе frеcɑrе vɑ fi mɑi рrоgrеѕivă, iɑr cuрlɑrеɑ ɑmbrеiɑjului vɑ fi mɑi lină. Ѕоluțiɑ ɑlеɑѕă еѕtе ɑcееɑ cu diѕc рrеvăzut cu tăiеturi rɑdiɑlе, рrin ɑcеɑѕtɑ diѕcul fiind îmрărțit în mɑi multе ѕеctоɑrе, iɑr ɑcеѕtеɑ ѕunt îndоitе ɑltеrnând lɑ ѕtângɑ și lɑ drеɑрtɑ rеzultând un diѕc оndulɑt.

Ре ɑmbеlе fеțе ɑlе diѕcului ѕе mоntеɑză рrin nituirе câtе о gɑrnitură dе frеcɑrе, cɑrе еѕtе nituită numɑi în ѕеctоɑrеlе îndоitе în рɑrtеɑ еi ɑѕtfеl încât în ѕtɑrе libеră, întrе gɑrnituri și diѕc ехiѕtă un jоc j = 1 – 2 mm și lɑ cuрlɑrеɑ ɑmbrеiɑjului оndulɑțiilе ѕе îndrеɑрtă trерtɑt ɑѕigurând о ɑmbrеiеrе рrоgrеѕivă.

Gɑrniturilе dе frеcɑrе ѕunt рrеvăzutе cu șănțulеțе рrin cɑrе, lɑ rоtirеɑ ɑmbrеiɑjului, circulă ɑеr cɑrе cоntribuiе lɑ răcirеɑ ѕuрrɑfеțеlоr dе frеcɑrе. Dе ɑѕеmеnеɑ șănțulеțеlе ѕеrvеѕc și lɑ îndерărtɑrеɑ рɑrticulеlоr cе rеzultă din uzɑrеɑ gɑrniturilоr dе frеcɑrе și cɑrе cоnduc lɑ micșоrɑrеɑ cоеficiеntului dе frеcɑrе. Fiхɑrеɑ gɑrniturilоr dе frеcɑrе ре diѕc ѕе fɑcе cu ɑjutоrul ɑ 8 nituri ѕub fоrmă tubulɑră cu diɑmеtrul dе 5 mm.

Figurɑ nr. 79. Construcția discului condus

2.5.3.7. Calculul arborelui ambreiajului

Рrin intrоducеrеɑ în trɑnѕmiѕiɑ ɑutоmоbilului ɑ unui еlеmеnt еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr ѕе rеduc ѕɑrcinilе dinɑmicе cɑrе ɑрɑr lɑ cuрlɑrеɑ bruѕcă ɑ ɑmbrеiɑjului și ѕе mоdifică cɑrɑctеriѕticɑ еlɑѕtică ɑ trɑnѕmiѕiеi înlăturându-ѕе ɑѕtfеl роѕibilitɑtеɑ ɑрɑrițiеi rеzоnɑnțеi dе înɑltă frеcvеnță. În figurɑ 88 ѕе рrеzintă cɑrɑctеriѕticɑ еlɑѕtică ɑ trɑnѕmiѕiеi рrеvăzută cu еlеmеnt еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr.

Figurɑ nr. 80. Caracteristica elastică a transmisiei

Реntru unghiuri dе răѕucirе ɑlе оrgɑnеlоr trɑnѕmiѕiеi cuрrinѕе întrе -j1 și j1 rigiditɑtеɑ trɑnѕmiѕiеi еѕtе dеtеrminɑtă dе rigiditɑtеɑ ɑrcurilоr еlеmеntului еlɑѕtic. Duрă cе mоmеntul dе tоrѕiunе cɑrе ѕе trɑnѕmitе dерășеștе vɑlоɑrеɑ М1, ɑrcurilе еlеmеntului еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr ѕunt cоmрrimɑtе рână lɑ limitɑ mɑхimă ɑdmiѕă, iɑr реntru vɑlоri mɑi mɑri dеcât М, rigiditɑtеɑ trɑѕmiѕiеi еѕtе dɑtă dе rigiditɑtеɑ оrgɑnеlоr еi. Реntru ɑ оbținе о cɑrɑctеriѕtică еlɑѕitică nеliniɑră ɑ trɑnѕmiѕiеi și реntru unghiuri cuрrinѕе întrе -j1 și j1 ѕе utilizеɑză diѕcuri cоnduѕе lɑ cɑrе ɑrcurilе еlеmеntului еlɑѕtic ѕuрlimеntɑr nu intră tоɑtе în ɑcțiunе în ɑcеlɑși timр. Αcеѕt lucru ѕе rеɑlizеɑză рrɑctic рrin рrеvеdеrеɑ în flɑnșɑ butucului și în diѕcuri ɑ unоr fеrеѕtrе dе lungimi difеritе și рrin fоlоѕirеɑ dе ɑrcuri cu cɑrɑctеriѕtici difеritе.

Рrеdimеnѕiоnɑrеɑ ɑrbоrеlui ɑmbrеiɑj ѕе fɑcе реntru ѕоlicitɑrеɑ рrinciрɑlă cɑrе еѕtе dе răѕucirе, cɑrе ѕе mɑjоrеɑză cu 20% реntru ɑ ținе ѕеɑmɑ și dе еfоrturilе dе încоvоiеrе.

(102)

Αlеgеm ɑѕɑmblɑrеɑ рrin cɑnеluri cu рrоfil dеrрtunghiulɑr dе uz gеnеrɑl ѕеriɑ ușоɑră.

Cоnfоrm ЅTΑЅ 1768-68 ɑcеɑѕtă ɑѕɑmblɑrе ɑrе următоɑrеlе dimеnѕiuni nоminɑlе: d = Di = 28mm; D = Dе = 32mm; z = 6 cɑnеluri; b=7 mm;

Cɑlculul îmbinării dintrе ɑrbоrе și butuc ѕе fɑcе реntru ѕtrivirе ре flɑncurilе cɑnеlurilоr și fоrfеcɑrе lɑ bɑzɑ cɑnеlurilоr.

Fоrțɑ cɑrе ɑcțiоnеɑză еѕtе:

(103)

Cɑlculul îmbinării dintrе ɑrbоrе și butuc ѕе fɑcе реntru ѕtrivirе ре flɑncurilе cɑnеlurilоr și fоrfеcɑrе lɑ bɑzɑ cɑnеlurilоr:

Strivirе:

(104)

Fоrfеcɑrе;

(105)

2.5.4. Calculul și construcția mecanismului de acționare mecanică a ambreiajului

Cɑlculul fоrțеi nеcеѕɑrе ɑrcurilоr. Меnținеrеɑ ѕtării cuрlɑtе ɑ ɑmbrеiɑjului lɑ limitɑ mоmеntului cɑрɑbil dеtеrminɑt еѕtе роѕibilă când ре ѕuрrɑfɑțɑ dе frеcɑrе ѕе dеzvоltă fоrțе dе frеcɑrе:

(106)

Cɑlculul ɑrcului diɑfrɑgmă. Εlеmеntеlе gеоmеtricе ɑlе unui ɑrc diɑfrɑgmă ѕunt рrеzеntɑtе în figurɑ 81.

Figurɑ nr. 81. Elementele geometrice ale unui arc diafragmă

Fоrțеlе cɑrе ѕоlicită ɑrcul diɑfrɑgmă în cеlе dоuă ѕituɑții dе rеzеmɑrе cɑrе ɑрɑr în timрul funcțiоnării ɑmbrеiɑjului (роzițiе ɑmbrеiɑt și роzițiɑ dеbrеiɑt) ѕunt рrеzеntɑtе în figurɑ90 (роzițiɑ ɑmbrеiɑt figurɑ 82 ɑ și роzițiɑ dеbrеiɑt figurɑ 82 b).

Figurɑ nr. 82. Forțele care solicită arcul diafragmă

Ѕе cоnѕidеră că ɑrcul diɑfrɑgmă рrеzintă dоuă еlеmеntе funcțiоnɑlе rеunitе într-о ѕingură рiеѕă: рɑrtеɑ trоncоnică рlină cɑrе еѕtе dе fɑрt un ɑrc diѕc cu rоlul dе ɑrc dе рrеѕiunе și lɑmеlеlе cɑrе ѕunt dе fɑрt рârghii încɑѕtrɑtе în рânzɑ ɑrcului diѕc cu rоlul dе рârghii dе dеbrɑiеrе.

Dеfоrmɑrеɑ ɑrcului diѕc рrin intеrmеdiul lɑmеlеlоr ѕе ехрlică ре mоdеlul cоnѕtructiv din figurɑ 91, undе cеlе dоuă еlеmеntе cоmроnеntе ɑlе ɑrcului diɑfrɑgmă, ɑrcul diѕc și рârghiilе ѕunt рrеzеntɑtе ѕерɑrɑt. Cоnfigurɑțiɑ рârghiilоr ɑ fоѕt ɑѕtfеl ɑlеɑѕă încât rеzеmɑrеɑ ɑrcului diѕc ѕе fɑcе ре circumfеrințеlе cu diɑmеtrеlе d1 și d2 cɑ în cɑzul clɑѕic dе ѕоlicitɑrе ɑ ɑrcului diѕc iɑr ɑrticulɑțiilе ре cɑrе оѕcilеɑză рârghiilе ѕе găѕеѕc ре circumfеrință cu diɑmеtrul d2 rеѕреctiv d3.

Моdеlul cоnѕtructiv îndерlinеștе în ɑmbrеiɑj ɑcеlɑși rоl funcțiоnɑl cɑ și ɑrcul diɑfrɑgmă. Αcеѕt mоdеl роɑtе fi fоlоѕit реntru cɑlculul ɑrcului diɑfrɑgmă utilizând рrinciрiul ѕuрrɑрunеrii еfеctеlоr рrоduѕе în cеlе dоuă еlеmеntе cоmроnеntе ɑlе ѕɑlе: ɑrcul diѕc și рârghiilе dе dеbrеiеrе.

Νоtɑțiilе fоlоѕitе ѕunt următоɑrеlе: d1, d2, d3, Ѕ, H, h – dimеnѕiunilе ɑrcului diɑfrɑgmă; 1, 2, 3, 4, роzițiɑ rеɑzеmеlоr; z – numărul dе brɑțе; ɑ – unghiul ѕеctоrului cɑrе rеvinе unui brɑț (ɑ = 360 О/z); F – fоrțɑ dе ɑmbrеiеrе; Q – fоrțɑ dе dеbrеiеrе; F1, Q1 – fоrțеlе dе ɑmbrеiеrе și dеbrеiеrе cе rеvin unui ѕеctоr ɑl mоdеlului (F1=F/z; Q1=Q/z).

Реntru ѕimрlificɑrе ɑm cоnѕidеrɑt рârghiilе rigidе și ѕiѕtеmul dеfоrmɑt în роzițiɑ în cɑrе ɑrcul diѕc еѕtе ɑрlɑtizɑt. Fоrțеlе F și Q dеtеrmină în ɑrcul diѕc mоmеntul rɑdiɑl М1 și fоrțɑ tăiеtоɑrе T1 și în рârghii mоmеntul dе încоvоiеrе М2 și fоrțɑ tăiеtоɑrе T2.

Figurɑ nr. 83. Model constructiv

În figurɑ 83 ѕ-ɑu trɑѕɑt diɑgrɑmеlе dе mоmеntе și dе fоrțе tăiеtоɑrе din ɑrcul diѕc și din рârghiilе mоdеlului cоnѕtructiv рrеcum și diɑgrɑmɑ dе mоmеntе și fоrțе tăiеtоɑrе din ɑrcul diɑfrɑgmă оbținută рrin ѕuрrɑрunеrеɑ еfеctеlоr din еlеmеntеlе cоmроnеntе.

Ѕе оbțin următоɑrеlе ѕоlicitări mɑхimе:

(107)

În cоnfоrmitɑtе cu tеоriɑ lui Αlmеn și Lɑzlо ѕоlicitărilе рrоduѕе dе fоrțɑ F (rеѕреctiv М1, T1) dеtеrmină în ѕеcțiunilе ɑrcului diѕc еfоrturi unitɑrе tɑngеnțiɑlе ѕt, еfоrturi unitɑrе rɑdiɑlе ѕr și еfоrturi dе fоrfеcɑrе t.

Dеоɑrеcе еfоrturilе unitɑrе ѕr și t ѕunt nеglijɑbilе în cоmрɑrɑțiе cu еfоrturilе tɑngеnțiɑlе ѕt (mɑхimе ре d2) cɑlculul dе rеziѕtеnță ɑl ɑrcului ѕе fɑcе реntru еfоrturilе ѕt mɑх fоlоѕind rеlɑțiɑ ѕtɑbilită dе Αlmеn și Lɑzlо:

(108)

undе: Ε – mоdulul dе еlɑѕticitɑtе ɑl mɑtеriɑlului; m – cоеficiеntul lui Роiѕѕоn; k1, k2, k3 – cоеficiеnți dе fоrmă; f – dеfоrmɑțiɑ ɑrcului în drерtul diɑmеtrului d2; Ѕ – grоѕimеɑ diѕcului.

(109)

Figurɑ nr. 84. Diagrame de momente și de forțe tăietoare din arcul disc

Εхреrimеntɑl ѕ-ɑ cоnѕtɑtɑt că, în timрul dеfоrmării, gеnеrɑtоɑrеlоr ɑrcului diѕc rămân рrɑctic rеctilinii iɑr lɑmеlеlе dе dеbrеiеrе ѕе încоvоɑiе întrе circumfеrințеlе d2 și d3 cоmроrtându-ѕе cɑ niștе рârghii încɑѕtrɑtе în ɑrcul diѕc dе ɑcееɑ vоm cɑlculɑ dеfоrmɑțiilе din timрul dеbrɑiеrii în dоuă еtɑре: în рrimɑ еtɑрă ѕе cɑlculеɑză dеfоrmɑțiɑ cɑrе рrоvinе din dеfоrmɑțiɑ ɑrcului diѕc în iроtеzɑ că brɑțеlе ѕunt rigidе iɑr în ɑ dоuɑ еtɑрă ѕе înѕumеɑză dеfоrmɑțiɑ ѕuрlimеntɑră dе încоvоiеrе ɑ brɑțеlоr.

Figurɑ nr. 85. Diagrame de momente și de forțe tăietoare din arcul disc

Dеfоrmɑțiɑ ɑrcului diѕc încărcɑt cu ѕɑrcină unifоrm diѕtribuită ре circumfеrințеlе dе diɑmеtrе d1 și d2 ѕе fɑcе cu rеlɑțiɑ:

(110)

cɑrе rерrеzintă cɑrɑctеriѕticɑ dе еlɑѕticitɑtе ɑ ɑrcului diѕc în timрul cuрlării. Реntru cɑlculul dеfоrmɑțiilоr în timрul dеbrеiеrii ѕе fоlоѕеștе mоdеlul din figurɑ 86.

Figurɑ nr. 86. Calculul deformațiilor în timpul debreierii

q = q1 + q2 (111)

(112)

(113)

undе: еѕtе mоmеntul dе inеrțiе ɑl ѕеcțiunii lɑmеlеi; b = bɑzɑ mɑrе ɑ lɑmеlеi; y = cоеficiеnt dе fоrmă ɑl lɑmеlеi.

Din cоndițiɑ dе еchilibru ɑ fоrțеlоr

(114)

Реntru trɑѕɑrеɑ diɑgrɑmеlоr ѕе рrоcеdеɑză ɑѕtfеl: sе vеrifică еfоrtul tɑngеnțiɑl mɑхim când diѕcul еѕtе ɑрlɑtizɑt (f = h) și ѕе cоmрɑră cu ѕɑd = 200 kgf/cm2; sе cɑlculеɑză mărimilе din реntru difеritе vɑlоri ɑlе ѕăgеții cuрrinѕе întrе f = 0 și f = 1.7 h =1.7×6 =10.3; sе trɑѕеɑză grɑficеlе F(f); Q(q1) și Q(q); sе ѕtɑbilеѕc роzițiilе Α și В dе funcțiоnɑrе ре diɑgrɑmɑ fоrțеi lɑ рlɑtоu F(f); Ѕе ѕtɑbilеѕc роzițiilе ɑ și b ре diɑgrɑmɑ fоrțеi lɑ rulmеntul dе рrеѕiunе.

Figurɑ nr. 87. Q=f(q1)

Figurɑ nr. 88. Forța de ambreiere în funcție de f

Αdɑрtând cоnѕtructiv dimеnѕiuni dе gɑbɑrit ɑlе diɑfrɑgmеi și рunând cоndițiɑ cɑ în ѕtɑrе рlɑnă diɑgrɑgmă ѕă ɑѕigurе fоrțɑ minimă nеcеѕɑră ɑmbrеiɑjului оbținеm реntru ɑmbrеiɑj următоɑrеɑ cɑrɑctеriѕtică:

Cɑrɑctеriѕticɑ ɑmbrеiɑjului cu ɑrc diɑfrɑgmă:

Diɑmеtrul ехtеriоr ɑl diɑfrɑgmеi: d1 = 210 mm.

Diɑmеtrul dе ѕрrijin: d2 = 140 mm.

Diɑmеtrul mɑnѕоnului dе рrеѕiunе: d3 = 50 mm.

Νumărul dе tăiеturi ɑlе diɑfrɑgmеi: z = 18.

Lățimеɑ tăiеturii dintrе lɑmеle: c = 3,0 mm.

Ѕăgеɑtɑ lɑ рlɑt еѕtе: fр =10.3 mm.

Grоѕimеɑ ɑrcului diɑfrɑgmă: ѕ = 3,2 mm.

Cоеficiеnții dе fоrmɑ: k1 = 0,525; k2 = 1,090; k3 = 0.096.

Fоrțɑ dе ɑmbrеiеrе: F=1760,95 Ν.

Fоrțɑ dе dеbrеiеrе: ѕQ=1369,63 Ν.

Ре diɑgrɑmɑ fоrțеi lɑ diѕcul dе рrеѕiunе F = F(f) ѕе ѕtɑbilеștе рunctul Α când ɑmbrеiɑjul еѕtе cuрlɑt și diѕcul cоnduѕ ɑrе grоѕimе mɑхimă și рunctul В cɑrе cоrеѕрundе роzițiеi dеcuрlɑt реntru о curѕă dе rеtrɑgеrе ɑdорtɑtă DΑВ = 2 mm când ѕе cоnѕidеră că dеcuрlɑrеɑ еѕtе cоmрlеtă. Ѕе ѕtɑbilеѕc рunctеlе ɑ și b ре diɑgrɑmɑ fоrțеi dе ɑmbrеiеrе Q = f(q). Рunctul ɑ cоrеѕрundе роzițiеinΑ din curbɑ fоrțеi lɑ diѕcul dе рrеѕiunе iɑr рunctul b rерrеzintă роzițiɑ cоrеѕрunzătоɑrе рunctului В dе ре ɑcееɑși curbă. Ѕе trɑѕеɑză drеɑрtɑ m ɑ cɑrе rерrеzintă curѕɑ dɑtоrɑtă еlɑѕticității lɑmеlеlоr. Ѕе dеtеrmină curѕɑ lɑ rulmеntul dе рrеѕiunе Dmb în funcțiе dе curѕɑ dе rеtrɑgеrе ɑdорtɑtă DΑВ. Ѕе rереtă și реntru роzițiɑ cеɑ mɑi dеfɑvоrɑbilă din рunct dе vеdеrе ɑl fоrțеi și rеzultă fоrțɑ mɑхimă nеcеѕɑră lɑ rulmеntul dе рrеѕiunе.

2.5.5. Condiții generale impuse ambreiajului

În afară de condițiile impuse ambreiajului la decuplare și cuplare, acesta trebuie să mai îndeplinească următoarele: să aibă durata de serviciu și rezistență la uzură cât mai mare; să aibă o greutate proprie cât mai redusă; să ofere siguranță în funcționare; să aibă o construcție simplă și ieftină; parametrii de bază să varieze cât mai puțin în timpul exploatării; să aibă dimensiuni reduse, dar să fie capabil să transmită un moment cât mai mare; să fie echilibrat dinamic; să fie ușor de întreținut. Durata de funcționare a ambreiajului depinde de numărul cuplărilor și decuplărilor, deoarece garniturile de frecare se uzează mai ales la patinarea ambreiajului. La fiecare cuplare lucrul mecanic de frecare la patinare se transformă în căldură datorită căreia temperatura de lucru a garniturilor de frecare crește. Experimental s-a constatat că la creșterea temperaturii de la 208C la 1008C, uzura garniturilor de frecare se mărește aproximativ de două ori.

