Proiectarea unui sistem electric pentru rabatarea cabinei la autocamioane [305616]

[anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Proiectarea unui sistem electric pentru rabatarea cabinei la autocamioane

Conducător: Absolvent: [anonimizat]. Călin PRODAN Ionuț Alexandru COSTIN

2018

[anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPOMĂ

Numele și prenumele absolvent: [anonimizat] : COSTIN IONUȚ ALEXANDRU

Secția și forma de învățământ : [anonimizat] : SC. EXTRUPLAST SRL

Conducătorul proiectului : AS.DR. ING.CĂLIN PRODAN

Consultanți de specialitate :……………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

Data primirii temei : 07.11.2017

Data predării : 27.06.2018

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: ABSOLVENT: [anonimizat]. [anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE

Fișa absolvent: [anonimizat]/lucrării de disertație

iulie 2018

[anonimizat]. Nicolae BURNETE

Prof. Dr. Ing. Nicolae FILIP

Prof. Dr. Ing. Istvan BARABAS

Conf. Dr. Ing. Sanda BODEA

Conf. Dr. Ing. [anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE

Sesiunea: iulie 2018

[anonimizat]. IOAN ADRIAN TODORUȚ

RECENZIE

Asupra proiectului de diplomă cu titlul PROIECTAREA UNUI SISTEM ELECTRIC PENTRU RABATAREA CABINEI LA AUTOCAMIOANE Elaborat de absolvent: [anonimizat]:

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Perioada de documentare și pregătire a proiectului:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Aspecte pozitive:

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Aspecte negative:

………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..

Contribuții personale ale autorului

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Posibilități de valorificare a proiectului:

..……………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Se propune admiterea / respingerea proiectului pentru susținere publică.

Conducător : As. dr. ing. Călin PRODAN

Declarație pe proprie răspundere privind

autenticitatea lucrării de licență/diplomă/[anonimizat]. 681993, CNP [anonimizat] autorul lucrării: [anonimizat] a [anonimizat]-Napoca, sesiunea iulie a anului universitar 2017/2018, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării, și în bibliografie.

Declar, că această lucrare nu conține porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, de asemenea, că această lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență.

De asemenea, declar că sunt de acord ca proiectul de diplomă/lucrarea de disertație să fie verificată prin orice modalitate legală pentru confirmarea originalității, consimțind inclusiv la introducerea conținutului său într-o bază de date în acest scop.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea examenului de licență .

Lucrarea conține: 69 pagini, 0 tabele, 0 schițe și diagrame. Anexa cu desene conține ____formate A0, ____formate A1, ____ formate A2, _____formate A3, _____ formate A4. Proiectul are anexate și: 1 CD/DVD-uri

Nume, prenume

COSTIN IONUȚ ALEXANDRU

Data

27.06.2018

Semnătura

Cuprins

Cuprins 6

CAPITOLUL I ………7

NOȚIUNI INTRODUCTIVE ….7

1.1.Introducere 7

1.2. Considerații generale privind mecanismul de rabatare la autocamioane 8

1.3. Principiul de funcționare 10

1.4. Aspecte teoretice și practice privind mecanismul de rabatare al cabinei la autocamioane 16

1.5. Concluzii 16

CAPITOLUL II 17

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR 17

2.1. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual de către conducătorul autocamionului 17

2.2.Sistem de înclinare al cabinei acționat manual cu ajutorul unui cric 23

2.3. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual cu doi cilindrii, respectiv cu un suport de blocare al cabinei 26

2.4. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, respectiv de doi suporți de blocare ai cabinei 30

2.5. Sistem hidraulic de înclinare al cabinei acționat printr-un motor electric 36

2.6. Sistem de înclinare al cabinei acționat printr-un mecanism de viteze 40

2.7. Concluzii 44

CAPITOUL III 45

STUDIU DE CAZ AL SISTEMULUI DE RABATARE PE UN AUTOCAMION MAN TGX – 18.440 45

3.1 Caracteristicile tehnice ale autocamionului 45

3.2 Părțile componente ale sistemului de înclinare al cabinei: 46

3.3 Pașii care trebuie îndepliniți pentru a putea înclina cabina unui autocamion 52

3.4 Pașii care trebuie urmați pentru a coborî cabina unui autocamion 54

3.5 Pașii care trebuie îndepliniți pentru a putea înclina manual cabina unui autocamion 54

3.6. Concluzii 60

CAPITOLUL IV 61

CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI CONCLUZII GENERALE 61

5.1. Contribuții personale 61

4.2. Concluzii generale 68

Bibliografie 69

CAPITOLUL I

NOȚIUNI INTRODUCTIVE

1.1.Introducere

Autocamionul este un autovehicul de dimensiuni mari, folosit în transporturi de materiale, mărfuri, cu greutate de peste două tone. Este un vehicul capabil să transporte mărfuri și diferă de alte vehicule prin faptul că are motricitate proprie. Autocamionul este numit și TIR fiind prescurtarea de la Transport Internațional Rutier.

Primul camion a apărut în anul 1895, când doi inventatori pe nume Daimler și Maybach au realizat experimente pe motoarele construite de ei. Cei doi inventatori au decis să testeze dacă noul lor motor ar putea conduce un autovehicul foarte greu și de asemenea să vadă cu ce viteză ar putea fi propulsat un astfel de autovehicul.