CAPITOLUL AL III-LEA

CALCULUL AMBREIAJULUI MECANIC MULTIDISC

3.1. Justificarea alegerii modelelor similare

Pentru realizarea proiectului este util să se studieze principalele caracteristici constructive ale unor modele similare.

Alegerea modelelor similare este necesară deoarece nu există o documentație completă cu privire la particularitățile constructive și caracteristicile autovehiculului de proiectat. Cu ajutorul acestor modele similare se pot observa elementele comune ale acestor autovehicule și tendința lor spre anumiți parametri.

Prin analiza principalelor caracteristici ale acestor modele se obțin informații ce pot fi folofîte la proiectarea autovehiculului din tema de proiect. Aceste informații ne oferă o imagine de ansamblu pentru autovehiculul deproiectat, niște limite in care acesta trebuie să se încadreze.

Alegerea și analiza modelelor similare oferă astfel o documentație și o bază de plecare pentru proiectarea autovehiculului primit prin tema de proiect.

Cele șase modele similare au fost alese pe baza sarcinii utile cu o eroare de aprox. 5%.

3.2. Studiul tehnico-economic al soluțiilor utilizate la autovehicule similare

Analizând modelele similare din punct de vedere al tipului de caroserie folosit se observă că această soluție pentru caroserie cu post de conducere semiavansat este mai puțin întâlnită, tendința fiind să se folosească caroserie cu post de conducere avansat.

Analizând cele șapte modele similare alese, din punct de vedere al masei proprii se observă că aceasta variază între 1580[Kg] la modelul 1 și 2800[Kg] la modelul 6, celelalte modele având: -l 885[Kg]; -1630[Kg]; -1935[Kg];

Sarcina utilă variază între 630[Kg] la modelul 1 și 2100[Kg] la modelul 6, iar din punct de vedere al repartiției sarcinii totale pe punți, aceasta se analizează procentual, valorile numerice fiind date în tabelul urmator

Pentru celelalte modele nu s-au calculat aceste procente deoarece nu au existat suficiente date privitoare la repartiția sarcinii pe punți.Din tabelul de mai sus se poate observa că la modelele 2 și 3 repartiția sarcinii pe punți este oarecum asemănătoare.Modelul 5 prezintă o repartiție mai mare a sarcinii pe puntea din față , iar la modelul 6 se observă că aproximativ o treime din sarcina totală este repartizată pe punțile din spate, modelul 6 având trei punți

După cum se observă și din tabel există o preferință pentru echiparea acestui tip de autovehicul cu motor diesel. Avantajul acestei alegeri constă în obținerea unei puteri mai ridicate decât în cazul echipării cu motor pe benzină. Puterea dezvoltată de motor la cele șase modele sinilare nu variază în limite foarte largi. Puterea maximă obținută este cuprinsă în intervalul [62;88] la modelele 1 și 5 și respectiv 3. Se observă astfel că cele mai multe valori ale puterii se grupează în partea inferioară a intervalului.

Din punct de vedere al momentului maxim transmis se observă că acesta variază în limite relativ mici. Limita inferioară este de 150[Nm] obținut la o turație de 5250[rot/min] la modelul 2 , iar limita superioară 198[Nm] obținut la 2600[rot/min]. Se observă că momentele maxime transmise nu au o distribuție simetrică în intervalul mai sus menționatei se observă o aglomerare a acestora în jurul valorii de 160[Nm].

Din punct de vedere al ambreiajelor folosite la echiparea autovehiculelor similare se constată că trei dintre acestea sunt echipate cu ambreiaj monodisc cu comandă mecanică , două cu ambreiaj monodisc cu comandă hidraulică și doar un autovehicul este echipat cu ambreiaj monodisc cu comandă hidropneumatică.

Suspensia folosită în dotarea modelelor similare este preponderent suspensie independentă pentru puntea față și axă rigidă pentru puntea spate.această combinație este întâlnită la modelele 1, 2, 3, 4 și 5, modelul 6 fiind echipat cu suspensie independentă pe toate cele trei punți.

Din punct de vedere al arcurilor folosite se observă că există o preferință pentru folosirea arcurilor elicoidale pentru puntea față și arcuri cu foi pentru puntea spate.Se mai întâlnesc soluții cu bară de torsiune la puntea față, la puntea spate fiind folosite tot arcuri cu foi. Amortizoarele folosite sunt aceleași pentru toate cele șase modele similare. Constructorii acestora au optat pentru folosirea amortizoarelor telescopice.

Analizând autovehiculele similare din punct de vedere al frânei de serviciu utilizate se constată că toate cele șase modele similare sunt dotate cu frână hidraulică servoasistată pe toate roțile, frână pe disc. Și în cazul frânei de parcare toate modelele similare sunt dotate cu același tip de frână. Toate acestea folosesc frână de parcare pe roțile din spate.

Din punctul de vedere al ambreiajului folosit, soluția generalizata este cea monodisc uscat cu arc diafragma, deoarece sarcinile maxime ale acestor modele nu sunt atât de mari incat sa justifice folosirea ambreiajelor cu arcuri periferice.

3.3. Calculul puterii motorului și determinarea caracteristicii lui exterioare

Pe baza performanțelor și a caracteristicilor tehnice din tema de proiectare, se stabilesc în prealabil parametrii inițiali care intervin în calcule: greutatea proprie a autovehiculului G0; greutatea totală a autovehiculului Ga; alegerea pneurilor și calculul razei de rulare rr; stabilirea coeficientului aerodinamic K; stabilirea ariei suprafeței transversale maxime A; randamentul transmisiei ηt.

Stabilirea acestor parametri se face pe baza studiului peralabil al organizării de ansamblu al autovehiculului și pe baza valorificării datelor statistice privitoare la autovehiculele cu caracteristici și performanțe apropiate de cele ale autovehiculului de proiectat, ținând seama de perspectivele și tendințele de dezvoltare în domeniul autovehiculelor rutiere.

Greutatea proprie a autovehiculului se determină făcând o medie a greutăților autovehiculelor considerate ce modele similare.

G0 = Gu + Go2 + GBi + G05 + G06 (115)

unde indicii 1, 2, 3, 5, 6 reprezintă numerele de ordine ale modelelor similare alese.

3.4. Calculul propriu-zis al ambreiajului

La calculul ambreiajului se urmărește stabilirea dimensiunilor elementelor principale ale acestuia, în raport cu valoarea momentului motor și pe baza parametrilor constructivi ai motorului și autovehiculului.

3.4.1. Determinarea momentului de calcul

Pentru transmiterea de către ambreiaj a momentului motor maxim fără patinare, pe toată durata de funcționare este necesar ca momentul de frecare Ma al ambreiajului să fie mai mare decăt momentul maxim al motorului. In acest scop se introduce în calcul un coeficient de siguranță β.

Momentul de calcul va fi:

Mc = β Mmax (116)

La alegerea coeficientului β se ține seama de tipul și destinația autovehiculului precum și de particularitățile constructive ale ambreiajului.

La stabilirea valorii coeficientului β se utilizeaza de obicei date statistice existente, avand in vedere tipul si conditiile de exploatare ale autovehiculului precum si particularitatile constructive ale ambreiajului.

Alegerea coeficientului de siguranta se face tinand seama de uzura suprafetelor de frecare si de protejarea transmisiei impotriva solicitarilor determinatede momentele de inertie deoarece nu este permisa functionarea indelungata a ambreiajului in regim de patinare.

O valuare mare a coeficientului β elimina pericolul patinarii ambreiajului in cazul uzarii garniturilor de frecare, se micsoreaza si tipul de patinare ceea ce duce la imbunatatirea demarajului autovehicului. Dezavantajul unui coeficient β mare este cresterea fortei la pedala de actionare si pericolul de aparitie a suprasarcinii deoarece ambreiajul nu mai patineaza la aparitia unor solicitari mari.

O valuare mica a coeficientului β duce la cresterea tendintei de patinare a ambreiajului; marirea duratei de patinare respectiv a lucrului mecanic de patinare are ca efect cresterea uzurii garniturii de frecare.

Valoarea coeficientului de frecare se alege: β=1,8.

Stiind momentul maxim: Mmax= 80,24 daNm.

Momentul de calcul este:

= 144,43 daNm (117)

3.4.2. Calcularea garniturilor de frecare

În continuare, prezint următoarele: determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare, determinarea presiunii specifice dintre suprafețe de frecare, verificarea la uzură a garniturilor de frecare, calculul arcurilor de presiune.

3.4.2.1. Determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare

Raza exterioară se calculează cu relația:

(118)

unde:

, C=(0,53…..0,75). (119)

Alegem C= 0,6

λ este un coeficient care depinde de tipul automobilului și de tipul ambreiajului

Valorile coeficientului

Se alege λ = 40 ambreiaj bidisc

= 199,9 mm. (120)

Ri se determina din relația:

=> Ri=CRe= mm (121)

Diametrul exterior al garniturii de frecare este:

D=399,8 mm (122)

Valoarea obținută se rotunjește la valuarea STAS a dimensiunilor garniturii de frecare pentru ambreiaje din tabelul următor:

Diametrul exterior al garniturii de frecare ales conform STAS este:

D=400 mm (123)

3.4.2.2. Determinarea presiunii specifice dintre suprafețele de frecare

Presiunea specifică dintre discurile ambreiajului se determină cu relația:

(124)

3.4.2.3. Verificarea la uzură a garniturilor de frecare

Durata de funcționare a ambreiajului depinde mai ales de numărul cuplărilor și decuplărilor deorece garniturile de fricțiune se uzează intens în timpul patinării. În medie, la un parcurs de 100 km în oraș ambreiajul se cuplează de 500-600 ori. Cuplarea ambreiajului este însoțită de un lucru mecanic de patinare atât în cazul pornirii de pe loc, cât și la schimbarea treptelor de viteză. La pornirea de pe loc patinarea este de mai lungă durată și de aceea se consideră în calcul acest regim.

Pentru o uzură satisfăcătoare lucrul mecanic specific de frecare Ls trebuie să se încadreze în intervalele următoare: Ls = 100-120 Nm/cm2 – pentru autoturisme; Ls = 15-25 Nm/cm2 – pentru autocamioane cu până la 5×104 N; Ls = 40-60 Nm/cm2 – pentru autocamioane peste 5×104 N.

Ls = L/i⋅A’ (125)

unde: L – lucrul mecanic de frecare la patinarea ambreiajului, i – numărul de perechi de suprafețe de frecare; A’ – suprafața unei garnituri de frecare.

[daNm] (126)

3.4.2.4. Calculul arcurilor de presiune

Arcurile de presiune ale ambreiajului sunt solicitate după un ciclu asimetric. Arcurile periferice sunt în general arcuri cilindrice din sârmă trasă și au o caracteristică liniară

Pentru determinarea diametrului sârmei și a diametrului de înfășurare trebuie să se cunoască:

Fa = forța totală ce trebuie dezvoltată de arcuri;

na = nr. de arcuri;

F’a = forța pe care trebuie să o dezvolte un arc.

Avem relația:

F'a= Fa/ na (127)

na – se alege în general ca multiplu de 3 pentru a avea o apăsare uniformă a arcurilor asupra discului de presiune.

Pentru microbuze F'a trebuie să se încadreze între 40480[daN]. Pentru diametrul exterior al garniturilor de frecare între (2004280)[mm] se recomandă să se aleagă între (9-12) arcuri.

Se aleg 9 arcuri.

Calculul de uzură al garniturilor:

(128)

(129)

(130)

Calculul arcurilor

Forța de apăsare pe discul de presiune:

(131)

(132)

(133)

Forța de apăsare a unui arc:

(134)

(135)

Se adoptă arc elicoidal cilindric cu următoarele caracteristici: diametrul exterior: 17.5 mm; înălâimea de lucru: 40 mm; nr. de spire: 5.5.

Diametrul sarmei arcului:

(136)

(137)

(138)

(139)

Se adoptă d = 3.5 mm

Efortul unitar de torsiune:

(140)

(141)

Săgeata:

(142)

Rigiditatea arcului:

(143)

Calculul arborelui. Momentul de torsiune pentru verificarea arborelui se consideră momentul transmis de ambreiaj, majorat cu 20% pentru a ține seama și de eforturile de încovoiere.

(144)

(145)

(146)

(147)

Din STAS 1769 Serie Mijlocie, se alege canelura 8x42x48 cu următoarele caracteristici: Di = 42 mm; De = 48 mm; b = 8 mm; z = 8; l = 100 mm.

Verificarea canelurii la strivire:

(148)

Verificarea canelurii la forfecare:

(149)

Alegerea amortizoarelor de oscilații. În funcție de diametrul exterior al garniturilor de fricțiune, se aleg 8 arcuri amortizoare cu următoarele caracteristici:

Diametrul exterior: 24 mm;

Diametrul sârmei: 4 mm;

Săgeata arcului: 4 mm;

Raza de dispunere: 66 mm;

Nr. de spire arc: 8.

Rigiditatea arcului:

(150)

Rigiditatea amortizorului:

(151)

Forța dezvoltată de un arc:

(152)

(153)

Momentul dezvoltat de arcuri:

(154)

Calculul sistemului de acționare. Schema de calcul a mecanismului de acționare este dată în figura de mai jos. Este compusă dintr-o parte hidraulică și una mecanică.

Se adoptă dimensiunile:

a = 200 d = 80

b = 65 e = 103

c = 60 f = 20

Se calculează coeficienții:

(155)

(156)

(157)

Figurɑ nr. 89. Schema de calcul a mecanismului de acționare

Forța necesară la tija pistonului:

(158)

F = 7928 (159)

(160)

Forța de apăsare pe pedală:

(161)

(162)

Raportul de transmitere:

(163)

Dimensiuni pistonașe:

(164)

(165)

Raportul de transmitere:

(166)

(167)

Deplasarea totală Sm a manșonului de lucru:

Deplasarea libera a mansonului : Si = 6 mm

Numarul de suprafete de frecare: i = 4

Distanta dintre suprafetele de frecare: ∆s = 0.5 mm

(168)

Cursa pistonului cilindrului de lucru:

(169)

Volumul lichidului activ din cilindru:

(170)

Stiind ca V1 = V2, cursa S1 este:

(171)

Calculul încălzirii elementelor ambreiajului

(172)

(173)

(174)

CAPITOLUL AL IV-LEA

COMANDA AMBREIAJULUI

4.1. Dispozitiv electronic de diagnoză pentru ambreiaje

Unitatea electronică de control (ECU) este nucleul autovehiculului și asigură funcționarea corectă a grupului motor-propulsor prin citirea și interpretarea valorilor de la o multitudine de senzori și prin adaptarea în consecință a actuatoarelor (injectoare, supape pneumatice, electrovalve, etc.).

4.1.1. Schema bloc de principiu a sistemului

Figurɑ nr. 90. Schema de principiu a dispozitivului OnRoad Diagnostic

Unitatea electronică de control (ECU) este nucleul autovehiculului și asigură funcționarea corectă a grupului motor-propulsor prin citirea și interpretarea valorilor de la o multitudine de senzori și prin adaptarea în consecință a actuatoarelor (injectoare, supape pneumatice, electrovalve, etc.).

Dispozitivul OnRoad Diagnostic interacționează cu ECU prin intermediul celor două standarde ale protocolului OBD-II, SAE J1939 respectiv ISO 9141-2 și cere informații de la diferiți senzori precum senzorii de turație, de presiune a combustibilului, de nivel al combustibilului, sau de temperatură a lichidului de răcire. Informațiile primite sunt prelucrate și formatate într-un limbaj natural ușor de înțeles pentru utilizatori care apoi sunt afișate fie pe ecranul LCD încorporat în dispozitiv, fie sunt trimise către un sistem de calcul pentru o prelucrare și o expunere mai complexă.

Figurɑ nr. 91. Schema bloc a dispozitivului OnRoad Diagnostic

Funcția de interconectare cu autoturismul este realizată de microcontroller-ul specializat ELM327 și de către circuitele de achiziție specifice standardelor SAE J1939 și ISO 9141-2. Datele preluate de ELM327 sunt trimise la modulul de control și afișaj prin intermediul UART, unde sunt analizate și prelucrate urmând să fie afișate sau trimise către o aplicație externă printr-o comunicație bluetooth sau cu ajutorul interfeței RS-232 în funcție de opțiunile utilizatorului. Nucleul modulului de control și afișaj este alcătuit dintr-un microcontroller ATMega32.

Interacțiunea între sistemul de diagnoză și utilizator este mediată de către un modul de control care permite comanda întregului sistem.

4.1.2. Structura dispozitivului

Dispozitivul este alcătuit din șase module diferite interconectate în cadrul aceluiași PCB și un modul de control amplasat în partea superioară a aparatului.

Principalele componente ale acestuia sunt cele două microcontroller-e ELM327 și ATMega32. Primul realizează protocolul OBD-II, iar cel de-al doilea este folosit pentru interfațarea cu factorul uman.

Cele două microcontroller-e comunică prin intermediul interfeței UART cu un baud rate 19200 b/s, iar datagramele sunt structurate în 8 biți de date fără paritate și un singur bit de stop.

Figurɑ nr. 92. Imagine virtuală a PCB-ului integrat

4.1.2.1. Modul de alimentare

Modulul de alimentare este plasat în partea superioară a plăcii și realizează conversia de tensiune de la 12V (sau 24V în cazul vehiculelor utilitare) provenită de la acumulatorul autoturismului până la 5V tensiunea nominală a microcontroller-elor, respectiv 3.3V tensiunea necesară modulului bluetooth.

Stabilizarea de tensiune la 5V este realizată de circuitul integrat LM317 produs de Național Semiconductors.

Cele două rezistoare R1 și R2 au fost dimensionate conform relației:

(175)

unde 1.25 reprezintă tensiunea de referință iar

(176)

(177)

Pentru o tensiune de ieșire mai apropiată de 5V (5.04V) am determinat experimental valorile optime ale rezistoarelor care să respecte întru totul relația:

(178)

Figurɑ nr. 93. Sursa de alimentare de 5V

Pentru stabilizarea de tensiune la 3.3V am ales soluția propusă de cei de la Texas Instruments, LM1117. Am recurs la această metodă deoarece modulul bluetooth ales nu este tolerant cu o tensiune de 5V.

Figurɑ nr. 94. Sursa de alimentare de 3.3V

Configurația aleasă este una specifică unui regulator de tensiune fix pentru o tensiune de ieșire de 3.3V, folosind numai două condensatoare electrolitice de capacitate 10uF care realizează corecția caracteristicii de ieșire.

4.1.2.2. Modul de achiziție

Modulul de achiziție constă în două circuite electronice tipice diferite, specifice celor două standarde implementate în cadrul dispozitivului OnRoad Diagnostic: SAE J1939 respectiv ISO 9141-2.

MCP2551 este un transceiver CAN de mare viteză (rate de transfer până la 1 Mb/s) și cu o toleranță crescută la erori care permite interfațarea între protocolul CAN și magistrala fizică. Acesta realizează conversia semnalelor digitale generate de controller-ul CAN în semnale potrivite pentru transmisia printr-un mediu fizic.

Standardul ISO 11898 definește o impedanța de linie pentru comunicația CAN egală cu Z=120Ω. Astfel, am ales în consecință o terminație de rețea standard formată dintr-un rezistor (R21) cu o valoare de 120Ω. Totodată, terminația are și rolul de minimizare a reflexiilor apărute pe linie dar și de a proteja circuitele dezvoltate în tehnologie CMOS de starea de nedeterminare.

Figurɑ nr. 95. Circuitul de achiziție de date pentru standardul SAE J1939

Modulul ISO 9141-2 este un circuit tipic, alcătuit în totalitate din componente discrete. Standardul ISO 9141-2 presupune comunicația pe două linii: ISO-L pentru stabilirea comunicației și ISO-K pentru comunicația propriu-zisă.

Figurɑ nr. 96. Circuit tipic pentru achiziția de date pentru standardul ISO 9141-2

Atunci când unitatea de control a autoturismului răspunde cererii, semnalul primit va ajunge la pinul 12 (ISO_In) al microcontroller-ului ELM327 cu un nivel scăzut cauzat de trecerea prin divizorul de tensiune realizat cu ajutorul rezistoarelor R10 și R11.

Semnalul de intrare este precedat de un trigger Schmitt implementat în capsula circuitului integrat, care are scopul de a transforma semnalul analogic într-unul digital.

Divizorul de tensiune oferă un prag de creștere (raise) de 7V respectiv un prag de cădere (falling) de 3.5V triggerului Schmitt, fapt ce determină o creștere a imunității la perturbații.

4.1.2.3. Modul de interpretare

Modulul de interpretare are la bază microcontroller-ul specializat ELM327 care implementează protocolul OBD-II. Acesta realizează comunicația cu unitatea de control a autovehiculului cu ajutorul modulelor de achiziție prezentate anterior.

Frecvența de ceas a dispozitivului este de 4Mhz, generată de un oscilator extern cu cuarț.

Din cauza faptului că microcontroller-ul ELM327 este realizat în tehnologie semiconductoare (CMOS), este necesară conectarea la un potențial pozitiv (Vdd) sau 0 (GND) a pinilor neutilizați.

Deoarece intrarea Vmeasure (pinul 2) este analogică și permite un nivel maximum de tensiune de 5V, am recurs la o divizare a potențialului de intrare prin intermediul divizorului rezistiv format din R12 și R13, pentru a reduce nivelul de tensiune la o valoare apropiată de 5V, în cazul alimentării modulului cu 24V și o tensiune de 2.5V în cazul în care alimentarea dispozitivului se face de la un acumulator de 12V.

Figurɑ nr. 97. Modulul de achiziție

(179)

Cele patru led-uri de culoare verde servesc drept martori ai comunicației între microcontroller-ul ELM327 și unitatea de control a autoturismului respectiv, dar și ai comunicației între sistemul de calcul și dispozitivul OnRoad Diagnostic.

4.1.2.4. Modul de control și afișaj

Funcția de control a modulului este asigurată de către microcontroller-ul ATMega32. Acesta rulează firmware-ul răspunzător pentru transmisia de comenzi, recepționarea și procesarea răspunsului generat de către microcontroller-ul ELM327. Prin intermediul modulului de interfață cu utilizatorul, microcontroller-ul ATMega32 oferă utilizatorului controlul deplin al sistemului și al capabilităților acestuia. Funcția de afișare este realizată de către un ecran LCD monocrom cu o matrice de 16 coloane și 4 linii (16×4), ce utilizează un controller grafic HD44780. Deoarece portul C avea un număr suficient de pini liberi, am recurs la conectarea LCD-ului printr-o interfață de 8 biți. Astfel, liniile de date ale LCD-ului (DB0-DB9) au fost conectate în totalitate la portul C al microcontroller-ului ATMega32. Am ales experimental pentru rezistorul R5, o valoare de 4.7KΩ ce determină un contrast suficient al ecranului pentru a fi vizibil. Sistemul de alarmă implementat în dispozitiv este responsabil de avertizarea șoferilor în legătură cu eventualele probleme detectate.

Figurɑ nr. 98. Modulul de control și afișaj

4.1.2.5. Modul de comunicație

Conține un circuit integrat MAX3232CPE+ care are rolul de a realiza conversia din nivel TTL în nivel RS-232 către conectorul DB9-F (conector pentru interfațarea cu PC-ul). Asigură una din metodele de interconectare cu sistemul de calcul.

Figurɑ nr. 99. Modulul de comunicație RS-232

Max3232CPE+ este un circuit integrat ce realizează conversia semnalelor primite de la un port serial într-o formă specifică circuitelor digitale Transistor-transistor logic (TTL). Acesta poate să realizeze conversia semnalelor de recepție (RX), de transmisie (TX), dar și a semnalelor de protocol Clear to send (CTS) respectiv Ready to send (RTS).

4.1.2.6. Modul Bluetooth

Grupul T4, R26 și R27 legat la RX realizează amplificarea nivelului de 3.3V.

Divizorul de tensiune legat la portul de transmisie al ELM327 are rolul de a reduce nivelul TX de la 5V la aproximativ 3.3V. Pentru un potențial de 3.3V, provenit de la modulul bluetooth tranzistorul este blocat, iar la pinul RX al ELM327 se vor regăsi 5V. Pentru un potențial de 0V tranzistorul este în saturație, iar la RX se vor regăsi 0V.

Figurɑ nr. 100. Modulul Bluetooth

Pentru a realiza comunicația între sistemul de diagnoză OnRoad Diagnostic și terminalul mobil am ales modulul bluetooth RN-42:

Figurɑ nr. 101. Modulul RN-42

Sursa:http://www.robofun.ro/bluetooth_arduino?keyword=bluetooth&category_id=0

4.1.2.7. Modul de interfață cu utilizatorul

Modulul de interfață cu utilizatorul conține patru butoane ce controlează meniul dispozitivului. Acestea sunt legate prin intermediul unui conector (6 pini) la portul D al microcontroller-ului ATMega32.

Figurɑ nr. 102. Imagine virtuală a modulului de interfațare cu utilizatorul

Figurɑ nr. 103. Modulul de interfață cu utilizatorul

4.1.3. Software-ul dispozitivului

Scopul funcției uart_init() este acela de a stabili baud rate-ul la care va avea loc comunicația între dispozitive dar și de a activa mecanismele de transmisie (TX) respectiv recepție (RX).

void uart_init (unsigned int baudrate_init)

{

UBRRH=(unsigned char)(baudrate_init>>8);

UBRRL=(unsigned char) baudrate_init;

UCSRB|=(1<<TXEN)|(1<<RXEN);

UCSRC|=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);

}

4.1.3.1. Inițializarea comunicației

Registrul USART Baud Rate Register (UBRR) este un registru de 16 biți în care este stocată informația despre baud rate. Acesta este structurat în două registre de 8 biți: UBRRH și UBRRL.

Registrul UBRRH conține cel mai semnificativ octet de informație, în timp ce UBRRL conține cei mai puțin semnificativi biți de informație.

Funcția primește ca parametru o valoare întreagă, baudrate_init, care este definită pe baza formulei:

(180)

unde F_CPU reprezintă valoarea frecvenței de ceas a sistemului, iar BAUD este valoarea aleasă a baud rate-ului.

În prezentul proiect am ales frecvența de ceas ca fiind F_CPU = 4000000UL (4MHz), iar baud rate-ul de 19200 b/s.

Pentru o simplificare a codului cele două valori au fost definite în header-ul fișierului sursă sub forma:

#define BAUD 19200

#define BAUDRATE ((F_CPU)/(BAUD*16UL)-1)

Prin secvența de cod UCSRB|=(1<<TXEN)|(1<<RXEN) în registrul UART Control and Status Register B (UCSRB) va fi încărcată valoarea 018H (valoare binară = 00011000) prin care se modifică valoarea biților reprezentativi pentru activarea structurii de transmisie TXEN respectiv recepție RXEN.

Figurɑ nr. 104. Structura registrului UCSRB

Sursa: Foaia de catalog a microcontroller-ului ATMega32, pp. 165/357

Secvența de cod UCSRC|=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1) încarcă în registrul UART Control and Status Register C (UCSRC) valoarea 086H (valoare binară =10000110). Această valoare este obținută prin schimbarea valorii inițiale (0) a biților URSEL, UCSZ0 și UCSZ1.

Figurɑ nr. 105. Structura registrului UCSRC

Sursa: Foaia de catalog a microcontroller-ului ATMega32, pp. 166/357

Bitul URSEL stabilește ce registru va fi accesat: UCSRC sau URRBH. Deoarece se execută o operație de scriere în registru, valoarea bitului URSEL este 1.

Valorile biților UCSZ1 și UCSZ0 au fost alese în concordanță pentru a defini lungimea cuvântului de date la 8 biți.

Variații ale celor doi biți pot determina diferite lungimi ale cuvintelor.

4.1.3.2. Transmisia de caractere

Funcțiile uart_transmit(char send_data) și uart_transmit_string(char *send_string) implementează metodele de transmisie ale unui caracter respectiv ale unui șir de caractere prin intermediul UART.

void uart_transmit (char send_data)

{

while (!( UCSRA & (1<<UDRE)))

{}

UDR = send_data;

}

void uart_transmit_string(char *send_string)

{

while(*send_string)

{

uart_transmit(*send_string++);

}

}

Se realizează o operație logică ȘI (AND) între registrul UCSRA și 00100000 (UDRE) prin care se determină dacă registrul USART Data Register (UDR) este pregătit pentru a începe transmisia caracterului.

Cât timp rezultatul operației ȘI este diferit de 1, se așteaptă ca flag-ul UDRE să devină 1, iar când acesta își schimbă starea inițială, caracterul este pus în buffer-ul de transmisie UDR.

4.1.3.3. Recepția de caractere

unsigned char uart_recieve(void)

{

while(!(UCSRA & (1<<RXC)))

{

}

return UDR;

}

char* uart_recieve_string(char a[])

{

char *ret;

int i=0;

while((a[i++]=uart_recieve())!=0x3E);

a[i]='\0';

ret=a;

return(ret);

}

Funcția uart_recieve() verifică starea flag-ului RXC din registru UCSRA, flag ce indică starea datelor din buffer-ul de recepție.

Figurɑ nr. 106. Structura registrului UCSRA

Sursa: Foaia de catalog a microcontroller-ului ATMega32, pp. 164/357

Flag-ul RXC are valoarea 1 atunci când există date necitite în buffer-ul de recepție și are valoarea 0 atunci când toate datele recepționate au fost citite.

Funcțiile vor transfera datele din buffer-ul de recepție într-un array atâta timp cât flag-ul RXC are valoarea 1.

Funcția uart_recieve_string(char a[]) definește un șir de caractere (array) în care vor fi puse datele recepționate până la întâlnirea caracterului > (cod ascii: 3E) care marchează încheierea răspunsului primit de la microcontroller-ul ELM327. Funcția returnează un pointer care conține adresa șirului de caractere recepționat.

4.1.3.4. Citirea și stocarea datelor unui parametru cerut

uart_transmit_string("010D\r");

uart_recieve_string(recbuf);

deleteCR(recbuf);

sscanf(recbuf,"%*s %*s %X",&speed);

sprintf(speed_buff,"%d",speed);

Funcția uart_transmit_string() trimite către ECU modul de funcționare în care se lucrează 01 și PID-ul corespunzător parametrului viteză de deplasare 0D urmat de \r, carriage return.

După trimiterea acestei secvențe, funcția uart_recieve_string() recepționează datele primite de la ECU și le pune în buffer-ul recbuf de unde șirul de date este parcurs de funcția deleteCR() al cărei scop este acela de a elimina carriage return-ul și caracterul ce marchează finalul răspunsului (caracterul >).

Răspunsul mașinii la parametrul 0D este o secvență asemănătoare cu: 41 0D 64, unde primul byte reprezintă modul de funcționare (40 +01) iar cel de-al doilea, parametrul cerut (0D). Ultimul byte reprezintă viteza de deplasare a autovehiculului înregistrată de senzorul aferent exprimată hexazecimal (64(hex) = 100 (dec) KM/h).

Secvența de cod sscanf(recbuf,"%*s %*s %X",&speed) tratează primii byte ca string și vor fi ignorați, iar ultimul byte va fi tratat ca hexazecimal și valoarea acestuia va fi salvată în variabila speed.

Valoarea zecimală a vitezei va fi copiată într-un buffer pentru a putea fi afișată pe ecranul LCD.

4.1.4. Programarea microcontrollerului

Programarea microcontroller-ului ATMega32, responsabil de control și afișaj, este realizată prin intermediul interfeței de programare In Circuit Serial Programming (ICSP).

Figurɑ nr. 107. Conectorul ICSP 10-pin

Această interfață de programare folosește o comunicație serială Serial Peripheral Interface (SPI) pentru a transfera firmware-ul către microcontroller prin legarea conectorului ICSP-10 în următoarea configurație: MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) conectat la pinul 7 (PB6), MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) conectat la pinul 6 (PB5), SCK (SPI Bus Serial Clock) conectat la pinul 8 (PB7), RESET conectat la pinul 9 ().

Pentru programarea dispozitivului ATMega32 am folosit un programator universal pentru toate produsele Atmel numit DIAMEX-PROG-S.

Figurɑ nr. 108. Programatorul DIAMEX-PROG-S

Sursa: http://www.heise.de

4.2. Realizarea unui computer de bord auto cu microcontrollerul

PIC16F887

Se poate observa că un microcontroller este organizat în jurul unei magistrale interne pe care se vehiculează date, adrese și semnale de comandă și control între blocurile funcționale.

Unitatea centrală execută instrucțiunile pe care le primește prin magistrala de date din memoria program. Structura Harvard este posibilă și răspândită la microcontroller pentru că de regulă instrucțiunile sunt stocate în memoria ROM, iar datele în cea RAM.

Memoria RAM este o memorie cu caracter volatil care poate fi scrisa si citita de unitatea centrala iar locatiile adreselor din aceasta memorie pot accesate in orice ordine. Pe chip, memoria RAM ocupă mult loc și implicit costurile de implementare sunt mari. De aceea un microcontroller include de obicei puțin RAM.

Memoria ROM (Read Only Memory) este cea mai ieftină și cea mai simpla memorie și se folosește la stocarea programelor în faza de fabricație. Unitatea centrală poate citi informațiile, dar nu le poate modifica.

Memoria PROM (Programmable Read Only Memory) este similară cu memoria ROM, dar ea poate fi programată de către utilizator. După posibilitățile de ștergere, această memorie poate fi de mai multe feluri:

Memoria EPROM (Erasable PROM) care se poate șterge prin expunere la raze ultraviolete. Microcontrollerele cu EPROM au un mic geam de cuarț care permite ca chip-ul să fie expus la radiația ultravioletă. Ștergerea este neselectivă, adică se poate șterge doar întreaga informație și nu numai fragmente. Memoria poate fi ștearsă și reînscrisă de un număr finit de ori. Programarea EPROM-ului necesită o procedură specială, iar MC cu EPROM au nevoie de regulă pentru înscrierea EPROM-ului de o tensiune auxiliară, de 12 V de exemplu. Unele microcontrollere au incluse circuite de programare a memoriei EPROM, cu ajutorul cărora unitatea centrală poate programa memoria EPROM. În timpul programării memoria EPROM nu este conectată la magistrala de date și adrese. Unele microcontrollere sunt prevăzute cu mod special de lucru, în care sunt văzute din exterior ca niște memorii EPROM obișnuite și pot fi astfel programate cu orice programator.

OTP (One Time Programmable PROM) se folosește pentru multe serii de microcontrollere. Memoria OTP este de fapt o memorie EPROM, dar chip-ul a fost capsulat într-o capsulă de material plastic fără fereastră, care este mult mai ieftină. Memoria nu se poate șterge sau reprograma. Prețul unui MC cu OTP este mic, viteza este bună, dar aplicațiile sunt lipsite de flexibilitate.

Memoria EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) poate fi ștearsă electric de către unitatea centrală, în timpul funcționării. Ștergerea este selectivă, iar pentru reînscriere trebuie parcurși mai mulți pași. Memoria EEPROM echipează multe MC, fiind ieftină. În memoria EEPROM se memorează un mic număr de parametri care se schimbă din timp în timp. Memoria este lentă și numărul de ștergeri/scrieri este limitat (tipic 10 000).

Memoria FLASH este o memorie asemănătoare EPROM și EEPROM în sensul că poate fi ștearsă și reprogramată în sistemul în care este folosită (fără a fi necesar un sistem dedicat). Are capacitatea unui EPROM, dar nu necesită fereastră pentru ștergere. Ca și EEPROM, memoria FLASH poate fi ștearsă și programată electric. Memoria FLASH nu permite ștergerea individuală de locații, utilizatorul poate să șteargă doar întregul conținut.

4.2.1. Schema bloc a microcontrollerului

Schema este în continuare o reprezentare generalizată:

Figurɑ nr. 109. Schema bloc microcontroller

Din punct de vedere al locului și modului de programare a memoriilor de tip PROM există două concepte: ICP (In Circuit Programming) – programarea memoriei când microcontrollerul se află pe placa de cablaj imprimat a aplicației; ISP (In System Programming) – presupune posibilitatea de reprogramare în funcționare a sistemului. De exemplu la autovehiculele comandate de microcontroler, schimbarea tipului benzinei sau schimbarea unei legi privitoare la poluare pot fi actualizate în programul microcontroller fără ca acesta să fie scos din autovehicul.

Tipul de memorie și capacitatea memoriei din echiparea unui microcontroler sunt caracteristici particulare fiecărui tip de circuit.

Magistrala de date și cea de adrese pot fi separate sau multiplexate. Fiecare MC are un controller de întreruperi care admite atât intrări din exterior cât și de la modulele interne. Unele MC dispun de un controller DMA propriu.

Figurɑ nr. 110. Diagrama bloc a microcontrollerului PIC16F887

Modulele I/O pot fi seriale sau paralele. Fiecare modul transferă date cu exteriorul prin intermediul registrului de date (RD). Modulul este programat (configurat) de unitatea centrală prin intermediul unui registru de comenzi (RC) și se poate citi starea modulului prin registrul de stare (RS). Prin RS se pot genera întreruperi către unitatea centrală. Registrele modulelor I/O pot fi văzute de UC ca locații de memorie sau ca dispozitive de I/O într-un spațiu de adresare separat. Sub numele de dispozitiv I/O, într-o abordare generalizată, sunt cuprinse principalele interfețe ale MC (timer, canal serial UART) și linii I/O grupate în porturi paralele de uz general. Același nume generic poate acoperi și interfețele speciale întâlnite în configurații particulare de MC (convertor A/D, interfață serială sincronă, interfață LCD, interfață USB, etc.)

Dispozitivele I/O reprezintă un aspect de mare interes atunci când este vorba de microcontroller, interes rezultat din însăși particularitatea unui MC aceea de a interacționa cu mediul în procesul de control pe care îl conduce.

Dispozitivele I/O implementează funcții speciale degrevând unitatea centrală de toate aspectele specifice de comandă și control în funcția respectivă.Există o varietate mare de dispozitive I/O; dispozitivele I/O conduc operații generale de comunicație (transfer serial sau paralel de date), funcții generale de timp (numărare de evenimente, generare de impulsuri), operații de conversie analog/numerică, funcții de protecție, funcții speciale de comandă, și enumerarea poate continua. Parte din resurse acoperă funcțiile de control propriu-zis, iar o parte asigură funcțiile necesare aplicațiilor în timp real (sistemul de întreruperi, timer). Din această mare varietate, parte din dispozitive se găsesc în configurația tuturor MC sau sunt foarte des întâlnite, iar o altă parte de dispozitive o regăsim doar în MC construite pentru a optimiza aplicații cu un grad mare de particularitate. În acest capitol, în continuare, vor fi prezentate dispozitive des întâlnite în echiparea MC. Dispozitivele I/O sunt văzute de unitatea centrală ca porturi. Există două filozofii de alocare a adreselor (mapare) pentru apelarea porturilor de către unitatea centrală. Porturile sunt mapate fie în spațiul de memorie, fie într-un spațiu propriu.

Natura aplicațiilor pentru care s-a născut microcontroller-ul implică o multitudine de funcții de timp puse la dispoziția utilizatorului prin module de timp numite timer. Un MC este echipat în mod obligatoriu cu un astfel de modul mai mult sau mai puțin complex. Un sistem timer obișnuit pune la dispoziție un set de funcții implementate pe baza unui numărător liber central și a unor blocuri funcționale pentru fiecare funcție în parte.