Puterea acestor autocamioane este generată de motoarele Diesel masive, care îi aigură forța necesară de tracțiune pentru a putea pune în mișcare un autocamion încărcat dintr-un start oprit sau în sus pe o pantă abruptă.

Autocamioanele pot fi dotate cu remorci sau semiremorci, de dimensiuni mai mari sau mai mici, cu platforme deschise, acoperite cu prelată sau dube închise. În unele cazuri ele sunt dotate cu echipamente de lucru (macarale, motostivuitoare, încărcătoare) care servesc la operațiunile de încărcare și descărcare.

În autocamion locul șoferului trebuie protejat de eventualele deplasări ale mărfii transportate, acest lucru s-a realizat prin construirea cabinei separat de spațiul destinat mărfii, sau prin montarea unui paravan de protecție în cazul în care aceste spații sunt comune.

În funcție de dimensiune, autocamioanele se împart în următoarele categorii:

Camioane ultra ușoare – sunt cunoscute ca fiind mașini de golf, cu ardere internă sau cu acționare electrică. Sunt utilizate pe terenuri și în parcuri;

Camioane foarte ușoare – sunt utilizate cel mai frecvent în Europa și Asia, ca vehicule utilitare în centrele vechi ale orașelor cu străzi foarte înguste;

Camioane ușoare – sunt de dimensiuni medii, camionete, furgonete cu masa maximă autorizată de până la 3,5 tone;

Camioane medii – sunt de dimensiuni mijlocii, pot să fie camioane basculante, camioane pentru gunoi, camioane de stingere a incendiilor, cu masa maximă autorizată de până la 20 de tone;

Camioane cu gabarit depășit – camioane grele sunt cele mai mari camioane care pot să cicule pe șosea, cu masa maximă autorizată de peste 20 de tone;

Camioane de teren – sunt camioane foarte grele pentru autostrăzi, sunt echipate cu caracteristici de teren (anvelope speciale pentru exploatarea forestieră, transportul lemnului și construcții, precum și camioane miniere).

1.2. Considerații generale privind mecanismul de rabatare la autocamioane

Funcția principală a unui sistem de rabatare a cabinei este de a ușura accesul la motor și la alte componente precum și pentru siguranța celor care efectuează operații de reparații și mentenanță.

Cabinele sunt de mai multe tipuri :

Cabină peste motor (cab over engine ) sau cabină cu ”nas plat” – este cabina unde șoferul este așezat peste axa din față și peste motor. Acest tip de cabină este des întâlnit în Europa unde lungimile maxime ale camioanelor sunt strict reglementate;

Cabinele convenționale – cel mai des întâlnite în America de Nord și Australia, sunt cunoscute ca și ”cabine americane” și ” cabine de torpilă”;

Cabine lângă proiectoarele de motoare – sunt destul de rare și utilizate pentru a transporta încărcături lungi – țevi, fier și alte materiale de construcție .

Autovehiculele în care cabina se rabatează pentru a asigura accesul la motor sunt denumite „vehicule cu înclinare”. Într-un autovehicul cu cabină de basculare, cabina în care stă șoferul este poziționată pe motor și pe puntea din față. Ca urmare, vehiculele cu cablaj înclinat sunt în general mai scurte decât un vehicul cu cabină convențională, unde cabina este poziționată în spatele motorului și a punții față.

Cabina înclinată are în general două poziții. În poziția de conducere corpul cabinei este cuplat și susținut pe șasiul vehiculului și orientat astfel încât autovehiculul să poată fi acționat. În poziția de întreținere, cabina este înclinată în sus într-un punct de pivotare în apropierea cabinei.

Pentru rabatarea unei cabine este cunoscută utilizarea unui dispozitiv de înclinare hidraulică dispus între șasiu și cabină pentru a ridica și a coborî cabina între pozițiile de conducere și întreținere.

Pentru a se asigura că dispozitivul nu interferează cu mișcările arcului cabinei în raport cu șasiul, se utilizează dispozitive de rabatare cu capacitate de mișcare lentă și uniformă. Aceste dispozitive pot fi de tip mecanic și hidraulic.

Tipurile mecanice au un braț cu mișcare pierdută, care este legat în mod pivotant între cilindrul înclinat și cabină sau un fel de conexiune cu știft si canelură între cilindrul înclinat și cabină. Capacitatea de mișcare pierdută este asigurată de jocul mecanic în conexiunea cu știft și canelură.

Tipurile hidraulice au un sistem hidraulic cu acționare dublă pentru a asigura efectul de mișcare lentă. Sistemele hidraulice cu acționare dublă conțin două cavități hidraulice interne. Alimentarea lichidului hidraulic în cavitatea de împingere va determina ca dispozitivul de acționare să se extindă în lungime, exercitând astfel forța de a înclina cabina în sus. Alimentarea uleiului hidraulic în cavitatea de tracțiune va determina ca mecanismul de acționare să se contracte în lungime exercitând astfel forța pentru a coborî cabina în jos.

Sistemul de rabatare al cabinei a fost inventat în Nottinghamshire în anul 1944 de către George E.Neville. Inițial a fost cunoscut sub numele de Neville Cab și recunoscut imediat ca fiind ”cel mai progresiv pas în proiectarea cabinei de vehicule comerciale”. Această invenție face referire la autocamioanele cu mecanisme de înclinare a cabinelor. La autovehiculele corespunzătoare acestei clase, cabina este pivotată în jurul unei axe transversale dintr-o poziție normală de funcționare într-o poziție mai în față unde este poziționat motorul pentru a putea efectua lucrările de reparație și întreținere a motorului.

Avantajele mecanismului de rabatare al unui autocamion sunt:

Operarea ușoară și fără efort al mecanismului;

Mecanismul este ușor de utilizat;

Costuri reduse de înlocuire;

Nici o excentricitate a sistemului;

Mai puține costuri de întreținere;

Este o soluție eficientă, unde costul unui vehicul este o problemă majoră și producătorul este dispus să renunțe la complexitatea mecanismului în favoarea simplității;

Figura 1.1. Autocamion cu cabină rabatabilă[2]

1.3. Principiul de funcționare

Sistemul de rabatare al unei cabine de autovehicul este alcătuit din două elemente hidraulice acționate de ansambluri de pistoane și cilindri care ridică sau coboară cabina și una sau două ansambluri de cilindrii de închidere, în funcție de stilul cabinei. Aceste ansambluri blochează cabina în jos. Cilindrii sunt conectați prin furtune de înaltă presiune de ulei la un cap de control cu o pompă și rezervor.

Dacă cabina unui autocamion este montată pe arcurile suspensiei, apar probleme în găsirea unei metode adecvate de înclinare a cabinei. Dacă un cilindru hidraulic este conectat între cabină și șasiu pentru a efectua mișcarea de înclinare, acesta afectează mișcarea cabinei pe arcurile de suspensie. Acest sistem are avantajul că permite mișcarea liberă între cilindru și cabină pentru a evita o amortizare excesivă.

Dezavantajul acestui sistem este că apare o înclinare mai mare decât cea acceptată, cauzată din pricina mecanismului care preia mișcarea liberă, în momentul în care cabina atinge punctul de echilibru.

Autocamionul include șasiul (10) și cabina (11). Cabina (11) este montată pe șasiul (10) pentru asigurarea mișcării de înclinare din poziția de conducere a cabinei ilustrată în fig.1.1 la o poziție de înclinare maximă prezentată în fig.1.2 care ilustrează o axă de înclinare transversală prevăzută de pivoții (12).

În poziția de conducere, cabina (11) este sprijnită pe arcurile suspensiei față a cabinei (13) și arcurile suspensiei spate (14). Acest aranjament al arcurilor suspensiei față a cabinei (13) comprimă suportul suspendat (15) montat în partea inferioară a cabinei (11) și brațul suspensiei (16). Capătul din față a brațului suspensiei (16) este conectat de șasiul (10) pentru a forma pivotul rabatat (12). Capătul din spate a brațului suspensiei (16) este conectat de suportul suspendat (15). Arcurile suspensiei față (13) acționează între partea inferioară a suportului suspendat (15) și partea de sus a brațului suspensiei (16). Este necesară montarea unui dispozitiv de tipul unui arc, în interiorul suspensiei cu arcuri (13) pentru prevenirea extensiei excesive a arcurilor (13) când cabina (11) se rabatează.

Cilindrul hidraulic include un cilindru (17) conectat la partea de jos a șasiului (10) și o tijă de piston (18) conectată de pivotul (19) la suportul suspendat (15) al cabinei (11).

Tija pistonului (18) culisează în lagărul (20), în pivotul (19) conform figurii 1.5. Elementul de rezemare (21) care este fixat de tija pistonului (18) sub suportul suspendat (15) angrenează pivotul (22) până la limita maximă de extindere liberă (23) a tijei pistonului (18) relativ la pivotul (19) și prin urmare la cabina (11).

Capătul superior al tijei pistonului (18) trece printre flanșele care se deplasează în jos (24) și (25) a suportului suspendat (15). Fiecare flanșă (24,25) conține o canelură (26) care formează o suprafață de rampă exactă coaxială cu pivotul (19). Știfturile (28) împreună cu elementul de rezemare (21) intră în sloturile (26) după ce cabina a fost rabatată. Suprafețele de rampă (27) previn o eventuală înclinare nedorită a cabinei relativă cu tija cilindrului și invers mișcarea liberă în jos a tijei pistonului(18) relativă la cabina (11) (figura 1.3) .

Pentru rabatarea cabinei (11), cilindrul hidraulic (17) trebuie presurizat pentru a avea acces la motorul autocamionului aflat sub cabină. La extinderea cilindrului hidraulic (17) pentru a rabata cabina (11), elementul de oprire (21) cupleaza pivotul (19) care forțează în sus și în față, cabina. Dupa ce cabina (11) a fost rabatată printr-o mișcare inițială de aproximativ 300, știfturile (28) intră în sloturile (26).