Timer-ul are în structura sa, dintre toate celelalte subsisteme, cele mai multe registre. Toate funcțiile unui timer pot genera întreruperi independente; fiecare are controlul propriu și propriul vector de întrerupere. Modulele timer complexe sunt construite cu arii de numărare programabile (PCA). Pentru aplicații speciale în timp real s-au construit module timer cu unitate aritmetică și logică proprie. Timer-ul este folosit pentru a măsura timpul și pentru a genera semnale cu perioade și frecvențe dorite. Timer-ele nu sunt doar circuite cu funcții detemporizare; în modulul timer sunt implementate câteva mecanisme care pun la dispoziția utilizatorului funcții specifice.

Mecanismul de comparare permite controlul unor semnale de ieșire; mecanismul de captură permite monitorizarea unor semnale de intrare; numărătoarele interne permit generarea de referințe de timp interne, necesare în bucle de întârziere, multiplexarea diferitelor sarcini software, ș.a. Timer-ul poate fi folosit practic pentru orice funcție de timp, inclusiv generarea unor forme de undă sau conversii D/A simple. Funcțiile oferite de un timer sunt:

Captură la intrare (IC – input capture) – această funcție se bazează pe posibilitatea de a stoca valoarea numărătorului principal la momentul apariției unui front activ al unui semnal extern. Facilitatea permite măsurarea lățimii unui impuls sau a perioadei unui semnal. Facilitatea poate fi folosită și ca referință de timp pentru declanșarea altor operații.

Comparare la ieșire (OC – output compare) – se compară la fiecare impuls de ceas valoarea numărătorului principal cu cea a unui registru. Dacă se constată egalitate, în funcție de programarea anterioară pot avea loc următoarele evenimente: declanșarea unei acțiuni la un pin de ieșire (opțional), setarea unui flag într-un registru sau generarea unei întreruperi pentru unitatea centrală (opțional). Funcția este folosită pentru a genera întârzieri sau pentru a genera o formă de undă cu valori dorite pentru frecvență și pentru factorul de umplere.

Întreruperi în timp real (RTI – real-time interrupt) – într-un sistem există sarcini care trebuiesc executate periodic sau care nu permit depășirea unui interval limită între doua execuții. Aceste sarcini sunt lansate ca rutine de tratare a întreruperii generate de timer.

COP (computer operating properly) watchdog – această funcție este folosită pentru a reseta sistemul în cazul în care din erori de programare (bugs) sau erori în desfășurarea programului datorate perturbațiilor mediului, registrul COP nu este accesat într-un interval de timp prescris.

Acumulare de pulsuri (pulse accumulator) – este funcția folosită pentru a număra evenimentele ce apar într-un interval de timp determinat sau pentru a măsura durata unui impuls.

Intrările/ieșirile analogice și convertoarele A/D nu sunt considerate ca parte definită în contextul unui calculator; aceste elemente sunt importante în schimb atunci când considerăm un microcontroller. Prezența modulelor A/D și D/A în structura unui MC contribuie la “puterea”acestuia în aplicații deoarece interfațarea cu mediul presupune necesitatea de a prelucra sau de a elabora mărimi analogice. Convertoarele A/D sunt des întâlnite printre perifericele on-chip. Convertoarele D/A nu sunt întâlnite în mod uzual printre unitățile componente deoarece sunt relativ ușor implementate în exterior. Un convertor D/A simplu poate fi realizat folosind un timer în mod PWM și integrând pulsul în exterior cu un simplu circuit RC.

Convertoarele A/D integrate pe chip sunt convertoare cu aproximații succesive sau mai rar, convertoare cu integrare. Însușirile convertoarelor nu sunt deosebite; sunt convertoare lente în comparație cu cele implementate în circuite independente. Timpii de conversie obișnuiți sunt plasați în intervalul 10μs-25μs. Rezoluția este de 8, 10 sau 12 biți iar precizia de +/-1/2LSB. Modulul de conversie este prevăzut și cu un multiplexor analogic, astfel sunt disponibile mai multe canale de intrare. Unele MC sunt echipate și cu circuit de eșantionare/memorare. În cazul în care circuitul de eșantionare/memorare lipsește, semnalul analogic trebuie menținut constant pe durata unei conversii. Tensiunea de referință necesară convertorului poate fi generată în circuit sau dacă nu, este necesar să fie furnizată din exterior. În continuare, este prezentată o schemă bloc simplă a unui modul de conversie A/D. Circuitul analogic de intrare constă într-un multiplexor analogic, un circuit de eșantionare/memorare și un convertor A/D cu aproximații succesive. Tensiunea de referință pentru convertor și masa analogică sunt furnizate din exterior la pini speciali. Clock-ul necesar convertorului este generat intern din clock-ul unității centrale.

4.2.2. Sistemele senzoriale

Pentru majoritatea sarcinilor atribuie unui robot, cel mai comun tip de intrare este cel reprezentat de semnalul electric provenit de la sistemul senzorial. Se poate spune faptul că există o gamă largă de sisteme senzoriale de la foarte simple la foarte complexe, toate acestea utilizate cu un sigur scop și anume de a oferi robotului semnalul pe baza căruia să poată lua decizii inteligente. Spre exemplu un senzor de temperatura poate oferi robotului informația necesară în scopul de a continua sau nu o anumită acțiune.

Senzorii se pot grupa în două mari categorii, și anume:

Senzori digitali care oferă rezultate la ieșire numai de valori 1 sau 0, on/off sau true/false. Un simplu exemplu în acest sens este un comutator oferind informația necesară în momentul în care acesta este închis sau deschis.De asemenea un sensor sonar sau ultrasonic range finder returnează valori binare, semnalul din ieșire fiind compus dintr-un anumit număr de biți și furnizând informații referitoare la distanță. Senzorii digitali pot fi conectați direct la blocul de procesare și control fără alte blocuri electronice de interfațare.

Senzorii analogici care oferă la ieșire de obicei o tensiune. În multe cazuri, acest tip de senzori oferă la ieșire o rezistență sau un curent variabil care este convertit mai apoi de către un circuit intermediar într-o tensiune. Un exemplu foarte bun este acela în care un element LDR (foto-rezistor) este expus la lumină.În acest caz, prin construcția unui simplu divizor de tensiune, tensiunea din ieșire variază direct cu lumina care intră în contact cu foto-celula. În cazul senzorilor analogici este deseori nevoie de un bloc de conversie analog-digital care să convertească variația tensiunii de la ieșirea senzorului într-o formă în care unitatea centrală de procesare o poate utiliza. În ceea ce privește tipul senzorilor, se pot enumera:

Sonar ultrasonic range finder în care undele reflectate sunt folosite pentru a aproxima distanța sau pentru determina dacă robotul este în apropiere de un obiect. Raza de acțiune are o valoare maximă în jur de 10 metri.

Senzorul cu infraroșu în care undă în infraroșu reflectată este utilizată în scopul de a determina distanța. Raza tipică de acțiune este de la 0 la 2 metri.

Senzorul de lumină este utilizat în scopul de a detecta prezența sau absența luminii.

Senzorul piroelectric în infraroșu poate detecta diferențe de temperatură și este foarte utilizat în senzorii de mișcare. Raza de acțiune este cuprinsă de la 0 până în jurul valorii de 15 metri.

Senzorul de sunet cu ajutorul căruia sursele de sunet pot fi detectate.Se poate regla astfel încât să fie sensibil la anumite frecvente și amplitudini ale semnalului sonor.

Accelerometrul care este folosit pentru a detecta schimbări de viteză sau deviații de la axa orizontală, cel mai des fiind utilizat pentru a determina viteza de deplasare a robotului.

Senzorul de temperatura poate fi utilizat pentru a monitoriza temperatura ambiantă sau căldura aplicată.

4.2.3. Programarea memoriei microcontrollerului

Programarea de tip ISP (In-System Programming) este o tehnică pentru programarea unui microcontroler după ce acesta a fost dispus pe placa de circuit. TehnicaICSP (In-Circuit Serial Progrmming) reprezintă o evoluție a tehnicii ISP dezvoltatăde către firma Microchip în scopul programării microcontrolerelor PICmicro TM OTP șiFlash. Utilizarea a doar doi pini de intrare/ieșire pentru transferul serial al datelor este mult mai ușoară și mai puțin intruzivă decât operarea normală a microcontroleru-lui.

Programatorul reprezintă instrumentul hardware care permite transferul un program într-un microcontroler. Acesta poate fi întîlnit într-o varietate de tipuri și forme.

Procesul de scriere al unui program începe din momentul în care asamblorul generează codul hex compus din instrucțiuni în cod mașină. Codul hex este preluat intr-un fișier și transferat direct în memoria microcontrolerului. Pentru acesta este necesar dispozitivul hardware (programatorul) care este conectat atât la computerul generator alcodului hex (prin interfață serială RS232 sau USB), cât și la un număr de pini specifici ai microcontrolerului. Fiecare serie de microcontrolere sau de capsulă are un set diferit de pini care poartă denumirea de interfață/conector ICSP. Circuitul electronic al modulului contine o conexiune de tipul ICSP pentru a facilita scrierea memoriei microcontrolerului.

Scrierea memoriei microcontrolerului PIC16F887A s-a făcut cu ajutorul programatorului PICKIT2 ce a fost realizat cu microcontrolerul PIC18f2550 și conectare pe portul USB, iar programul utilizat în acest proces a fost software-ul PICKIT2, software destinat microcontrolerelor din familia PIC.

4.2.4. LCD-ul alfanumeric

LCD-ul utilizat în acest proiect este unul de tip alfanumeric cu 2 linii și 16 coloane, iar comunicarea cu microcontrollerul se realizează printr-o interfață de 8 biți. Alimentarea modulului LCD se face cu 5V, iar intensitatea luminoasă a pixelilor poate fi ajustată prin intermediul unei intrări de control. Această intrare de control acceptă o tensiune variablă, tensiune obținută prin intermediul unui divizor rezistiv ce are la bază un semireglabil de 50 kohm. Pinii de interfațare ai LCD-ului conform datasheet-ului sunt:

Figurɑ nr. 111. Pini de interfațare

Figurɑ nr. 112. Caracteristici electrice

Figurɑ nr. 113. Diagrama bloc a modulului LCD

Figurɑ nr. 114. Caracterul afișor

Protocolul de comunicare cu microcontrolerul PIC16f887 este stabilit în conformitate cu timpii de întârziere și semnalele de control/date descrise în datasheet-ul LCD-ului.

4.2.5. Schema electronică generală

După cum se observă din figura 115, microcontrollerul pe 8 biți PIC16F887 reprezintă principalul element de procesare digitală a semnalelor analogice provenite de la senzorii cu care este echipat sistemul. Așa cum a fost menționat și anterior, senzorii utilizați sunt toți de tipul analogic și generează o tensiune la ieșire cuprinsă între 0-5V, mai puțin senzorul de temperatură a cărui amplitudine a semnalului de ieșire se încadrează în plaja de valori de 0-1500mV. Tensiunea de alimentare a modulului electronic nu trebuie să depășească valoarea maximă de 15V, pentru că astfel ar putea duce la defectarea elementului stabilizator de 5V (circuitul integrat 7805), dar și a microcontrollerului prin simplul fapt că pe intrarea analogică a ADC-ului corespunzătoare citirii tensiunii de alimentare, diferența de potențial față de masă va fi mai mare de 5V.

Figurɑ nr. 115. Schema electronică generală

4.2.5.1. Senzorul de temperatură

Senzorul de temperatură are la bază circuitul integrat LM35, ce generează la ieșire o tensiune analogică proporțională cu variația temperaturii de pe elementul termo-sensibil. Ieșirea senzorului de temperatură este conectată la intrarea analogică AN1 a microcontrolerului, iar în urma analizei și procesării semnalelor în cauză, valorile rezultate sunt convertite și afișate pe LCD-ul alfanumeric în grade celsius.

Procesul software prin intermediul căruia se achiziționează și procesează semnalul analogic generat de elementul termosensibil LM35DZ este următorul:

temp = Adc_Read(1);

temp= 4*temp + 8*temp/10+ 8*temp/100;

if (temp>=1000)

{

st=temp/1000;

while (temp>=1000)

{

temp-=1000;

}

}

else

{

st=0;

}

if (temp>=100)

{

zc=temp/100;

while (temp>=100)

{

temp-=100;

}

}

else

zc=0;

if (temp>=10)

{

ut=temp/10;

while (temp>=10)

{

temp-=10;

}

}

else

ut=0;

zml=temp;

În primă fază se citește semnalul analogic de pe pinul RA1/AN1 și se calculează valoarea reală reprezenată în fizic (mV). Cunoscându-se faptul că LM35DZ poate genera o tensiune maximă la ieșire de aproximativ 1500mV, valoarea de pe convertorul ADC anterior procesată se va împărți la 1000 pentru aflarea sutelor de grade Celsius, apoi la 100 pentru aflarea zecilor de grade Celsius, apoi la 10 pentru aflarea unităților de grade Celsius, restul calculului reprezentând zecimalele în grade Celsius. Aceste valori sunt apoi convertite și afișate pe LCD-ul alfanumeric de 16×2 caractere.

4.2.5.2. Senzorul de lumină

Senzorul de lumina constă într-un fotorezistor și un rezistor de 10Kohm conectate într-o configurație de divizor de tensiune, senzorul de lumină (LDR) fiind conectat pe ramura pozitivă de tensiune. Procesul ce stă la baza funcționării senzorului de lumină se axează pe capabilitatea elementului fotosensibil de a-și modifica rezistența în funcție de lumina ce cade pe suprafața sa. Astfel, dacă intensitatea luminoasă este semnificativă, atunci rezistența internă a fotorezistorului va scădea, iar tensiunea de ieșire de pe divizorul rezistiv va crește. Dacă intensitatea luminoasă ce cade pe suprafața fotosensibilă este scăzuta, atunci procesul este invers celui descris anterior.

Senzorul de lumină ese conectat la intrarea AN2 a convertorului ADC al microcontrollerului.

Figurɑ nr. 116. Senzorul de lumină

4.2.6. Întreruperile pe Timer 1

Modulul de TIMER1 este un timer/numerator format din 2 regiștri de 8 biți TMR1H și TMR1L ce pot fi scriși și citiți. Pentru a se putea utiliza acest timer, se folosește în proces și registrul INTCON cu setări pe biții INTCON.GIE și INTCON.PEIE. Bitul PIE1.TMR1IE este setat pentru începerea întreruperilor, iar PIR1.TMR1IF este resetat, valoarea de start a counter-ului modului TRIMER1 fiind stabilită prin valorile celor 2 regiștri: TMR1H = 0b11111111; TMR1L = 0b10110000; acest lucru înseamnă începerea numărării de la valoarea counter-ului 65456 până la 65535, deci generarea unei întreruperi la fiecare 79 x 0.2us=15.8 us.

4.2.7. Descrierea software a sistemului

Partea software a sitemului a fost realizată în cod C prin intermediul compilatorului Mikroc iar codul înscris în memoria flash a microcontrollertului prin intermediul programului software PICkit2. În ceea ce proveste strict partea software, au fost utilizate variabile globale, funcții și proceduri de întrerupere. LCD-ul conține un processor propriu dar și memorie CGROM, CGROM, iar programarea microcontrollerului s-a realizat ținând cont de aceste lucruri și utilizând funcții predefinite de afișare și control. Funcțiile corespunzătoare LCD-ului utilizate în proiect sunt: Lcd8_Config(&PORTD,&PORTC,7,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7) unde se setează pinii de date și de control corespunzători funcționarii LCD-ului; Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) unde se șterg caracterele de pe LCD strConstCpy(text, mesg1); Lcd8_Ouț(1,1,text) unde se afișează un mesaj pe LCD de la poziția: linia 1, coloana 1.

În prima fază a începerii programării se setează pinii I/O ce vor fi ulterior folosiți în proiect. Astfel, în cazul de față:

ANSEL = 0b00000111; // setare intrări analogice

ANSELH =0b00000000;

TRIȘA = 0b00000111; // set aș inputs

TRISB = 0b00000000; // set PORTB aș OUTPUT

TRISC = 0b00000000;

TRISD = 0b00000000; // trisd.f1 = contact portbagaj (ÎN); trisd.f0 = sound;

TRISE = 0b00000000; // RE0 = analog input

Se utilizează RA0, RA1, RA2 că inputuri analogice responsabile cu achiziția semnalelor provenite de la senzori.Concomitent cu setare pinilor din PORTA că pini de intrare (care momentan sunt pini de intrare digitali), se setează și registrul ANSEL cu aceleași valori atribuite port-ului PORTA pentru ca să se producă modificarea din pini de intrare digitali în pini de intrare analogici.

PORTA = 0;

PORTB = 0; // set PORTB aș OUTPUT // reset on PORT's

PORTC = 0;

PORTD = 0;

PORTE = 0; // set PORTB aș OUTPUT

Tensiunea de ieșire generată pe port-urile anterior setate că port-uri cu pini de intrare/ieșire este 0 la alimentarea microcontrollerului. În proiectul de fata s-a utilizat sistemul de întreruperi pe TIMER1 al microcontrollerului pentru preluarea semnalelor digitale de la panel-ul de meniu. Intruperea pe acest timer s-a realizat în modul următor:

INTCON.GIE = 1; //enable all un-masked interrupts

INTCON.PEIE = 1; //Set PEIE

T1CON = 0; //enable Timer1

PIR1.TMR1IF = 0; // clear TMR1IF

TMR1H = 0b11111111; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b10110000;

PIE1.TMR1IE = 1; // enable Timer1 interrupt

Interpretarea semnalelor provenite de la microswitch-urile meniului se realizează în funcția de întrerupere astfel:

//////////////////înrerupere generată pe TIMER1////////////////////////////////

void interrupt ()

{

cntr = cntr + 1;

if(cntr >= 3000)

cntr = 0;

if (!PORTB.f3 && !PORTB.f4 && !check ) // meniu idle

{

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 0) // meniu 0-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-0

{

cntr = 0;

check = 0;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3

if (PORTB.f3 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

if (PORTB.f4 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3-4

if (PORTB.f3 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-4

{

cntr = 0;

check = 7;

meniu_1 = 3;

meniu_2 = 3;

}

if (PORTB.f4 && check == 7 && cntr>= 1400) // meniu 4-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

//

//

/////////////////////////////////////////////////////// reset if, set value

PIR1.TMR1IF = 0;

TMR1H = 0b11111110; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b00001011;

}

///////////////////////////////////////////////////////

Atât timp cât nu se acționează nici un microswitch programul rămâne în buclă din programul principal unde se face condiționarea:

if(meniu_1 == 1 && !meniu_2) // meniu 1

{

//

lumina();

f1(); // fără afișare pe LCD

În urma condiționării if(meniu_1 == 1 && !meniu_2), pe LCD-ul alfanumeric se va afișa doar funcția funcția f1() responsabilă cu citirea tensiunii de alimentare. Funcția lumina() este funcția prin care se realizează citirea luminii ambiante fără a se afișa în schimb nimic referitor la aceasta pe LCD-ul alfanumeric. În momentul în care se acționează microswitch-ul conectat pe intrarea digitală PORTB, bitul 3:

if (PORTB.f3 && check == 0) // meniu 0-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

Pe LCD , comform interpretării din programul principal:

if( !meniu_1 && meniu_2 == 1) // meniu 2

{

temperatura_în();

lumina();

}

Se va afișa temperatura interioară prin apelul funcției temperatura_în(). Pe lângă afișarea datelor corespunzătoare temperaturii interioare se va apela și funcția lumina() care va citi intensitatea luminii ambiante fără a afisa-o pe LCD dar va aprinde LED-ul alb în cazul incare intensitatea luminoasă scade sub un anumit prag. Trecerea la afișarea celei de-a treia date de interes se realizează:

if (PORTB.f3 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

Iar în programul principal se execută secvența:

if( meniu_1 == 1 && meniu_2 == 1) //meniu 3

{

lumina_f();

}

Pentru funcția de citire a tensiunii de alimentare a modulului electronic prin intermediul divizorului rezisitv, procesul de achiziție se realizează prin canalul analogic AN0 astfel:

val_digitală = Adc_Read(0);

mv= 4*val_digitală + 8*val_digitală/10+ 8*val_digitală/100;

mv_f=3*mv + 1*mv/10 + 9* mv/100;

În prima fază se apelează funcția de citire ADC_Read de pe canalul 0 al convertorului ADC iar mai apoi, această valoare citită, care, în acest moment este în format digital reprezentat pe 10 biți, este transformată în valoarea reală a tensiunii de intrare de pe pinul convertorului ADC AN0 prin calculul: mv= 4*val_digitală + 8*val_digitală/10+ 8*val_digitală/100; unde, știut fiind faptul că rezoluția este Valoarea fizică / Valoarea hex(cod), se poate afla valoarea fizică reală prin înmulțirea rezoluției cu Valoarea hec(cod). Astfel, în urma acestui calcul, dacă spre exemplu, valoarea semnalului analogic în format digital va fi de 512, atunci valoarea reală a tensiunii de pe pinul analogic de intrare AN0 al convertorului ADC va fi de 512 * 4.88 mv = 2.498 ~ 2.5v.