După extinderea suplimentară a cilindrului hidraulic (17), ca să încline cabina (11) pentru a putea fi în poziția sa de echilibru unde centrul său de greutate trece peste pivotul (12), știfturile (28) se cuplează cu suprafețele de rampă (27) și împiedică orice înclinare înainte a cabinei. Mișcarea de rabatare ulterioară a cabinei (11) continuă sub controlul cilindrului hidraulic (17). Distanța dintre suprafața rampelor (27) și axa pivotului (19), în raport cu distanța dintre știfturile (28) și axa pivotului (19) atunci când elementul de rezemare (21) este cuplat cu pivotul (19), să fie aceeași, astfel încât să nu existe nici o mișcare după ce știfturile (28) au intrat în fantele (26) (figura 1.4). Pentru a coborî cabina (11), forțele inițiale sunt preluate prin cuplarea știfturilor (28) cu suprafețele de rampă (27), până când cabina trece din nou punctul său de echilibru. Dincolo de punctul de echilibru, greutatea cabinei (11) este preluată prin cuplarea elementului de rezemare (21) cu pivotul (19). Elementul de rezemare (21) rămâne în contact cu pivotul (19) după ce cabina (11) este readusă în poziția sa de echilibru.

Înclinarea ulterioară a cabinei (11) pe arcurile suspensiei (13) și (14) închide cilindrul hidraulic (17) și stabilește mișcarea liberă (23). Această deplasare permite o mișcare liberă sau neîngrădită a cabinei (11), pe arcurile (13) și (14), prin care se asigură stabilitatea cabinei.[5]

Figura 1.2. Vedere laterală a cabinei autocamionului și a mecanismului de rabatare[5]

Figura 1.3. Vedere laterală care arată poziția de înclinare maximă a cabinei[5]

Figura 1.4. Vedere laterală care arată legătura dintre tija cilindrului hidraulic și brațul de suspensie al cabinei[5]

Figura 1.5.Secțiune de-a lungul liniei A-A, a cilindrului hidraulic prezentat în figura 1.4.[5]

Sistemul de rabatare al cabinei are trei componente majore:

o pompă hidraulică constând dintr-un corp pompă, un rezervor și o pârghie de comandă a pompei;

un cilindru hidraulic de înclinare care ridică și coboară cabina;

o oprire de siguranță pe cilindrul de înclinare, care este utilizată atunci când se lucrează sub cabina care nu a fost pe deplin înclinată.

Cabina poate fi înclinată la 450 pentru a putea avea acces la motor și la alte componente ale motorului. O pompă hidraulică situată în spatele din dreapta al cabinei este folosită pentru acționarea mecanismului hidraulic de rabatare al cabinei. De asemenea, pentru a avea o expunere verticală completă a motorului și a altor componente, cabina se poate înclina până la un unghi de maxim 900. Dar cu toate acestea, înclinația cabinei la 900 este rareori necesară, deoarece de cele mai multe ori lucrările de reparații și de întreținere se pot executa la un unghi de 450. În timpul înclinării cabinei la un unghi de 450, cabina exercită o fortă care se opune mișcării dată de forța hidraulică produsă de sistemul de rabatare. Dacă această forță hidraulică este eliberată, cabina cade usor înapoi până ce revine în poziția inițială (poziția de conducere). De asemenea, atunci cand cabina este deplasată dincolo de poziția sa de echilibru, aceasta exercită o forță de tragere care acționează asupra cilindrului și a tijei cilindrului având tendința să accereleze mișcarea acestuia. Sistemul de înclinare hidraulic, are un rol foarte important, și anume acela de a împiedica căderea liberă a cabinei, atunci când aceasta trece de poziția sa de echilibru. Cabina de asemenea, este prevăzută cu un sistem de siguranță împotriva căderii accidentale, acel sistem care blochează curgerea fluidului hidraulic, respectiv blocarea ansamblului cilindru-piston.

Există două abordări principale în ceea ce privește căderea liberă și oprirea în siguranță a cabinei.

Prima abordare descrie un sistem care controlează presiunea cu ajutorul unei supape de siguranță pentru a menține cabina în orice poziție pivotată. Acest sistem a impus deplasarea cabinei de la 0 la 900, pentru a fi înclinată complet.

A doua abordare a fost de a controla căderea liberă, însă această abordare nu a putut satisface cerințele de a menține blocată cabina în orice poziție intermediară. Controlul de cădere liberă poate fi obținut printr-o limitare a debitului de ulei în conducta de retur a sistemului hidraulic.

Figura 1.6. Sistem hidraulic de inclinare a cabinei la autocamioane

Prin apăsarea butonului electric se acționează pompa electrică care transmite comanda către pompa hidraulică manuală, deschizând circuitul de fluid la cilindrul hidraulic și de asemenea la dispozitivul de blocare hidraulic al cabinei (figura 1.6).

Componentele hidraulice principale ale cabinei unui autocamion sunt următoarele:

Cilindru hidraulic de înclinare al cabinei;

Pompă de mână hidraulică;

Pompă electrică (opțională);

Furtunuri hidraulice;

Dispozitive de blocare hidraulice (opțional).

1.4. Aspecte teoretice și practice privind mecanismul de rabatare al cabinei la autocamioane

Sunt cunoscute mai multe tipuri de mecanisme:

sistem mecanic de înclinare al cabinei acționat manual de către conducătorul autocamionului;

sistem mecanic de înclinare al cabinei acționat manual;

sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, respectiv de un suport de blocare al cabinei;

sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, respectiv de doi suporți de blocare al cabinei;

sistem hidraulic de înclinare al cabinei acționat printr-un motor electric;

sistem de înclinare al cabinei acționat printr-un mecanism de viteze;

Mecanismul hidraulic este în prezent cel mai des utilizat privind rabatarea cabinei la autocamioane. Unele autocamioane au cabine care trebuie să fie înclinate manual, fără nici un mecanism de a interveni pentru a reduce efortul.