Ultima parte a calculului: mv_f=3*mv + 1*mv/10 + 9* mv/100; ține cont de factorul de divizare care este de 0.319 și se calculează astfel valoarea tensiunii de alimentare a modulului electronic, deci tensiunea de încărcare a acumulatorului. După ce această valoare a fost determinată prin calculele de mai sus, se face o analiză comparativă cu valorile tensiunii la care încărcarea acumulatorului este optimă sau nu. În următoarea secvență de cod se determina cifra zecilor, unităților și prima zecimaa din valoarea tensiunii de alimentare în scopul utilizării acestora în afișarea pe LCD-ul alphanumeric.

if (mv_f >= 10000)

{

zeci=mv_f/10000;

while(mv_f>=10000)

{

mv_f=mv_f-10000;

}

}

else

zeci=0;

if (mv_f >= 1000)

{

unități=mv_f/1000;

while(mv_f>=1000)

{

mv_f=mv_f-1000;

}

}

else

unități=0;

if (mv_f >= 100)

{

zcm=mv_f/100;

while(mv_f>=100)

{

mv_f=mv_f-100;

}

}

else

zcm=0;

Afișarea pe LCD se realizează prin secvența de cod:

if (zeci==0)

Lcd8_Chr(1, 12, ' '); // caracterul liber

else

Lcd8_Chr(1, 12, 0b00110000+zeci); // caracterul 0 din CGROM+val.din coonversie

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 13, 0b00110000+unități);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 14,'.');

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 15, 0b00110000+zcm);

Delay_ms(100);

Lcd8_Chr(1, 16, 'V');

Delay_ms(1);

La această valoare se adăugă cifra zecilo, unităților și zecimaleleor și fiecare este afișată la câte o locație de pe LCD (cifra zecilor la linia 1/coloana 12, cifre unităților la linia 1/coloana 13 iar cifra zrcimalelor la linia 1, coloana 16). După ce acest proces de afișare a fost realizat, urmează cel de afișare al erorilor în cazul în care tensiunea de încărcare are valori diferite de cele normale. Procesul ce constă în analiză comparativă cu tensiuni de referință ale încărcării acumulatorului se realizează prin următoarea secvență de cod :

if ((zeci==1) && (unități == 4) && (zcm > 4))

{

CustomChar(character17,0,1,8); //hi

CustomChar(character18,1,1,9);

for(i=10; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unități == 4) && (zcm <= 4))

{

CustomChar(character6,0,1,8);

CustomChar(character7,1,1,9); //ok

for(i=10; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unități == 3) && (zcm > 8))

{

CustomChar(character6,0,1,8); //ok

CustomChar(character7,1,1,9);

for(i=10; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unități == 3) && (zcm <= 8))

{

CustomChar(character15,0,1,8); //att

CustomChar(character16,1,1,9);

CustomChar(character16,1,1,10);

for(i=11; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unități == 2))

{

CustomChar(character15,0,1,8); //att

CustomChar(character16,1,1,9);

CustomChar(character16,1,1,10);

for(i=11; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unități <= 1) )

{ // lo

CustomChar(character14,0,1,8);

CustomChar(character6, 1,1,9);

for(i=10; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if (zeci == 0)

{ //err

CustomChar(character8,0,1,8);

CustomChar(character9,1,1,9);

CustomChar(character9,1,1,10);

for(i=11; i<=11; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

Dacă valoarea tensiunii de încărcare se află între anumite limite, atunci se va afișa un mesaj corespunzător (ERR, ATT, OK, LO, HI) pe LCD pornind de la linia 1, coloana 8.

În ceea ce privește parte de achiziție a semnalului analogic corespunzător valorii temperaturii interioare, procesul software a fost realizat în aceeași măsură, cu deosebirea că, citirea valorii tensiunii de pe intrarea convertorului ADC s-a realizat prin canalul analogic AN1, astfel :

temp = Adc_Read(1);

temp= 4*temp + 8*temp/10+ 8*temp/100;

În variabila temporară temp se salvează valoarea reală a tensiunii generate de elementul termosensibil la intrarea AN1, valoare ce va fi ulterior procesată (aflarea sutelor, zecilor, unităților și zecimalelor) pentru afișarea pe LCD astfel :

if (temp>=1000)

{

st=temp/1000;

while (temp>=1000)

{

temp-=1000;

}

}

else

{

st=0;

}

if (temp>=100)

{

zc=temp/100;

while (temp>=100)

{

temp-=100;

}

}

else

zc=0;

if (temp>=10)

{

ut=temp/10;

while (temp>=10)

{

temp-=10;

}

}

else

ut=0;

zml=temp;

Procesul de achiziție a semnalului analogic corespunzător valorii intensității luminoase se realizează în mod asemănător, cu prezizarea că citirea se realizează de pe canalul 2 al convertorului ADC:

lum = Adc_Read(2);

transfr =lum/10;

Afișarea pe LCD se face în mod asemantor funcțiilor anterior descrise, iar atunci când intensitarea luminoasă scade sub o anumită valoare, se comandă aprinderea automată a farurilor:

if (sute_l==0 && check_temp == 0)

{

Lcd8_Chr(2,5,' ');

Lcd8_Chr(2,6,' ');

Lcd8_Chr(2,7,' ');

Lcd8_Chr(2,8,' ');

Lcd8_Chr(2, 4, '%');

Lcd8_Chr(2, 1, ' '); // caracterul liber

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(2, 2, 0b00110000+zeci_l);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(2, 3, 0b00110000+unități_l);

Delay_ms(1);

}

else {

if (check_temp == 0)

{

Lcd8_Chr(2, 1, '1');

Lcd8_Chr(2, 2, '0');

Lcd8_Chr(2, 3, '0');

}

}

if(zeci_l<=3)

PORTD.f0 = 1; // LED avertizare

else

PORTD.f0 = 0; // LED avertizare

}

Modulul de TIMER1 este un timer/numerator format din 2 regiștri de 8 biți TMR1H și TMR1L ce pot fi scriși și citiți. Pentru a se putea utiliza acest timer, se folosește în proces și registrul INTCON cu setări pe biții INTCON.GIE și INTCON.PEIE. Bitul PIE1.TMR1IE este setat pentru începerea întreruperilor iar PIR1.TMR1IF este resetat, valoarea de start a counter-ului modului TRIMER1 fiind stabilită prin valorile celor 2 regiștri:

TMR1H = 0b11111111;

TMR1L = 0b10110000;

4.3. Proiectarea unui sistem cu robot în programul Catia în domeniul

ambreiajelor

Aplicația Sketcher oferă un set de funcționalități care permit crearea și modificarea elementelor unei schițe

Etapele de lucrus sunt următoarele: se deschide aplicația Mechanical Design, iar din arborescența deschisă, Sketcher; se alege planul pe care se dorește să se contruiască schița (XY, XZ sau ZY) ceea ce va rezulta în apariția pe ecran a intrumentelor necesare desenării și constrângerii scheței; se desenează schița utilizând opțiuni ca Profile, Line, Circle etc.; se poate constrânge schița realizată prin aplicarea de constrângeri geometrice și dimensionale.

Figurɑ nr. 117. Construirea unei schițe

Pentru a crea o linie se utilizează oțiunea line din bara de instrumente prezentată mai sus. Se indică prin precizarea coordonatelor, sau prin poziționarea mouse-ului la punctul de început și de sfârșit a liniei.

Figurɑ nr. 118. Construirea unei schițe

Procedura de creare a unui cerc este reprezentată în pașii de mai jos: se alege optiunea Circle din bara de instrumente Profile; se indică cu ajutorul mouse-ului centrul și punctul de început și de sfârșit al arcului de cerc. Arcul este construit în sens trigonometric.

Figurɑ nr. 119. Bara Profiles și sub-bara Circle

Crearea unu profile complex se realizează astfel: se alege opțiunea Profile din bara Profile, pe ecran fiind afișată imaginea din figura prezentată mai jos; se alege opțiunea dorită (Line, Tangent Arc, Three Point Arc).

Line Tangent Arc Three Point Arc

Figurɑ nr. 120. Bara Tools

Dacă se selectează opțiunea Line, algoritmul de construire este cel prezentat anterior. Dacă se selectează opțiunea Tangent Arc, se indică punctele de definire ale arcului astfel încât acesta va fi tangent la o dreaptă sau curbă dată. Dacă se alege opțiunea Three Point Arc, construirea arcului se face prin indicarea a trei puncte.

Figurɑ nr. 121. Opțiunea Circle

Cosntruirea unui cerc se poate realiza în mai multe moduri: prin indicarea centrului cercului și a valorii razei acestuia (Circle); prin indicarea a trei puncte care definesc cercul (Three Point Circle); prin introducerea coordonatelor centrului cercului si valoarea razei (Circle using Coordinates); prin indicarea a trei profile/elemente la care cercul sa fie tangent (Tri-Tangent Circle); prin indicarea punctului de început, a unui punct pe cerc si a punctului de sfârsit al cercului (Three Point Arc); prin indicarea punctului de început, de sfârsit si a unui punct pe cerc (Three Point Arc Starting With Limits); prin indicarea centrului, a punctului de început si a celui de sfârsit (Arc).

Figurɑ nr. 122. Opțiunea Predefined Profiles

Opțiunea Predefined Profiles oferă posibilitatea utilizării de profile predefinite în construirea unei schițe:

Rectangle, permite construirea unui dreptunghi prin indicarea a doua puncte (reprezentând colțurile triunghiului) diagonal opuse;

Oriented Rectangle, permite construirea unui dreptunghi prin indicarea a trei colțuri ale acestuia;

Parallelogram, permite construirea unui paralelogram prin indicarea a trei puncte care formează două dintre laturile paralelogramului;

Elongated Hole, permite construirea unei găuri alungite astfel: se indica două puncte care definesc distanța dintre centre si un al treilea punct care determină lățimea găurii;

Cylindrical Elongated Hole, permite construirea unei găuri alungite curbe. Se procedează ca la opțiunea anterioară cu deosebirea că centrele sunt definite ca aparținând unui arc, și nu unei drepte;

Keyhole Profile, permite construirea unui profil asemănător unei găuri de cheie, prin precizarea punctului care definește centrul razei mari, a punctului care definește centrul razei mici, a unui punct care definește raza mică și a unui punct care definește raza mare;

Hexagon, permite construirea unui hexagon prin definirea centrului acestuia, a unui punct de pe o latură si a orientării acesteia.

Figurɑ nr. 123. Opțiunea Conic

Bara de instrumente Conic conține următoarele comenzi:

Ellipse, permite construirea unei elipse prin indicarea punctului care definește centrul elipsei, a unui al doilea punct care determină axa mare a elipsei. și a unui al treilea punct situat pe elipsă care determină axa mică a acesteia;

Parabola by Focus, permite construirea unei parabole indicând puncte care definesc focarul, vârful, începutul și sfârșitul parabolei;

Hyperbola by Focus, permite construirea unei hiperbole prin indicarea focarului, vârfului, punctelor de început și de sfârșit ale acesteia;

Creates a Conic, permite crearea unei conice prin indicarea a cinci puncte aflate pe aceasta.

Figurɑ nr. 124. Opțiunea Spline

Bara Spline permite construirea unei curbe spline în două moduri: prin indicarea punctelor de control ale curbei spline (sfârșitul selecției punctelor de control se face prin dublu click), opțiunea Connect; prin crearea unei curbe spline ca legătură între două elemente, opțiunea Connect.

Figurɑ nr. 125. Opțiunea Operation

Bara Operation permite modificarea profilului creat prin ajustarea unor elemente ale acestuia. Opțiunile ce pot fi utilizate sunt: Corner, Chamfer, Trim, Symmetry, Project 3D Elements.

Aplicația Part Design. Fișierele care conțin acest model de aplicație au extensia .CATpart. Pentru aceasta se folosește fie succesiunea de comenzi File → New, fie se utilizează direct iconul new. Rezultatul va fi afișarea pe ecran a unei ferestre de dialog care permite alegerea tipului de fișier dorit (opțiunea List of Types), și a iconurilor corespunzătoare comenzilor de editare și creare a entităților.

Pentru exemplificarea modului în care se poate modela o piesă utilizând CATIA V5, în continuare v-or fi prezentate procedurile de lucru pentru unele dintre cele mai des folosite opțiuni de modelare: Pad, Draft, Edge Fillet, Mirror, Pocket, Shell, Shaft, Groove, Hole, Stiffener, Thickness, Sew Surface si User Pattern.

Figurɑ nr. 126. Aplicația Part Design

Figurɑ nr. 127. Pad

Cu ajutorul aceste opțiuni putem creea un obiect, a cărui schiță a fost creată anterior, într-un plan care trebuie selectat manual. Pașii care trebuie urmați sunt urmăorii: se alege iconul Pad ; în fereastra deschisă (imaginea prezentată mai sus-Pad Definition) se introduce lungimea, care defapt reprezintă grosimea obiectului care dorim sa il realizăm; la Profile→Selection se selectează schița construită prealabil; se alege OK, extruderea realizându-se perpendicular pe planul în care a fost făcută schița.

Figurɑ nr. 128. Pad

Pentru înclinarea unei fețe, putem sa aplicăm următorii pași: se alege iconul Draft simbolizat prin iconul ceea ce va determina apariția pe ecran a ferestrei Draft Definition; se alege o față a piesei prin selectarea acesteia de pe ecranul grafic, sistemul detectând toate fețele care vor fi înclinate cu valoarea indicată; se optează pentru varianta Selection by neutral face, elementul neutru selectat fiind fața de sus a piesei; se introduce valoarea de 9° în câmpul corespunzator Angle; se alege OK, iar rezultatul se poate vedea în figura următoare.

Figurɑ nr. 129. Opțiunea Draft

Racordarea unei muchii se efectuează astfel: se alege comanda Edge Fillet reprezentată prin iconul ; în fereastra de dialog Edge Fillet Definition se introduc parametri doriți: raza de racordare de 5mm, propagare tangentă etc.; se selectează muchia care se dorește rotunjită; se alege OK, piesa obținută în urma racordării uneia dintre muchii fiind prezentată în figura de mai jos.

Figurɑ nr. 130. Opțiunea Edge Fillet

Dacă se dorește duplicarea (oglindirea) piesei față de o anumită față a acesteia, procedura de lucru este următoarea: se selectează latura față de care se face oglindirea; se selectează opțiunea Mirror numele feței selectate anterior apare în câmpul corespunzător din dialogul Mirror Definition; se apasă comanda OK, piesa efectuată fiind trecută în arborele de comenzi (vezi figura de mai jos).

Figurɑ nr. 131. Selectarea feței de care se oglindește piesa și dialogul Mirror Definition

Figurɑ nr. 132. Piesa obținută după executarea comenzii Mirror

Pe suprafața de sus a piesei modelată anterior se execută o schiță a unui cerc, apoi este constrâns geometric și dimensional.

Figurɑ nr. 133. Crearea și constrângerea schiței și diaogul Pocket Definition

Pe suprafața de sus a piesei modelată anterior se execută o schiță a unui cerc, apoi este constrâns geometric și dimensional.

Pentru obținerea găurii se procedează astfel: se selectează schița executată pe planul piesei; se alege opțiunea Pocket prin apăsarea iconului corespunzător acesteia ; se definesc limitele la opțiunea Type: Up to last, ceea ce înseamnă că gaura se va limita până la ultima față întâlnită, adică la fața de la baza piesei; se apasă comanda OK, rezultând piesa din figura de mai jos.

Figurɑ nr. 134. Obținerea găurii

Aplicarea opțiunii Shell presupune parcurgerea următoarelor operații: se selectează baza piesei; se selectează iconul Shell reprezentat prin simboluk ; se introduce în câmpul Inside Thickness valoarea de 5mm (în locul valorii implicite de 1mm); se apasă comanda OK, rezultatul fiind prezentat în figura de mai jos.

Figurɑ nr. 135. Opțiunea Shell

Aplicarea opțiunii Shell presupune parcurgerea următoarelor etape: se selectează baza piesei; se selectează iconul Shell reprezentat prin simbolul ; se introduce în câmpul Inside Thickness valoarea de 5mm (în locul valorii implicite de 1mm); se apasă comanda OK, rezultatul fiind prezentat în figura de mai jos.

Figurɑ nr. 136. Opțiunea Shell

Figurɑ nr. 137. Aplicarea opțiunii Shell

Pentru obținerea modelului tridimensional al unui arbore se procedează astfel: se selectează profilul schiței și axa de rotație; se alege iconul Shaft reprezentat prin simbolul ; în dialogul Shaft Definiton se introduc valorile 360° în câmpul The first Anglem 0° pentru Second Angle; se apasă comanda OK; ceea ce se obține este arborele din figura de mai jos.

Figurɑ nr. 138. Dialogul Shaft Definition și modelul 3D al arborelui

Cele două limite afișate, și anume LM1 și LM2 permit modificarea interactivă a valorilor pentru First Angle și Second Angle.

Figurɑ nr. 139. Modificarea limitelor arborelui

Comanda necesară crearii unui canal pentru inel elastic este Groove. Se preocedează astfel: se selectează iconul corespunzător opțiunii ; se selectează schița (profilul și axa trebuie să aparțină aceleași schițe); în fereastra de dialog Groove Definition se introduc parametrii doriți; se aleg limitele canalului: LIM1 și LIM2, iar sistemul afișează canalul care va fi creat (Preview); dacă utilizatorul este mulțumit de canalul afișat, confirmă operația alegând comanda OK; sistemul eliminând materialul din jurul obiectului selectat.

Figurɑ nr. 140. Dialogul Groove Definition

Figurɑ nr. 141. Crearea canalului pentru inel elastic (Preview) și aplicarea opțiunii Groove

Pentru crearea într-un solid a unei entități de tip gaură (opțiunea Hole) se pot urma pașii următori: se alege iconul Hole ; se selectează muchia circulară și fața superioară. Programul CATIA poate acum să definească o constrângere de tip distanță pentru a poziționa gaura ce va fi creată, concentric cu muchia circulară selectată de utilizator (meniu contextual: Concetricity); programul CATIA afișează, fară a crea efectiv, gaura (valori implicite: 10mm diametru, 10 mm înălțime), iar utilizatorul trebuie să introducă valorile dorite în câmpurile corespunzătoare din dialogul de creare al găurii (Hole Definition), de exemplu, 24 mm ca vloare a diametrului și 25 mm ca adâncime a găurii. În plus se poate selecta Limit, alegându-se între opțiunile Up to plane (găurirea corpului până la un anumit plan) sau Up to surface (găurirea până la o anumită suprafață).

În câmpul Bottom se optează pentru opțiunea V-Bottom, adică se creează o gaură înfundată, cu un unghi la vârf de 110° (de exemplu).

Pentru constrângerea găurii, după selectarea planului în care dorim să facem gaura, putem selecta, din meniul Hole definition, comanda Positioning Sketch. Programul va pune în plan obiectul în care dorim să dăm gaura, utilizatorul putând să o constrângă centrul găurii (este reprezentat cu * ca în imaginea de mai jos) față de muchiile obiectului (de exemplu: 20mm).

CATIA creează implicit gaura perpendicular pe fața schiței, dar se poate define și o altă direcție prin anularea opțiunii Normal to surface, și indicarea unei muchii sau linii care sa fie paralelă cu axa găurii; se introduc valori (35 mm ca diametru și 10 ca înălțime), sistemul afișând în Preview forma găurii; se apasă comanda OK, iar gaura este creată.

Figurɑ nr. 142. Selectarea suprafeței și crearea găurii cu dimensiunile implicite

Figurɑ nr. 143. Crearea efectivă a găurii

Figurɑ nr. 144. Constrângerea unei gâuri față de muchiile unei piese dreptunghiulare, centrul găurii *

Figurɑ nr. 144. Dialogul de alegere a tipului de gaură și gaura creată

CONCLUZII ȘI PROPUNERI

Prin cele prezentate mai sus putem spune că ambreiajul în general este o componentă esențială din cadrul ansamblului unui autovehicul. Această piesă esențială este des utilizată o dată cu pornirea motorului. Decuplarea este necesară la oprirea și frânarea totală a automobilului sau la schimbarea treptelor de viteze, iar cuplarea este necesară la pornirea din loc și după schimbarea vitezelor. Se știe că prin decuplarea transmisiei de motor, roțile dințate din cutia de viteze nu se mai află sub sarcină și cuplarea lor se poate face fără eforturi mari între dinți.

Totodată ambreiajul cu acționare mecanică este printre cele mai plăcute ambreiaje, este un ambreiaj ușor, bun și costuri nu foarte ridicate comparative cu alte tipuri de ambreiaje.

Tema aleasă de mine are ca scop o privire de ansamblu asupra diferitelor tipuri de ambreiaje existente pe piață echipând diferite aurovehiculul Ford Focus, cât și o mai bună întelegere a funcționării acestora în funcție de anumiți parametrii pe care îi stabilim printr-un studiu comparativ în cazul ambreiajelor monodisc și multidisc.

În prezenta lucrare am arătat cum funcționează un ambreiaj mecanic, care sunt avantajele si dezavantajele utilizarii unui astfel de ambreiaj, ce infruențe sunt asupra motorului daca cunoaștem si calculăm anumite solicitări care apar într-un ambreiaj căt și dimensionarea ambreiajului și a sistemului de acționare mecanic.

BIBLIOGRAFIE

Aibăntăncei, D., Soare I. et al. – Fabricarea și repararea autovehiculelor, Universitatea din Brașov, 1987

Banescu, A., Banescu D. – Întreținerea și repararea utilajelor și instalațiilor din industria chimică, Editura Tehnică, București, 1975

Bang, K.-H. – „Development of Dynamics Modeling in the Vehicle Simulator for Road Safety Analysis”, SICE Annual Conference, Kagawa University, Japan, September 17-20, 2007, pp. 649-653

Batanga, Nicolae, Cazila Aurica, Cordos Nicolae – Rodarea, uzarea, testarea și reglarea motoarelor termice, Editura Tehnică, București, 1995

Berinde, V. – Recuperarea, recondiționarea și refolosirea pieselor, Editura Tehnică, București, 1986

Borza, Anca – „Aspecte privind aprecerea stării tehnice a utilajelor și a duratei lor de realizare”, Studia Universitatis Babes-Bolyai, Oeconomica, Cluj-Napoca, 1991

Borza, Anca – Managementul întreținerii și reparării utilajelor, Editura Economică, București, 1995

Bun, I. – Transmisia autovehiculelor pe șenile (calcul și construcție), Editura Academiei Militare, București, 1983

Buzdugan, Gh. – Măsurarea vibrațiilor mecanice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1964

Capustiac, A., Hesse B., Brandt T., Schramm D., Brisan C. – „Design of a Flexible Low-Cost Driving Simulator”, The 1st Joint International Conference on Multibody System Dynamics, Lappeenranta, Finland, May 25-27, 2010

Ciobotaru, T. – Încercarea blindatelor, automobilelor și tractoarelor, Editura Academiei Tehnice Militare, București, 1996

Dragomir, George – Calculul și construcția autovehiculului, note de curs, Universitatea Oradea, 2007

Florea, R. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2002

Florea, R. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2004

Florea, R. – Organe de mașini. Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Florea, R., Florea V. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2002

Florea, V., Florea R. – Transmisii prin angrenaje, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1992

Florea, V., Florea R., Manolea D. – Bazele proiectării mașinilor, vol. 2, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Florea, V, Florea R., Manolea D. – Bazele proiectării mașinilor, vol. 3, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Frățilă, Gh. – Automobile – Cunoaștere, întreținere și reparații, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1992

Frățilă, Gh. – Automobile – Șofer mecanic auto, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1994

Frățilă, Gh. – Calculul și construcția automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977

Ganea, N. – Alegerea, exploatarea, întreținerea și repararea pompelor, Editura Tehnică, București, 1981

Ghica, I., Groza Al. – Întreținerea și repararea automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1972

Gibilisco, Stan – Concise Encyclopedia of Robotics, 2003

Holland, John – Designing Autonomous Mobile Robots, 2004

Huzum, Neculai, Rantz Gabriel – Procese tehnologice, întreținerea și repararea mașinilor și utilajelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

Huzum, Neculai, Rantz Gabriel, Banciu Emilian, Crivac Gheorghe, Dinicia Constantin, Dragomir Ion – Recondiționarea pieselor, Editura Tehnică, București, 1986

Iovine, John – PIC Robotics, 2004

Kaptein, N. A., Theeuwes J., Van Der Horst R. – „Driving Simulator Validity: Some Considerations”, Journal of the Transportation Research Board, vol. 1550, 1996, pp. 30-36

Kovacs, Fr., Rădulescu C. – Roboți industriali, Universitatea Tehnică din Timișoara, 1992

Kovacs, Fr., Varga St., Pau V. C. – Introducere în robotică, Editura Printech, București, 2000

Loureiro, B. – Motion Cueing in the Chalmers Driving Simulator: A Model Predictive Control Approach, M. Sc. thesis, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 2009

Manea, C., Stratulat M. – Fiabilitatea și diagnosticarea automobilelor, Editura Militară, București, 1982

Mastakar, Gaurav – Experimental Security Analysis of a Modern Automobile, University of Washington, 2012

Mccomb, Gordon – The Robot Builder’s Bonaza, McGraw-Hill, New York, 2006

Moise, A. – Rețele neuronale pentru conducerea roboților, Editura Matrix ROM, București, 2012

Negreanu, I., Vuscan I., Haiduc N., – Robotica. Modelarea cinematică și dinamică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

Nehaoua, L., Amouri A., Arioui H. – „Classic and Adaptive Washout Comparison for a Low Cost Driving Simulator”, Proceedings of the 13th Mediterranean Conference on Control and Automation, Limassol, Cyprus, June 27-29, 2005, pp. 586-591

Ogrutan, Petre – Interfețe, protocoale și semnalizări, 2013-2014

Păcurariu, E. et al. – Organe de mașini și mecanisme, Editura Tehnică, București, 1989

Pădure, Gelu, – Autovehicule rutiere. Construcție și calcul, vol. I, Editura Politehnică, Timișoara, 2006

Pereș, Gh. – Solicitări dinamice în transmisiile mecanice ale autovehiculelor, SIAR 900503, 1989

Petrescu, Ligia – Elemente de grafică computerizată – AutoCAD, Editura Universității Politehnice, București, 1998

Petrescu, Ligia – Grafică inginerească, Editura Universității Politehnice, București, 1997

Popa, B., Bataga N., Cazila Aurica – Motoare pentru autovehicule. Funcționare, caracteristici, rodaj, uzură, testare și reglare, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1982

Rădulescu, G. A., Petre I. – Combustibili, uleiuri și exploatarea autovehiculelor, Editura Tehnică, București, 1987

Rădulescu, R., Brătucu Gh. et al. – Fabricarea pieselor auto și măsurări mecanice, Editura Didactică și Pedagogică, Bucuresti, 1983

Romanca, Mihai – Microprocesoare, 2012-2013

Romanca, Mihai – Sisteme cu calculator integrat, 2012-2013

Roșca, C. – Strategia reparațiilor în sistemele industriale, Editura Scrisul Românesc, Craiova, 1981

Rus, A., Bratu I. – Teoria mecanismelor și mașinilor, Editura Universității din Oradea, 2005

Rus, I. – Automobile. Construcție. Uzare. Evaluare, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2000

Rus, I. – Autovehicule rutiere, Editura Sinctron, Cluj-Napoca, 2002

Sandor, L. et al. – Transmisii hidrodinamice, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1990

Shuzhi, Sam Ge, Lewis Frank L. – Autonomous Mobile Robots, 2006

Siegwart, Roland, Nourbakhsh Illah R. – Introduction to Autonomous Mobile Robots, 2004

Slob, J. J. – „State-of-the-Art Driving Simulators, a Literature Survey”, DCT Report, Eindhoven University of Technology, 2008

Soare, I. et al. – Tehnologia reparării automobilelor, Universitatea din Brașov, 1974

Sporea, D. G., Sporea A. – Noi abordări privind instruirea soferilor utilizând simulatoarele auto, 2011

Stoicescu, A. – Dinamica autovehiculelor, vol. I, Editura Universității Politehnice, București, 1973

Stoicescu, A. – Proiectarea performanțelor de tracțiune și consum ale automobilelor, Editura Tehnică, București, 2007

Suteu, V. – Tehnologia întreținerii și reparării mașinilor și utilajelor, Editura Tehnică, București, 1984

Telban, R. J., Cardullo F. M. – Motion Cueing Algorithm Development: Human- Centered Linear and Nonlinear Approaches, Langley Research Center, Hampton, Virginia, 2005

Tudor, A., Marin I. – Ambreiaje și cuplaje de siguranță cu fricțiune. Îndrumar de proiectare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

Tudoran, I. – Tratarea matematică a datelor experimentale, Editura Academiei Române, București, 1976

Țarcă, I. – Organe de mașini, Editura Universității din Oradea, 2005

Țarcă, R. – Introducere în robotică, Editura Universității din Oradea, 2003

Untaru, M. – Automobile, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1968

Untaru, M. – Dinamica autovehiculelor pe roți, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

Untaru, M. et al. – Calculul și construcția automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Urdăreanu, T. et al. – Propulsia și circulația autovehiculelor cu roți, Editura Știinifică și Enciclopedică, București, 1987

*** – STAS, Organe de mașini, vol. I, Editura Tehnică, București, 1983

*** – STAS 2872/1-86, Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor

*** – STAS 7122/8-88, Interpretarea statistică a datelor. Teste asupra mediilor și dispersiilor

ANEXE

Anexa 1

Schema cinematică a transmisiei unui autocamion

1-motor 7-transmisie principală

2-ambreiaj 8-diferențial

3-cutie de viteze 9-roți motoare

4-articulații cardanice 10-arbori planetari

5-arbore longitudinal intermediar 11-carter punte motoare

6-arbore longitudinal principal

Anexa 2

Anexa 2

Schema de principiu a ambreiajului mecanic

1-volant 7-arborele primar

2-discul de presiune 8-rulment de presiune

3-arcuri 9-furcă

4-pârghiile de debreiere 10-tijă

5-carcasa 11-arc de readucere

6-discul condos 12-pedală

Anexa 3

Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

1-arbore ambreiaj; 2-volant; 3-arc element elastic suplimentar; 4-garnitură de fricțiune; 5-disc condos; 6-disc de presiune; 7 și 8-articulații cu rulmenți role-ace; 9-carcasă ambreiaj; 10-arc de prindere inel de debreiere; 11-furcă de articulare a pârghiei de debreiere; 12-pârghie de debreiere; 13-rulment de presiune; 14-tub de ungere; 15-carter; 16-manșon de debreiere; 17-carcasă rulment de debreiere; 18-disc; 19-șurub de fixare; 20-arc de presiune; 21-bosaj; 22-garnitură termoizolantă; 23-inel de debreiere; 24-garnitură de frecare a amortizorului de oscilații de torsiune; 25-carter Volant; 26-flanșă; 27-furcă de debreiere; 28-tijă; 29-pompă receptoare; 30-contrapiuliță; 31-piuliță; 32-conductă de legătură; 33-pomp centrală; 34-burduf de protecție; 35-suport pedală; 36-pedală.

Anexa 4

Anexa 4

Ambreiajul bidisc

1-disc condos 9-arcuri elicoidale

2-disc condos 10-carcasa

3-disc presiune 11-prezoane

4-disc presiune 12-șuruburi de sprijin

5-volant 13-arcuri

6-șuruburi 14-cuiul spintecat

7-piuliță 15-pârghi de decuplare

8-garnitură termoizolantă

Anexa 5

Anexa 5

Construcția și funcționarea arcului tip diafragmă

1-discul de presiune

2-inelul interior

3-inelul exterior

4-arc

5-rulment de presiune

Anexa 6

Schema ambreiajului hidrodinamic

1-arborele motor

2-palete radiale plane

3-rotor-pompă

4-rotor-turbină

5-arborele condos

6-carcasă etanșă

Anexa 7

Mecanismul de acționare mecanic al ambreiajului

a-construcția mecanismului b-schema cinematică

1-pârghia pedalei

2-furca ambreiajului

3-pârghia de debreiere

4-tijă

5-manșon de decuplare

6-arcuri de readucere

7-șurub de reglaj

8-disc de presiune

9-carcasa ambreiajului

10-arcuri de readucere

11-volantul motorului

Anexa 8

Mecanismul de acționare hidraulic

1,21-arcuri de readucere 8-orificii 15-tijă

2-pedală 9-arc 16-furcă de debreiere

3-tijă piston 10-supapă dublă 17-manșon de debreiere

4-piston pompă centrală 11-conductă de legătură 18-rulment de presiune

5-cilindru pompă centrală 12-cilindru receptor 19-pârghi de debreiere

6-rezervor de lichid 13-piston cilindru receptor 20-disc de presiune

7-orificii 14-arc 22-piuliță de reglare

Anexa 9

Codul sursă

Biblioteca de funcții pentru alarmă:

buzzer.h:

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#define BUZZER_PORT PORTD

#define BUZZER_PORT_PIN PIND

#define BUZZER_PORT_BIT PD6

void alarm(void);

buzzer.c

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include "buzzer.h"

void alarm(void)

{

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

}

Biblioteca de funcții pentru butoane:

buttons.h

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#define BUTTON_PORT PORTD

#define BUTTON_LEFT_PIN PIND

#define BUTTON_LEFT_BIT PD2

#define BUTTON_RIGHT_PIN PIND

#define BUTTON_RIGHT_BIT PD3

#define BUTTON_UP_PORT PORTD

#define BUTTON_UP_PIN PIND

#define BUTTON_UP_BIT PD4

#define BUTTON_DOWN_PIN PIND

#define BUTTON_DOWN_BIT PD5

void init_button();

int button_is_pressed_left();

int button_is_pressed_right();

int button_is_pressed_up();

int button_is_pressed_down();

buttons.c

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include "buttons.h"

void init_button()

{

BUTTON_PORT |= (1<<BUTTON_LEFT_BIT)

|(1<<BUTTON_RIGHT_BIT)

|(1<<BUTTON_UP_BIT)

|(1<<BUTTON_DOWN_BIT);

}

int button_is_pressed_left()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_LEFT_PIN, BUTTON_LEFT_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_LEFT_PIN, BUTTON_LEFT_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_right()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_RIGHT_PIN, BUTTON_RIGHT_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_RIGHT_PIN, BUTTON_RIGHT_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_up()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_UP_PIN, BUTTON_UP_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_UP_PIN, BUTTON_UP_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_down()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_DOWN_PIN, BUTTON_DOWN_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_DOWN_PIN, BUTTON_DOWN_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

Biblioteca de funcții pentru afișare pe LCD

lcd.h

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#define LCD_DATA PORTC

#define ctrl PORTA

#define en PA7

#define rw PA6

#define rs PA5

void LCD_cmd(unsigned char cmd);

void init_LCD(void);

void LCD_write(unsigned char data);

void LCD_write_string(char *data);

char* rx_string(char a);

void LCD_write_string_P(const char *data);

lcd.c

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include "lcd.h"

void init_LCD(void)

{

_delay_ms(20);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(5);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(10);

LCD_cmd(0x3C);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x08);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x01);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x06);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x0C);

}

void LCD_cmd(unsigned char cmd)

{

LCD_DATA=cmd;

ctrl =(0<<rs)|(0<<rw)|(1<<en);

_delay_ms(1);

ctrl =(0<<rs)|(0<<rw)|(0<<en);

_delay_ms(1);

return;

}

void LCD_write(unsigned char data)

{

LCD_DATA= data;

ctrl = (1<<rs)|(0<<rw)|(1<<en);

_delay_ms(1);

ctrl = (1<<rs)|(0<<rw)|(0<<en);

_delay_ms(1);

return ;

}

void LCD_write_string(char *data)

{

int i=0;

while(data[i]!='\0')

{

LCD_write(data[i]);

i++;

}

return;

}

void LCD_write_string_P(const char *data)

{

while ( pgm_read_byte(data) != 0x00)

{

LCD_write ( pgm_read_byte(data) );

data++;

}

}

Biblioteca de funcții pentru UART

uart.h

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#define BAUD 19200

#define BAUDRATE ((F_CPU)/(BAUD*16UL)-1)

unsigned char dummy;

void uart_init (unsigned int baudrate_init);

void uart_transmit (char send_data);

void uart_transmit_string(char *send_string);

unsigned char uart_recieve();

char* uart_recieve_string(char a[]);

void USART_Flush( void );

void ReadStringData(char *str);

char ReadData( void );

void USART_Flush( void );

uart.c

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#include "uart.h"

void uart_init (unsigned int baudrate_init)

{

UBRRH=(unsigned char)(baudrate_init>>8);

UBRRL=(unsigned char) baudrate_init;

UCSRB|=(1<<TXEN)|(1<<RXEN);

UCSRC|=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);

}

void uart_transmit (char send_data)

{

while (!( UCSRA & (1<<UDRE))){}

UDR = send_data;

}

void uart_transmit_string(char *send_string)

{

while(*send_string)

{

uart_transmit(*send_string++);

}

}

unsigned char uart_recieve(void)

{

while(!(UCSRA & (1<<RXC)))

{

}

return UDR;

}

char* uart_recieve_string(char a[])

{

char *ret;

int i=0;

while((a[i++]=uart_recieve())!=0x3E);

a[i]='\0';

ret=a;

return(ret);

}

void USART_Flush( void )

{

while ( UCSRA & (1<<RXC) )

{

dummy = UDR;

}

}

Anexa 10

Schema electrică a dispozitivului

Anexa 11

Lista componentelor

Anexa 12

Poze cu dispozitivul

Anexa 13

Codul sursă C

int set_t=0, set_t1 =0, autonom =0, tempr =0, temprr =0;

int mii_turo = 0, unit_turo=0, sute_turo = 0, zeci_turo=0, unitati=0, zeci =0, zcm=0,val_digitala=0,mv=0, mv_f=0,temp=0;

int zml=0,zc=0,st=0,ut=0,portb_on=0,cntrp=0, k=0, ks = 10;

int test0=0,test1=0,test2=0, cntr0 =0, setat_s=0, setat_f=0;

int transf=0,sute_l=0, zeci_l=0, unitati_l=0, lum=0, valc =0, chech_serv=0;

int i=0, j=0,termen=0, contr=0, meniu_1=0, meniu_2=0, check =0, cntr = 0 , cntr_rb0 = 0,cntr_rb0cpy =0;

char text[20], contor_serv = 0, setare = 0, cntr1 = 0;

//////////////////////////////////////////////////mesaje

const char *mesg1="AUTOMOTIVE";

const char *mesg2="PROJECT";

const char *mesg3="Loading signals";

const char *mesg4=" scanning done ";

const char *mesg5="-ALL SYSTEMS OK-";

const char *mesg6="interior";

const char *mesg10="-LOW VISIBILITY-";

const char *mesg11="ROT/MIN";

const char *mesg12="LITRI";

const char *mesg13="AUTONOM";

const char *mesg14=" !!!LOW FUEL!!! ";

//////////////////////////////////////////////////mesaje tensiune

const char *mesg01="supra";

const char *mesg02="optimum";

const char *mesg03="OK";

const char *mesg04="caution";

const char *mesg05="low";

const char *mesg06="under";

const char *mesg07="defect";