1.5. Concluzii

Autocamionul, mai numit și “TIR” (Transport Internațional Rutier), a devenit cunoscut ca fiind un vehicul de mari dimensiuni, în scopul transportului de mărfuri, cât și pentru efectuarea anumitor sarcini solicitante fiind dotat cu echipament de lucru special conceput în acest sens (macarale, motostivuitoare, încărcătoare). Fiind un vehicul de mari dimensiuni, în ziua de azi autocamionul a devenit unul dintre mijloacele cele mai importante în scopul transportului de mărfuri sau în scopul efectuării unor sarcini solicitante de încarcare sau descărcare a mărfurilor.

Sistemul de rabatare al cabinei este o necesitate pentru accesul la motor si la celelalte părți componente în scopul efectuării operațiilor de reparație si mentenanță.

CAPITOLUL II

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR

2.1. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual de către conducătorul autocamionului

Acest sistem a apărut în anul 1957 la data de 17 februarie și a fost inventat de către Chester G. Venditty si Kenneth G. Crawford.

Pentru vehiculele de acest tip s-a constituit un obicei în a monta cabina autocamionului peste o pereche de fusuri paralele distanțate și plasate în partea din față al cabinei pentru a permite acesteia din urmă să fie rabatată, oferind astfel acces la motorul autocamionului și la alte părți componente pentru a facilita operațiile de reparare și de mentenanță. Având în vedere că unele comenzi ale autocamionului, cum ar fi volanul, este montat în cabină și conectat la componentele șasiului, care pot determina apariția unor probleme de conexiune. Unele modele de autocamioane au ansamblul mecanismului de direcție montat pe cadrul autocamionului prevăzut cu o conexiune detașabilă între acesta și caseta de direcție montată în cabină. Acest mod de proiectare duce la o serie de probleme în ceea ce privește conexiunea sau alinierea dintre componente. În alte modele de autocamioane, atât ansamblul mecanismului de direcție cât și caseta de direcție sunt montate pe cabina rabatabilă. Această modalitate de proiectare are însă dezavantajul posibilității de mișcare a volanului sau a mecanismului de direcție.

Dezavantajele prezentate anterior sunt eliminate prin proiectarea unei cabine rabatate pentru autocamioane, în care ansamblul mecanismului de direcție este montat rigid pe șasiul autocamionului, iar caseta de direcție și volanul sunt susținute de cabina rabatabilă. Mișcarea de înclinare al cabinei și al casetei de direcție implicită este permisă de mijloace universale de conexiuni comune între caseta de direcție și axul volanului. Centrul îmbinărilor universale este aliniat cu axele transversale și orizontale între două fusuri față, formând conexiunea pivot între cabina și cadrul autocamionului. Ca rezultat al acestei proiectări, înclinarea cabinei și implicit a casetei de direcție și a volanului se poate realiza fără a interfera cu componentele direcției. Mișcarea de înclinare este efectuată fără a afecta legăturile direcției între ansamblul mecanismului de direcție și a direcției roții și totodată fără a roti volanul în jurul axelor.

Construcția acestui sistem de înclinare al cabinei necesită un număr minim de piese speciale, este ușor și economic de fabricat și totodată păstrează caracteristicile convenționale de direcție.

Figura 2.1. Vedere laterală a părții frontale a unui camion[7]

Figura 2.2. Vedere laterală a părții frontrale a unui camion în poziția înclinată a cabinei[7]

Figura 2.3. Vedere plană, în secțiune, a părții frontale a camionului prezentat în figura 2.1.[7]

Figura 2.4. Vedere verticală în secțiune transversală mărită[7]

Figura 2.5. Vedere laterală lărgită a unei porțiuni din construcția camionului prezentată în fig.2.1.[7]

Figura 2.1. prezintă referința (10), care indică traversa laterală a cadrului unui vehicul de tip comercial. Suporturile de prindere (11) și (12) formează monturi pentru un arc lamelar (13) susținut de o punte frontală (14) și o roată frontală de direcție (16). Montată pivotant pe porțiunea frontală a cadrului camionului este o cabină (17) având un panou de podea întărit (18), un panou frontal (19), panouri laterale (21) și două uși (22). Cabina (17) este montată pivotant pe traversa laterală a cadrului (10) pentru deplasarea axială în jurul unei axe orizontale care se extinde transversal (23) (figura 2.2). Un suport de cadru (24) este montat pe fiecare parte a traversei cadrului (10) învecinat cu capătul din față al acestuia. Fiecare suport de cadru (24) are o flanșă laterală verticală (26) înșurubat la peretele lateral vertical (27) al traversei cadrului (10). Fiecare flanșă laterală verticală (26) al fiecărui braț de cadru (24) se extinde în sus dincolo de traversa cadrului (10) și este prevăzută la extremitatea sa superioară cu un bosaj (28) având o gaură orizontală care se extinde transversal (29). Fiecare suport de cadru (24) este prevăzut, de asemenea, și cu flanșe orizontale față-spate (31) deasupra peretelui superior (32) a traversei în formă de canal (10) cu bolțuri.