////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////

const char character0[] = {31,31,31,31,31,31,31,31};

const char character1[] = {28,20,28,0,7,4,4,7};

const char character2[] = {4,4,4,4,4,4,4,4}; //V

const char character3[] = {7,3,5,12,2,4,8,16};// 4

const char character4[] = {8,4,2,4,8,5,3,7};// jos

const char character5[] = {14,14,31,31,31,31,31,31}; //bat plina 14.4 v

const char character6[] = {14,10,27,31,31,31,31,31}; //bat 14v

const char character7[] = {14,10,17,17,31,31,31,31}; //bat 13v

const char character8[] = {14,10,17,17,17,17,31,31}; //bat 12v

const char character9[] = {14,10,17,17,17,17,17,31}; //bat <12v

const char character10[] = {0,0,0,0,12,6,2,1}; // sageata ok stanga

const char character11[] = {3,3,3,3,6,12,8,16}; // sageata ok dreapta

const char character12[] = {31,17,17,17,17,17,17,31}; // loading ch empty

const char character13[] = {24,24,24,24,24,0,24,24}; // exclamare

////////////////////////////////////////////////////////////// functii

void benzina ();

void lumina_f();

void temperatura_ulei();

void temperatura_apa();

void temperatura_out();

void regl_turatie();

void f1();

void loading();

void temperatura_in();

void lumina();

void umidity();

void sparcare_fata();

void sparcare_spate();

void servo_ask();

void strConstCpy(char *dest, const char *source);

//////////////////////////////////////////////////////////////copiere rom-ram pentru eliminare eroare

void strConstCpy(char *dest, const char *source) {

while(*source)

*dest++ = *source++ ;

*dest = 0 ;

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// creare caracter custom

void CustomChar(const char *def, unsigned char n, char pos_row, char pos_char)

{

char i ;

LCD8_Cmd(64 + n * 8) ;

for(i = 0 ; i<=7 ; i++)

{

LCD8_Chr_Cp(def[i]) ;

}

LCD8_Cmd(LCD_RETURN_HOME) ;

LCD8_Chr(pos_row, pos_char, n) ;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void main()

{

ANSEL = 0b00000111; // setare intrari analogice

ANSELH =0b00000000;

TRISA = 0b00000111; // set as inputs

TRISB = 0b00011000; // set PORTB as OUTPUT

TRISC = 0b00000000;

TRISD = 0b00000000; // trisd.f1 = contact portbagaj (IN); trisd.f0 = sound;

TRISE = 0b00000000; // RE0 = analog input

PORTA = 0;

PORTB = 0; // set PORTB as OUTPUT

PORTC = 0;

PORTD = 0;

PORTE = 0; // set PORTB as OUTPUT

////////////////////////-INTRERUPERE PE TIMER1-////////////////

INTCON.GIE = 1; //enable all un-masked interrupts

INTCON.PEIE = 1; //Set PEIE

T1CON = 1; //enable Timer1

PIR1.TMR1IF = 0; // clear TMR1IF

TMR1H = 0b11111110; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b00001011;

PIE1.TMR1IE = 0; // enable Timer1 interrupt

/////////////////////////////////////////////////////

Lcd8_Config(&PORTD,&PORTC,7,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

PIE1.TMR1IE = 1;

strConstCpy(text,mesg1);

Lcd8_Out(1,3,text); //automotive

strConstCpy(text,mesg2);

Lcd8_Out(2,5,text); // project

Delay_ms(4000);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

Delay_ms(600);

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// end designed

loading();

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// complete , all systems ok

//strConstCpy(text,mesg4);

//Lcd8_Out(1,1,text);

//Delay_ms(3000);

//Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

//strConstCpy(text,mesg5);

//Lcd8_Out(1,1,text);

//Delay_ms(1000);

//Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

for (;;)

{

if(meniu_1 == 1 && !meniu_2) // meniu 1

{

//

lumina();

f1(); // fara afisare pe LCD

}

if( !meniu_1 && meniu_2 == 1) // meniu 2

{

temperatura_in();

lumina();

}

//

if( meniu_1 == 1 && meniu_2 == 1) //meniu 3

{

lumina_f();

}

if( meniu_1 == 2 && meniu_2 == 2) //meniu 4

{

// benzina ();

// lumina();

}

}

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////tensiune

void f1()

{

Lcd8_Chr(1,2, ' ');

Lcd8_Chr(1,15, ' ');

Lcd8_Chr(1,14,' ');

val_digitala = Adc_Read(0);

mv_f=14*val_digitala + 8* val_digitala/10 + 4*val_digitala/130;

if (mv_f >= 10000)

{

zeci=mv_f/10000;

while(mv_f>=10000)

{

mv_f=mv_f-10000;

}

}

else

zeci=0;

if (mv_f >= 1000)

{

unitati=mv_f/1000;

while(mv_f>=1000)

{

mv_f=mv_f-1000;

}

}

else

unitati=0;

if (mv_f >= 100)

{

zcm=mv_f/100;

while(mv_f>=100)

{

mv_f=mv_f-100;

}

}

else

zcm=0;

if (zeci==0)

Lcd8_Chr(1, 10, ' '); // caracterul liber

else

Lcd8_Chr(1, 10, 0b00110000+zeci); // caracterul 0 din CGROM+val.din coonversie

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 11, 0b00110000+unitati);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 12,'.');

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 13, 0b00110000+zcm);

Delay_ms(100);

Lcd8_Chr(1, 16, 'V');

Delay_ms(1);

if ((zeci==1) && (unitati == 4) && (zcm > 4))

{

CustomChar(character5,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg01);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 4) && (zcm <= 4))

{

CustomChar(character5,0,1,1); // CGRM 0

strConstCpy(text,mesg02);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 3) && (zcm >= 7))

{

CustomChar(character5,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg03);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=5; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 2) && (zcm >= 5))

{

CustomChar(character6,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg04);

Lcd8_Out(1,3,text);

}

if ((zeci==1) && (unitati == 2) && (zcm < 5))

{

CustomChar(character7,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg05);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=6; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 0))

{

CustomChar(character8,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg06);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if (zeci == 0)

{

CustomChar(character9,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg07);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=9; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void lumina()

{

lum = Adc_Read(2)/10;

if (lum <= 12)

PORTB.f0 = 1;

else

PORTB.f0 = 0;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// ////////////////////////////temperatura interior///////////////////////////////////

void temperatura_in()

{

Lcd8_Chr(1,14,' ');

Lcd8_Chr(1,15,' ');

CustomChar(character1,1,1,16); // caracter grade celsius CGRAM 1

strConstCpy(text,mesg6);

Lcd8_Out(1,1,text);

temp = Adc_Read(1)-102;

temp= 4*temp + 8*temp/10+ 8*temp/100;

if (temp>=1000)

{

st=temp/1000;

while (temp>=1000)

{

temp-=1000;

}

}

else

{

st=0;

}

if (temp>=100)

{

zc=temp/100;

while (temp>=100)

{

temp-=100;

}

}

else

zc=0;

if (temp>=10)

{

ut=temp/10;

while (temp>=10)

{

temp-=10;

}

}

else

ut=0;

zml=temp;

if (st==0)

Lcd8_Chr(1, 9, ' '); // caracterul liber

else

Lcd8_Chr(1, 9, 0b00110000+st); // caracterul 0 din CGROM+val.din coonversie

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 10, 0b00110000+zc);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1,11, 0b00110000+ut);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 12,'.');

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 13, 0b00110000+zml);

Delay_ms(100);

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void lumina_f()

{

Lcd8_Chr(1,5,' ');

Lcd8_Chr(1, 4, '%');

lum = Adc_Read(2);

transf =lum/10;

if (transf >=100)

sute_l=1;

else

sute_l=0;

if (transf>=10)

{

zeci_l=transf/10;

while (transf>=10)

{

transf-=10;

}

}

else

{

zeci_l=0;

}

unitati_l=transf;

if (sute_l==0)

{

Lcd8_Chr(1, 1, ' '); // caracterul liber

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 2, 0b00110000+zeci_l);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 3, 0b00110000+unitati_l);

Delay_ms(1);

}

else {

Lcd8_Chr(1, 1, '1');

Lcd8_Chr(1, 2, '0');

Lcd8_Chr(1, 3, '0');

}

termen=zeci_l+6;

for (i=6;i<=termen;i++)

{

if ((!zeci_l) && (!unitati_l))

CustomChar(character12,2,1,i); // caracter 0 loading empty

else

CustomChar(character0,3,1,i);

}

for (i=termen+1;i<=16;i++)

{

CustomChar(character12,2,1,i);

}

if(zeci_l<=2)

{

strConstCpy(text,mesg10);

Lcd8_Out(2,1,text);

PORTB.f0 = 1; // LED avertizare

}

else

{

PORTB.f0 = 0; // LED avertizare

for (i=1; i<=16; i++)

Lcd8_Chr(2,i,' ');

}

}

// ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////loading

void loading()

{

strConstCpy(text,mesg3);

Lcd8_Out(1,1,text);

CustomChar(character0,0,2,1);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,2);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,3);

Delay_ms (380);

CustomChar(character0,0,2,4);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,5);

Delay_ms (260);

CustomChar(character0,0,2,6);

Delay_ms (150);

CustomChar(character0,0,2,7);

Delay_ms (200);

CustomChar(character0,0,2,8);

Delay_ms (160);

CustomChar(character0,0,2,9);

Delay_ms (115);

CustomChar(character0,0,2,10);

Delay_ms (280);

CustomChar(character0,0,2,11);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,12);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,13);

Delay_ms (200);

CustomChar(character0,0,2,14);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,15);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,16);

Delay_ms (530);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// test finished

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////inrerupere generata pe TIMER1////////////////////////////////

void interrupt ()

{

cntr = cntr + 1;

if(cntr >= 3000)

cntr = 0;

if (!PORTB.f3 && !PORTB.f4 && !check ) // meniu idle

{

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 0) // meniu 0-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-0

{

cntr = 0;

check = 0;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3

if (PORTB.f3 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

if (PORTB.f4 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3-4

if (PORTB.f3 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-4

{

cntr = 0;

check = 7;

meniu_1 = 3;

meniu_2 = 3;

}

if (PORTB.f4 && check == 7 && cntr>= 1400) // meniu 4-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

//

//

/////////////////////////////////////////////////////// reset if, set value

PIR1.TMR1IF = 0;

TMR1H = 0b11111110; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b00001011;

}

///////////////////////////////////////////////////////

BIBLIOGRAFIE

Aibăntăncei, D., Soare I. et al. – Fabricarea și repararea autovehiculelor, Universitatea din Brașov, 1987

Banescu, A., Banescu D. – Întreținerea și repararea utilajelor și instalațiilor din industria chimică, Editura Tehnică, București, 1975

Bang, K.-H. – „Development of Dynamics Modeling in the Vehicle Simulator for Road Safety Analysis”, SICE Annual Conference, Kagawa University, Japan, September 17-20, 2007, pp. 649-653

Batanga, Nicolae, Cazila Aurica, Cordos Nicolae – Rodarea, uzarea, testarea și reglarea motoarelor termice, Editura Tehnică, București, 1995

Berinde, V. – Recuperarea, recondiționarea și refolosirea pieselor, Editura Tehnică, București, 1986

Borza, Anca – „Aspecte privind aprecerea stării tehnice a utilajelor și a duratei lor de realizare”, Studia Universitatis Babes-Bolyai, Oeconomica, Cluj-Napoca, 1991

Borza, Anca – Managementul întreținerii și reparării utilajelor, Editura Economică, București, 1995

Bun, I. – Transmisia autovehiculelor pe șenile (calcul și construcție), Editura Academiei Militare, București, 1983

Buzdugan, Gh. – Măsurarea vibrațiilor mecanice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1964

Capustiac, A., Hesse B., Brandt T., Schramm D., Brisan C. – „Design of a Flexible Low-Cost Driving Simulator”, The 1st Joint International Conference on Multibody System Dynamics, Lappeenranta, Finland, May 25-27, 2010

Ciobotaru, T. – Încercarea blindatelor, automobilelor și tractoarelor, Editura Academiei Tehnice Militare, București, 1996

Dragomir, George – Calculul și construcția autovehiculului, note de curs, Universitatea Oradea, 2007

Florea, R. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2002

Florea, R. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2004

Florea, R. – Organe de mașini. Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Florea, R., Florea V. – Reductoare, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 2002

Florea, V., Florea R. – Transmisii prin angrenaje, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1992

Florea, V., Florea R., Manolea D. – Bazele proiectării mașinilor, vol. 2, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Florea, V, Florea R., Manolea D. – Bazele proiectării mașinilor, vol. 3, Editura Universității Lucian Blaga, Sibiu, 1999

Frățilă, Gh. – Automobile – Cunoaștere, întreținere și reparații, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1992

Frățilă, Gh. – Automobile – Șofer mecanic auto, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1994

Frățilă, Gh. – Calculul și construcția automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977

Ganea, N. – Alegerea, exploatarea, întreținerea și repararea pompelor, Editura Tehnică, București, 1981

Ghica, I., Groza Al. – Întreținerea și repararea automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1972

Gibilisco, Stan – Concise Encyclopedia of Robotics, 2003

Holland, John – Designing Autonomous Mobile Robots, 2004

Huzum, Neculai, Rantz Gabriel – Procese tehnologice, întreținerea și repararea mașinilor și utilajelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

Huzum, Neculai, Rantz Gabriel, Banciu Emilian, Crivac Gheorghe, Dinicia Constantin, Dragomir Ion – Recondiționarea pieselor, Editura Tehnică, București, 1986

Iovine, John – PIC Robotics, 2004

Kaptein, N. A., Theeuwes J., Van Der Horst R. – „Driving Simulator Validity: Some Considerations”, Journal of the Transportation Research Board, vol. 1550, 1996, pp. 30-36

Kovacs, Fr., Rădulescu C. – Roboți industriali, Universitatea Tehnică din Timișoara, 1992

Kovacs, Fr., Varga St., Pau V. C. – Introducere în robotică, Editura Printech, București, 2000

Loureiro, B. – Motion Cueing in the Chalmers Driving Simulator: A Model Predictive Control Approach, M. Sc. thesis, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 2009

Manea, C., Stratulat M. – Fiabilitatea și diagnosticarea automobilelor, Editura Militară, București, 1982

Mastakar, Gaurav – Experimental Security Analysis of a Modern Automobile, University of Washington, 2012

Mccomb, Gordon – The Robot Builder’s Bonaza, McGraw-Hill, New York, 2006

Moise, A. – Rețele neuronale pentru conducerea roboților, Editura Matrix ROM, București, 2012

Negreanu, I., Vuscan I., Haiduc N., – Robotica. Modelarea cinematică și dinamică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

Nehaoua, L., Amouri A., Arioui H. – „Classic and Adaptive Washout Comparison for a Low Cost Driving Simulator”, Proceedings of the 13th Mediterranean Conference on Control and Automation, Limassol, Cyprus, June 27-29, 2005, pp. 586-591

Ogrutan, Petre – Interfețe, protocoale și semnalizări, 2013-2014

Păcurariu, E. et al. – Organe de mașini și mecanisme, Editura Tehnică, București, 1989

Pădure, Gelu, – Autovehicule rutiere. Construcție și calcul, vol. I, Editura Politehnică, Timișoara, 2006

Pereș, Gh. – Solicitări dinamice în transmisiile mecanice ale autovehiculelor, SIAR 900503, 1989

Petrescu, Ligia – Elemente de grafică computerizată – AutoCAD, Editura Universității Politehnice, București, 1998

Petrescu, Ligia – Grafică inginerească, Editura Universității Politehnice, București, 1997

Popa, B., Bataga N., Cazila Aurica – Motoare pentru autovehicule. Funcționare, caracteristici, rodaj, uzură, testare și reglare, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1982

Rădulescu, G. A., Petre I. – Combustibili, uleiuri și exploatarea autovehiculelor, Editura Tehnică, București, 1987

Rădulescu, R., Brătucu Gh. et al. – Fabricarea pieselor auto și măsurări mecanice, Editura Didactică și Pedagogică, Bucuresti, 1983

Romanca, Mihai – Microprocesoare, 2012-2013

Romanca, Mihai – Sisteme cu calculator integrat, 2012-2013

Roșca, C. – Strategia reparațiilor în sistemele industriale, Editura Scrisul Românesc, Craiova, 1981

Rus, A., Bratu I. – Teoria mecanismelor și mașinilor, Editura Universității din Oradea, 2005

Rus, I. – Automobile. Construcție. Uzare. Evaluare, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2000

Rus, I. – Autovehicule rutiere, Editura Sinctron, Cluj-Napoca, 2002

Sandor, L. et al. – Transmisii hidrodinamice, Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1990

Shuzhi, Sam Ge, Lewis Frank L. – Autonomous Mobile Robots, 2006

Siegwart, Roland, Nourbakhsh Illah R. – Introduction to Autonomous Mobile Robots, 2004

Slob, J. J. – „State-of-the-Art Driving Simulators, a Literature Survey”, DCT Report, Eindhoven University of Technology, 2008

Soare, I. et al. – Tehnologia reparării automobilelor, Universitatea din Brașov, 1974

Sporea, D. G., Sporea A. – Noi abordări privind instruirea soferilor utilizând simulatoarele auto, 2011

Stoicescu, A. – Dinamica autovehiculelor, vol. I, Editura Universității Politehnice, București, 1973

Stoicescu, A. – Proiectarea performanțelor de tracțiune și consum ale automobilelor, Editura Tehnică, București, 2007

Suteu, V. – Tehnologia întreținerii și reparării mașinilor și utilajelor, Editura Tehnică, București, 1984

Telban, R. J., Cardullo F. M. – Motion Cueing Algorithm Development: Human- Centered Linear and Nonlinear Approaches, Langley Research Center, Hampton, Virginia, 2005

Tudor, A., Marin I. – Ambreiaje și cuplaje de siguranță cu fricțiune. Îndrumar de proiectare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

Tudoran, I. – Tratarea matematică a datelor experimentale, Editura Academiei Române, București, 1976

Țarcă, I. – Organe de mașini, Editura Universității din Oradea, 2005

Țarcă, R. – Introducere în robotică, Editura Universității din Oradea, 2003

Untaru, M. – Automobile, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1968

Untaru, M. – Dinamica autovehiculelor pe roți, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

Untaru, M. et al. – Calculul și construcția automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Urdăreanu, T. et al. – Propulsia și circulația autovehiculelor cu roți, Editura Știinifică și Enciclopedică, București, 1987

*** – STAS, Organe de mașini, vol. I, Editura Tehnică, București, 1983

*** – STAS 2872/1-86, Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor

*** – STAS 7122/8-88, Interpretarea statistică a datelor. Teste asupra mediilor și dispersiilor

ANEXE

Anexa 1

Schema cinematică a transmisiei unui autocamion

1-motor 7-transmisie principală

2-ambreiaj 8-diferențial

3-cutie de viteze 9-roți motoare

4-articulații cardanice 10-arbori planetari

5-arbore longitudinal intermediar 11-carter punte motoare

6-arbore longitudinal principal

Anexa 2

Anexa 2

Schema de principiu a ambreiajului mecanic

1-volant 7-arborele primar

2-discul de presiune 8-rulment de presiune

3-arcuri 9-furcă

4-pârghiile de debreiere 10-tijă

5-carcasa 11-arc de readucere

6-discul condos 12-pedală

Anexa 3

Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

1-arbore ambreiaj; 2-volant; 3-arc element elastic suplimentar; 4-garnitură de fricțiune; 5-disc condos; 6-disc de presiune; 7 și 8-articulații cu rulmenți role-ace; 9-carcasă ambreiaj; 10-arc de prindere inel de debreiere; 11-furcă de articulare a pârghiei de debreiere; 12-pârghie de debreiere; 13-rulment de presiune; 14-tub de ungere; 15-carter; 16-manșon de debreiere; 17-carcasă rulment de debreiere; 18-disc; 19-șurub de fixare; 20-arc de presiune; 21-bosaj; 22-garnitură termoizolantă; 23-inel de debreiere; 24-garnitură de frecare a amortizorului de oscilații de torsiune; 25-carter Volant; 26-flanșă; 27-furcă de debreiere; 28-tijă; 29-pompă receptoare; 30-contrapiuliță; 31-piuliță; 32-conductă de legătură; 33-pomp centrală; 34-burduf de protecție; 35-suport pedală; 36-pedală.