Suporții de cadru (24) sunt identici pe laturile opuse ale vehiculului, excepție făcând inversarea găurilor (29) formate în bosajele superioare (28) care sunt aliniate transversal și orizontal unele cu altele. Fiecare parte a cabinei (17) este prevăzută cu un suport de susținere (33) format din flanșe laterale proeminente spre exterior (34). Flanșele (34) sunt blocate la partea inferioară a panoului de podea întărit (18) prin intermediul șuruburilor (36). Fiecare suport de susținere (33) este situat alături de suportul de cadru (24) pe partea laterală a acestuia, și este prevăzut cu un alezaj (37) în aliniament cu alezajul (29) a suportului de cadru. O bucșă (38) este montată în gaura (37) a fiecărui suport de susținere (33) și un fus scurt (39) care se extinde prin bucșa (38) și un alezaj (29) în suportul de cadru (24). Fusul (39) este fixat pe suportul de cadru (24), cu ajutorul unui bolț (41). Ansamblul este completat cu ajutorul unei șaibe (42) și a unui inel de reținere (43) așezat într-un canal inelar la capătul fusului (39).

Un ansamblu al mecanismului de direcție, în general convențional (44) care conține reductorul de transmisie, este montat pe traversa cadrului (10) în partea stângă a vehiculului. Ansamblul mecanismului de direcție (44) este format dintr-o flanșă care se extinde longitudinal (46) și este prevăzută cu un braț de atașare (47). Bolțurile (48) se extind prin brațele de atașare (47) pe flanșa (46) a mecanismului de direcție (44) și îl fixează pe peretele lateral vertical (27) al

elementului de cadru în formă de canal (10). Arborele brațului (49) al ansamblului mecanismului de direcție se extinde orizontal prin flanșa (46) și elementul de cadru (10) și poartă la capătul său exterior o bară conectoare convențională (51) având o conexiune cu bilă (52) cu capătul înainte al unei legături de tracțiune (53) care se extind în general orizontal adiacent laturii exterioare a traversei cadrului (10). La capătul din spate, legătura de tracțiune (53) este conectată printr-o articulație cu bilă (54) la un braț de direcție (56) fixat la articulația de direcție (57) a roții din față (16) (figura 2.3).

Ansamblul mecanismului de direcție transportat de către cadrul vehiculului este prevăzut cu un arbore al casetei de direcție (58) care se proiectează prin peretele superior al acestuia. În construcția unui vehicul, acest arbore al mecanismului de direcție este extins în sus și formează postul de direcție la capătul superior unde este conectat volanul. Acest arbore al casetei de direcție (58) se termină deasupra porțiunii superioare a ansamblului mecanismului de direcție (44) și este montat pe acesta jugul inferior (59) a unei articulații universale (61) de tip cardanic. Jugul superior (62) al articulației universale (61) este poziționat la capătul inferior al corpului de comandă (63) (figura 2.4).

Corpul de comandă (63) se extinde în mod normal la un unghi față de arborele mecanismului de direcție (58) și este dispus în interiorul unei coloane tubulare de direcție (64) purtată de cabină. La capătul său inferior coloana tubulară de direcție (64) îmbrățișează și angrenează prin alunecare, butucul unui manșon cu flanșă (66), proiectând în sus printr-o deschidere (67) în podeaua cabinei (13) și fixat de acestea prin șuruburile (68). Un inel de prindere (69) înconjoară capătul inferior al coloanei tubulare de direcție (64) pentru a o fixa pe manșonul cu flanșă (66) și pentru a forma un suport pentru capătul inferior al coloanei de direcție (figura 2.5).

De asemenea și capătul superior al coloanei de direcție este susținut pe cabină, cu ajutorul unui suport (71) fixat la partea inferioară a panoului de bord al cabinei (72). Capătul exterior al suportului (71) este format cu o porțiune de manșon (73) conținând o bucșă de cauciuc (74) formând o montare elastică a coloanei de direcție, pentru această porțiune.

Un volan convențional (76) este fixat la capătul superior al corpului de comandă (63) alăturat capătului superior al coloanei tubulare de direcție (64).

Articulația universală (61) care leagă corpul de comandă (63) cu arborele mecanismului de direcție (58) este aliniat cu fusurile (39) formând montantul pivotant al cabinei. Ca o consecință, cabina camionului (17) și ansamblul coloanei de direcție, ambele sunt montate pentru mișcarea pivot în jurul unei axe orizontale comune, care se extinde transversal (23).

Avantajul acestui mecanism de înclinare a cabinei este acela că, mecanismul de direcție nu este afectat în întregime de mișcarea înclinată a cabinei, și nu necesită nici o ajustare în timpul miscării de înclinare a cabinei.

Articulația universală (61) și fusurile cabinei (39) sunt proiectate pentru a fi aliniate în direcție transversal orizontală.

În unele condiții, poate exista o ușoară nealiniere, datorită preciziei de prelucrare mică a componentelor, nealiniere care duce la creșterea uzurii componentelor. Această creștere a uzurii este redusă prin montarea coloanei de direcție în așa fel încât să permită o mișcare limitată a acesteia, atât în raport cu axa fusului (23), cât și longitudinal față de coloană. Bucșa de cauciuc (74) între brațul de montare (71) și coloana de direcție (64) permite o mișcare limitată între ele, dacă este necesar, în timp ce conexiunea cu manșon între capătul inferior al coloanei de direcție (64) și bucșa cu flanșă (66) montată pe podeaua cabinei (13) permite o mișcare de alunecare limitată între ele, dacă este necesară în timpul înclinării din cabină datorită nealinierii articulației universale și a fusurilor.[7]

2.2.Sistem de înclinare al cabinei acționat manual cu ajutorul unui cric

Acest sistem de înclinare al cabinei a apărut în anul 2012, și a fost inventat de către Uday Srinivas Chunduru și Karthik Srinvasan.

Cabina vehiculului trebuie să fie înclinată în jurul unei axe transversale dintr-o poziție normală de funcționare într-o poziție înainte, astfel încât, motorul să fie expus pentru a facilita întreținerea.

Acest mecanism de înclinare al cabinei este prevăzut cu un cric, al cărui capăt este pivotat la elementul transversal al unui șasiu și celălalt capăt este pivotat pe fundul cabinei într-o poziție distanțată de axa balamalei, prin care se poate obține o înclinare controlată a cabinei. Dezavantajul acestei invenții este acela că asigură o poziție incomodă de funcționare, care necesită ca operatorul să fie în fața cabinei atunci când aceasta se înclină spre el. Mai mult, articulațiile pivotante, la partea superioară și inferioară a cricului, forțează și cricul să se rotească în jurul axei pivotului inferior atunci când cabina este înclinată. Acest lucru face ca operația de înclinare să fie incomodă, mai ales când unghiul de înclinare este mare. Acest mecanism oferă un element rigid în partea inferioară a cabinei, care împiedică mișcarea cabinei pe sistemul său de suspensie, afectând astfel comfortul cabinei.

Un avantaj al acestui mecanism de rabatare al cabinei este acela că, cabina poate fi acționată din exteriorul ei, în scopul efectuării operațiilor la motorul sau cutia de viteze a autocamionului, pentru a putea preveni eventualele accidente. De asemenea, acest mecanism de rabatare al cabinei asigură o înclinare ușoară și rapidă pentru cabina autocamioanelor cu grad ridicat de siguranță. Un alt avantaj important al acestui mecanism de rabatare, se caracterizează prin faptul că, sistemul de înclinare al cabinei asigură un acces complet la motorul și cutia de viteze a autocamionului.

Acest mecanism de înclinare este prevăzut cu un mecanism separat, cu rol în blocarea cabinei într-o anume poziție și împiedicarea cădereii acesteia în caz de defecțiune a mecanismului respectiv.

Dezavantajul acestui mecanism de înclinare al cabinei este acela că, o persoană de dimensiuni medii, trebuie sa exercite o forță destul de mare în acționarea mânerului, pentru a putea înclina cabina.

Acest brevet se referă la un mecanism de rabatare a cabinei unui vehicul în raport cu șasiul acestuia. Conform cercetărilor, mișcarea de rotație a mânerului detașabil este transmis la arborele melcat prin angrenarea clemei. Arborele melcat rotește melcul care la rândul său rotește piulița. Această piuliță fiind reținută pentru mișcarea de translație, împinge șurubul în sus. Șurubul primește o mișcare de translație și este ridicat. Articulația de tip clește pe partea superioară a șurubului forțează brațul de legătură în sus. Brațul de legătură se rotește de asemenea în jurul articulației clește datorită articulației complexe pe care o formează cu bucșa. Bara de legătură transmite această mișcare prin bucșă și prin suportul bucșei la suportul de suspensie al cabinei. Ca rezultat cabina se înclină în jurul axei sale transversale.

Figura 2.6. Vedere laterală a unei cabine în poziția de rabatare[11]

Figura 2.7. Mecanismul de înclinare al cabinei, unde cabina se află în poziția de echilibru[11]

Figura 2.8. Vedere laterală a sistemului de înclinare al cabinei, cabina fiind în poziția de ridicare[11]

Figura 2.9. Vedere laterală a sistemului de înclinare al cabinei, cabina fiind în poziția de înclinare maximă[11]

Referitor la figura 2.6., camionul include cabina (1) și șasiul (2). Cabina (1), în poziție înclinată este montată pe șasiul (2) pentru mișcarea de înclinare. Rabatarea cabinei din poziția de conducere în poziția de înclinare are loc în jurul axei transversale de înclinare. În poziția de conducere, cabina (1) este sprijinită pe arcurile suspensiei față și spate a cabinei. Acest aranjament a sistemului mecanic pentru rabatarea cabinei cuprinde un suport suspendat (3) pe care este sprijinită cabina, acesta fiind montat pe sub cabină, și brațul suspensiei (4). Capătul din față a brațului suspensiei (4) este conectat de șasiu pentru a forma pivotul de înclinare. Celălalt capăt al suspensiei este conectat rigid la suportul suspendat (3).