Anexa 4

Anexa 4

Ambreiajul bidisc

1-disc condos 9-arcuri elicoidale

2-disc condos 10-carcasa

3-disc presiune 11-prezoane

4-disc presiune 12-șuruburi de sprijin

5-volant 13-arcuri

6-șuruburi 14-cuiul spintecat

7-piuliță 15-pârghi de decuplare

8-garnitură termoizolantă

Anexa 5

Anexa 5

Construcția și funcționarea arcului tip diafragmă

1-discul de presiune

2-inelul interior

3-inelul exterior

4-arc

5-rulment de presiune

Anexa 6

Schema ambreiajului hidrodinamic

1-arborele motor

2-palete radiale plane

3-rotor-pompă

4-rotor-turbină

5-arborele condos

6-carcasă etanșă

Anexa 7

Mecanismul de acționare mecanic al ambreiajului

a-construcția mecanismului b-schema cinematică

1-pârghia pedalei

2-furca ambreiajului

3-pârghia de debreiere

4-tijă

5-manșon de decuplare

6-arcuri de readucere

7-șurub de reglaj

8-disc de presiune

9-carcasa ambreiajului

10-arcuri de readucere

11-volantul motorului

Anexa 8

Mecanismul de acționare hidraulic

1,21-arcuri de readucere 8-orificii 15-tijă

2-pedală 9-arc 16-furcă de debreiere

3-tijă piston 10-supapă dublă 17-manșon de debreiere

4-piston pompă centrală 11-conductă de legătură 18-rulment de presiune

5-cilindru pompă centrală 12-cilindru receptor 19-pârghi de debreiere

6-rezervor de lichid 13-piston cilindru receptor 20-disc de presiune

7-orificii 14-arc 22-piuliță de reglare

Anexa 9

Codul sursă

Biblioteca de funcții pentru alarmă:

buzzer.h:

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#define BUZZER_PORT PORTD

#define BUZZER_PORT_PIN PIND

#define BUZZER_PORT_BIT PD6

void alarm(void);

buzzer.c

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include "buzzer.h"

void alarm(void)

{

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT |=(1<<PD6);

_delay_ms(500);

BUZZER_PORT &=~(1<<PD6);

_delay_ms(500);

}

Biblioteca de funcții pentru butoane:

buttons.h

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#define BUTTON_PORT PORTD

#define BUTTON_LEFT_PIN PIND

#define BUTTON_LEFT_BIT PD2

#define BUTTON_RIGHT_PIN PIND

#define BUTTON_RIGHT_BIT PD3

#define BUTTON_UP_PORT PORTD

#define BUTTON_UP_PIN PIND

#define BUTTON_UP_BIT PD4

#define BUTTON_DOWN_PIN PIND

#define BUTTON_DOWN_BIT PD5

void init_button();

int button_is_pressed_left();

int button_is_pressed_right();

int button_is_pressed_up();

int button_is_pressed_down();

buttons.c

#include <avr/io.h>

#include <stdint.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include "buttons.h"

void init_button()

{

BUTTON_PORT |= (1<<BUTTON_LEFT_BIT)

|(1<<BUTTON_RIGHT_BIT)

|(1<<BUTTON_UP_BIT)

|(1<<BUTTON_DOWN_BIT);

}

int button_is_pressed_left()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_LEFT_PIN, BUTTON_LEFT_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_LEFT_PIN, BUTTON_LEFT_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_right()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_RIGHT_PIN, BUTTON_RIGHT_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_RIGHT_PIN, BUTTON_RIGHT_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_up()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_UP_PIN, BUTTON_UP_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_UP_PIN, BUTTON_UP_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

int button_is_pressed_down()

{

if (bit_is_clear(BUTTON_DOWN_PIN, BUTTON_DOWN_BIT))

{

_delay_ms(50);

if (bit_is_clear(BUTTON_DOWN_PIN, BUTTON_DOWN_BIT)) return 1;

}

return 0;

}

Biblioteca de funcții pentru afișare pe LCD

lcd.h

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#define LCD_DATA PORTC

#define ctrl PORTA

#define en PA7

#define rw PA6

#define rs PA5

void LCD_cmd(unsigned char cmd);

void init_LCD(void);

void LCD_write(unsigned char data);

void LCD_write_string(char *data);

char* rx_string(char a);

void LCD_write_string_P(const char *data);

lcd.c

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include "lcd.h"

void init_LCD(void)

{

_delay_ms(20);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(5);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x30);

_delay_ms(10);

LCD_cmd(0x3C);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x08);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x01);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x06);

_delay_ms(1);

LCD_cmd(0x0C);

}

void LCD_cmd(unsigned char cmd)

{

LCD_DATA=cmd;

ctrl =(0<<rs)|(0<<rw)|(1<<en);

_delay_ms(1);

ctrl =(0<<rs)|(0<<rw)|(0<<en);

_delay_ms(1);

return;

}

void LCD_write(unsigned char data)

{

LCD_DATA= data;

ctrl = (1<<rs)|(0<<rw)|(1<<en);

_delay_ms(1);

ctrl = (1<<rs)|(0<<rw)|(0<<en);

_delay_ms(1);

return ;

}

void LCD_write_string(char *data)

{

int i=0;

while(data[i]!='\0')

{

LCD_write(data[i]);

i++;

}

return;

}

void LCD_write_string_P(const char *data)

{

while ( pgm_read_byte(data) != 0x00)

{

LCD_write ( pgm_read_byte(data) );

data++;

}

}

Biblioteca de funcții pentru UART

uart.h

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#define BAUD 19200

#define BAUDRATE ((F_CPU)/(BAUD*16UL)-1)

unsigned char dummy;

void uart_init (unsigned int baudrate_init);

void uart_transmit (char send_data);

void uart_transmit_string(char *send_string);

unsigned char uart_recieve();

char* uart_recieve_string(char a[]);

void USART_Flush( void );

void ReadStringData(char *str);

char ReadData( void );

void USART_Flush( void );

uart.c

#ifndef F_CPU

#define F_CPU 4000000UL

#endif

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <math.h>

#include "uart.h"

void uart_init (unsigned int baudrate_init)

{

UBRRH=(unsigned char)(baudrate_init>>8);

UBRRL=(unsigned char) baudrate_init;

UCSRB|=(1<<TXEN)|(1<<RXEN);

UCSRC|=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);

}

void uart_transmit (char send_data)

{

while (!( UCSRA & (1<<UDRE))){}

UDR = send_data;

}

void uart_transmit_string(char *send_string)

{

while(*send_string)

{

uart_transmit(*send_string++);

}

}

unsigned char uart_recieve(void)

{

while(!(UCSRA & (1<<RXC)))

{

}

return UDR;

}

char* uart_recieve_string(char a[])

{

char *ret;

int i=0;

while((a[i++]=uart_recieve())!=0x3E);

a[i]='\0';

ret=a;

return(ret);

}

void USART_Flush( void )

{

while ( UCSRA & (1<<RXC) )

{

dummy = UDR;

}

}

Anexa 10

Schema electrică a dispozitivului

Anexa 11

Lista componentelor

Anexa 12

Poze cu dispozitivul

Anexa 13

Codul sursă C

int set_t=0, set_t1 =0, autonom =0, tempr =0, temprr =0;

int mii_turo = 0, unit_turo=0, sute_turo = 0, zeci_turo=0, unitati=0, zeci =0, zcm=0,val_digitala=0,mv=0, mv_f=0,temp=0;

int zml=0,zc=0,st=0,ut=0,portb_on=0,cntrp=0, k=0, ks = 10;

int test0=0,test1=0,test2=0, cntr0 =0, setat_s=0, setat_f=0;

int transf=0,sute_l=0, zeci_l=0, unitati_l=0, lum=0, valc =0, chech_serv=0;

int i=0, j=0,termen=0, contr=0, meniu_1=0, meniu_2=0, check =0, cntr = 0 , cntr_rb0 = 0,cntr_rb0cpy =0;

char text[20], contor_serv = 0, setare = 0, cntr1 = 0;

//////////////////////////////////////////////////mesaje

const char *mesg1="AUTOMOTIVE";

const char *mesg2="PROJECT";

const char *mesg3="Loading signals";

const char *mesg4=" scanning done ";

const char *mesg5="-ALL SYSTEMS OK-";

const char *mesg6="interior";

const char *mesg10="-LOW VISIBILITY-";

const char *mesg11="ROT/MIN";

const char *mesg12="LITRI";

const char *mesg13="AUTONOM";

const char *mesg14=" !!!LOW FUEL!!! ";

//////////////////////////////////////////////////mesaje tensiune

const char *mesg01="supra";

const char *mesg02="optimum";

const char *mesg03="OK";

const char *mesg04="caution";

const char *mesg05="low";

const char *mesg06="under";

const char *mesg07="defect";

////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////

const char character0[] = {31,31,31,31,31,31,31,31};

const char character1[] = {28,20,28,0,7,4,4,7};

const char character2[] = {4,4,4,4,4,4,4,4}; //V

const char character3[] = {7,3,5,12,2,4,8,16};// 4

const char character4[] = {8,4,2,4,8,5,3,7};// jos

const char character5[] = {14,14,31,31,31,31,31,31}; //bat plina 14.4 v

const char character6[] = {14,10,27,31,31,31,31,31}; //bat 14v

const char character7[] = {14,10,17,17,31,31,31,31}; //bat 13v

const char character8[] = {14,10,17,17,17,17,31,31}; //bat 12v

const char character9[] = {14,10,17,17,17,17,17,31}; //bat <12v

const char character10[] = {0,0,0,0,12,6,2,1}; // sageata ok stanga

const char character11[] = {3,3,3,3,6,12,8,16}; // sageata ok dreapta

const char character12[] = {31,17,17,17,17,17,17,31}; // loading ch empty

const char character13[] = {24,24,24,24,24,0,24,24}; // exclamare

////////////////////////////////////////////////////////////// functii

void benzina ();

void lumina_f();

void temperatura_ulei();

void temperatura_apa();

void temperatura_out();

void regl_turatie();

void f1();

void loading();

void temperatura_in();

void lumina();

void umidity();

void sparcare_fata();

void sparcare_spate();

void servo_ask();

void strConstCpy(char *dest, const char *source);

//////////////////////////////////////////////////////////////copiere rom-ram pentru eliminare eroare

void strConstCpy(char *dest, const char *source) {

while(*source)

*dest++ = *source++ ;

*dest = 0 ;

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// creare caracter custom

void CustomChar(const char *def, unsigned char n, char pos_row, char pos_char)

{

char i ;

LCD8_Cmd(64 + n * 8) ;

for(i = 0 ; i<=7 ; i++)

{

LCD8_Chr_Cp(def[i]) ;

}

LCD8_Cmd(LCD_RETURN_HOME) ;

LCD8_Chr(pos_row, pos_char, n) ;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void main()

{

ANSEL = 0b00000111; // setare intrari analogice

ANSELH =0b00000000;

TRISA = 0b00000111; // set as inputs

TRISB = 0b00011000; // set PORTB as OUTPUT

TRISC = 0b00000000;

TRISD = 0b00000000; // trisd.f1 = contact portbagaj (IN); trisd.f0 = sound;

TRISE = 0b00000000; // RE0 = analog input

PORTA = 0;

PORTB = 0; // set PORTB as OUTPUT

PORTC = 0;

PORTD = 0;

PORTE = 0; // set PORTB as OUTPUT

////////////////////////-INTRERUPERE PE TIMER1-////////////////

INTCON.GIE = 1; //enable all un-masked interrupts

INTCON.PEIE = 1; //Set PEIE

T1CON = 1; //enable Timer1

PIR1.TMR1IF = 0; // clear TMR1IF

TMR1H = 0b11111110; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b00001011;

PIE1.TMR1IE = 0; // enable Timer1 interrupt

/////////////////////////////////////////////////////

Lcd8_Config(&PORTD,&PORTC,7,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

PIE1.TMR1IE = 1;

strConstCpy(text,mesg1);

Lcd8_Out(1,3,text); //automotive

strConstCpy(text,mesg2);

Lcd8_Out(2,5,text); // project

Delay_ms(4000);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

Delay_ms(600);

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// end designed

loading();

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// complete , all systems ok

//strConstCpy(text,mesg4);

//Lcd8_Out(1,1,text);

//Delay_ms(3000);

//Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

//strConstCpy(text,mesg5);

//Lcd8_Out(1,1,text);

//Delay_ms(1000);

//Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

for (;;)

{

if(meniu_1 == 1 && !meniu_2) // meniu 1

{

//

lumina();

f1(); // fara afisare pe LCD

}

if( !meniu_1 && meniu_2 == 1) // meniu 2

{

temperatura_in();

lumina();

}

//

if( meniu_1 == 1 && meniu_2 == 1) //meniu 3

{

lumina_f();

}

if( meniu_1 == 2 && meniu_2 == 2) //meniu 4

{

// benzina ();

// lumina();

}

}

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////tensiune

void f1()

{

Lcd8_Chr(1,2, ' ');

Lcd8_Chr(1,15, ' ');

Lcd8_Chr(1,14,' ');

val_digitala = Adc_Read(0);

mv_f=14*val_digitala + 8* val_digitala/10 + 4*val_digitala/130;

if (mv_f >= 10000)

{

zeci=mv_f/10000;

while(mv_f>=10000)

{

mv_f=mv_f-10000;

}

}

else

zeci=0;

if (mv_f >= 1000)

{

unitati=mv_f/1000;

while(mv_f>=1000)

{

mv_f=mv_f-1000;

}

}

else

unitati=0;

if (mv_f >= 100)

{

zcm=mv_f/100;

while(mv_f>=100)

{

mv_f=mv_f-100;

}

}

else

zcm=0;

if (zeci==0)

Lcd8_Chr(1, 10, ' '); // caracterul liber

else

Lcd8_Chr(1, 10, 0b00110000+zeci); // caracterul 0 din CGROM+val.din coonversie

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 11, 0b00110000+unitati);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 12,'.');

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 13, 0b00110000+zcm);

Delay_ms(100);

Lcd8_Chr(1, 16, 'V');

Delay_ms(1);

if ((zeci==1) && (unitati == 4) && (zcm > 4))

{

CustomChar(character5,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg01);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 4) && (zcm <= 4))

{

CustomChar(character5,0,1,1); // CGRM 0

strConstCpy(text,mesg02);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 3) && (zcm >= 7))

{

CustomChar(character5,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg03);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=5; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 2) && (zcm >= 5))

{

CustomChar(character6,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg04);

Lcd8_Out(1,3,text);

}

if ((zeci==1) && (unitati == 2) && (zcm < 5))

{

CustomChar(character7,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg05);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=6; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if ((zeci==1) && (unitati == 0))

{

CustomChar(character8,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg06);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=8; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

if (zeci == 0)

{

CustomChar(character9,0,1,1);

strConstCpy(text,mesg07);

Lcd8_Out(1,3,text);

for(i=9; i<=9; i++)

{

Lcd8_Chr(1, i,' ');

}

}

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void lumina()

{

lum = Adc_Read(2)/10;

if (lum <= 12)

PORTB.f0 = 1;

else

PORTB.f0 = 0;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// ////////////////////////////temperatura interior///////////////////////////////////

void temperatura_in()

{

Lcd8_Chr(1,14,' ');

Lcd8_Chr(1,15,' ');

CustomChar(character1,1,1,16); // caracter grade celsius CGRAM 1

strConstCpy(text,mesg6);

Lcd8_Out(1,1,text);

temp = Adc_Read(1)-102;

temp= 4*temp + 8*temp/10+ 8*temp/100;

if (temp>=1000)

{

st=temp/1000;

while (temp>=1000)

{

temp-=1000;

}

}

else

{

st=0;

}

if (temp>=100)

{

zc=temp/100;

while (temp>=100)

{

temp-=100;

}

}

else

zc=0;

if (temp>=10)

{

ut=temp/10;

while (temp>=10)

{

temp-=10;

}

}

else

ut=0;

zml=temp;

if (st==0)

Lcd8_Chr(1, 9, ' '); // caracterul liber

else

Lcd8_Chr(1, 9, 0b00110000+st); // caracterul 0 din CGROM+val.din coonversie

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 10, 0b00110000+zc);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1,11, 0b00110000+ut);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 12,'.');

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 13, 0b00110000+zml);

Delay_ms(100);

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void lumina_f()

{

Lcd8_Chr(1,5,' ');

Lcd8_Chr(1, 4, '%');

lum = Adc_Read(2);

transf =lum/10;

if (transf >=100)

sute_l=1;

else

sute_l=0;

if (transf>=10)

{

zeci_l=transf/10;

while (transf>=10)

{

transf-=10;

}

}

else

{

zeci_l=0;

}

unitati_l=transf;

if (sute_l==0)

{

Lcd8_Chr(1, 1, ' '); // caracterul liber

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 2, 0b00110000+zeci_l);

Delay_ms(1);

Lcd8_Chr(1, 3, 0b00110000+unitati_l);

Delay_ms(1);

}

else {

Lcd8_Chr(1, 1, '1');

Lcd8_Chr(1, 2, '0');

Lcd8_Chr(1, 3, '0');

}

termen=zeci_l+6;

for (i=6;i<=termen;i++)

{

if ((!zeci_l) && (!unitati_l))

CustomChar(character12,2,1,i); // caracter 0 loading empty

else

CustomChar(character0,3,1,i);

}

for (i=termen+1;i<=16;i++)

{

CustomChar(character12,2,1,i);

}

if(zeci_l<=2)

{

strConstCpy(text,mesg10);

Lcd8_Out(2,1,text);

PORTB.f0 = 1; // LED avertizare

}

else

{

PORTB.f0 = 0; // LED avertizare

for (i=1; i<=16; i++)

Lcd8_Chr(2,i,' ');

}

}

// ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////loading

void loading()

{

strConstCpy(text,mesg3);

Lcd8_Out(1,1,text);

CustomChar(character0,0,2,1);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,2);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,3);

Delay_ms (380);

CustomChar(character0,0,2,4);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,5);

Delay_ms (260);

CustomChar(character0,0,2,6);

Delay_ms (150);

CustomChar(character0,0,2,7);

Delay_ms (200);

CustomChar(character0,0,2,8);

Delay_ms (160);

CustomChar(character0,0,2,9);

Delay_ms (115);

CustomChar(character0,0,2,10);

Delay_ms (280);

CustomChar(character0,0,2,11);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,12);

Delay_ms (500);

CustomChar(character0,0,2,13);

Delay_ms (200);

CustomChar(character0,0,2,14);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,15);

Delay_ms (80);

CustomChar(character0,0,2,16);

Delay_ms (530);

Lcd8_Cmd(Lcd_CLEAR) ;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// test finished

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////inrerupere generata pe TIMER1////////////////////////////////

void interrupt ()

{

cntr = cntr + 1;

if(cntr >= 3000)

cntr = 0;

if (!PORTB.f3 && !PORTB.f4 && !check ) // meniu idle

{

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 0) // meniu 0-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-0

{

cntr = 0;

check = 0;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 0;

}

if (PORTB.f3 && check == 1 && cntr>= 1400) // meniu 1-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

if (PORTB.f4 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-1

{

cntr = 0;

check = 1;

meniu_1 = 0;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3

if (PORTB.f3 && check == 3 && cntr>= 1400) // meniu 2-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

if (PORTB.f4 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-2

{

cntr = 0;

check = 3;

meniu_1 = 1;

meniu_2 = 1;

}

//////////////////////////meniu 3-4

if (PORTB.f3 && check == 4 && cntr>= 1400) // meniu 3-4

{

cntr = 0;

check = 7;

meniu_1 = 3;

meniu_2 = 3;

}

if (PORTB.f4 && check == 7 && cntr>= 1400) // meniu 4-3

{

cntr = 0;

check = 4;

meniu_1 = 2;

meniu_2 = 2;

}

//

//

/////////////////////////////////////////////////////// reset if, set value

PIR1.TMR1IF = 0;

TMR1H = 0b11111110; // setat la 500*0.5u = 250us

TMR1L = 0b00001011;

}

///////////////////////////////////////////////////////