Referitor la figura 2.8., partea inferioară a suportului suspendat (3) este prevăzut cu un suport de bucșă (6). Acest suport de bucșă (6) este prevăzut cu o bucșă de cauciuc (13) care reduce mișcările cabinei (1). Suportul de bucșă (6) este conectat la capătul superior al brațului de legătură (7) printr-o cuplă de rotație (permite doar mișcarea de rotație). Capătul inferior al brațului de legătură (7) este conectat la articulația de tip clește (8) tot printr-o cuplă de rotație. Articulația de tip clește (8) este conectată la șurubul (9) tot printr-o cuplă de rotație. Această conexiune anulează mișcarea de rotație a șurubului (9). Piulița (10) nu poate executa o mișcare de translație, ci doar de rotație.

Referitor la figura 2.7., melcul (11) este conectat rigid la unul din capetele axului melcat (14). Celălalt capăt al axului melcat (14) este conectat la o clamă de angrenare (15). Clema de angrenare (15) angrenează mânerul detașabil (12). Carcasa (16) poate fi inclusă pentru a acoperi piulița prelucrată cu unealta de tip melc (10) și șurubul (9). Această carcasă este atașată de șasiul (2). Utilizatorul comandă sistemul prin acționarea mânerului (12). Când acesta trebuie să ridice cabina (1), va angrena mânerul (12) spre articulația de tip clește (15). Mai departe utilizatorul va roti mânerul (12). Această mișcare de rotație a mânerului este transmisă axului melcat (14) prin articulația de tip clește (15). Axul melcat (14) rotește melcul (11) care mai departe rotește piulița (10). Piulița (10) va împinge șurubul (9) în sus datorită faptului că aceasta nu poate executa mișcări de rotație. Șurubul (9) primește o mișcare de translație și este ridicat. Articulația de tip clește (8), deasupra șurubului (9) împinge în față brațul de legătură. Acesta rotește la rândul său articulația de tip clește (8) datorită cuplei de rotație. Brațul de legătură (7) transmite această mișcare prin bucșa (13) și prin suportul bucșei (6) la suportul suspendat (3) al cabinei (1). Ca rezultat, cabina (1) se înclină în jurul axei sale transversale. În poziția de conducere, șocurile cabinei sunt atenuate de bucșa (13) astfel se evită deteriorarea șurubului (9). Bucșa (13) determină o mișcare lentă și uniformă atunci când cabina (1) este rabatată.[11]

2.3. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, respectiv de un suport de blocare al cabinei

La autocamioanele cu cabina rabatabilă, cabina este fixată de cadrul vehiculului la capătul din față al cabinei astfel încât în momentul înclinării în față al cabinei motorul și alte componente sunt ușor accesibile pentru efectuarea operațiilor de mentenanță și reperație. Aceste cercetări privind sistemul de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, conține mijloace de blocare în combinație cu mijloace de ridicare, prima pentru blocarea cabinei de cadrul vehiculului când cabina este într-o poziție apropiată de motor și a doua pentru ridicarea cabinei din poziția de conducere în poziția de rabatare maximă și susținerea cabinei în poziția respectivă în timpul operațiilor efectuate la motor. Mijloacele de ridicare și de blocare sunt interdependente astfel încât, operatorul poate elibera convenabil structura cabinei și ridică simultan de la același mecanism.

Acest brevet oferă un design, în care structura cabinei rabatabile are un sistem cu acționare hidraulică, deorece același ulei hidraulic este folosit atât pentru ridicarea cât și pentru coborârea cabinei, și de asemenea pentru deblocarea suporților de prindere ai cabinei pentru a putea fi ridicată sau coborâtă.

Un avantaj este acela de a-i oferi o structură de ridicare și blocare pentru cabinele rabatabile ale autocamioanelor în care același mecanism de control este folosit atât pentru deblocarea cabinei cât și pentru rabatarea acesteia.

Un alt avantaj este de a-i oferi un sistem de control pentru cabina rabatabilă al unui autocamion în care același circuit de control cât și sursa de presiune este folosit atât pentru ridicarea, cât și pentru deblocarea cabinei, dar care include în plus mijloace secundare de control care înlocuiesc mijloacele de ridicare. Mijloacele secundare de control sunt conectate operațional la structura de blocare permițând operatorului să blocheze cabina în poziția apropiată de motor împiedicând ridicarea acesteia.

Figura 2.10. Vedere schematică al mecanismului de înclinare al cabinei[9]

Figura 2.11. Diagrama circuitului hidraulic al mecanismului de înclinare al cabinei[9]

După cum se observă în figura 2.10. , circuitul hidraulic este proiectat pentru a fi utilizat la un vehicul cu cabina rabatabilă având roțile (2), cadrul (4) și o cabină (6) cu compartimentul șoferului (8). Acesta include scaunul convențional, volanul și instrumentele de operare.

Fixat în partea din față al cabinei, în interiorul carcasei, se află o pereche de cilindrii telescopici (10) și (12) asigurați de asemenea de cadru, cilindrii menționați furnizează forța de ridicare necesară pentru înclinarea cabinei în timpul operațiilor la componente cum ar fi motorul sau sistemul de răcire, care sunt situate sub cabină. Montată pe cadrul autocamionului și accesibilă din exterior este pompa (14) responsabilă cu furnizarea fluidului hidraulic la cilindrii (10) și (12) pentru ridicarea cabinei (6). Pe partea laterală a carcasei pompei se află mânerul (16) pentru acționarea pompei furnizând presiunea necesară pentru expansiunea cilindrilor și ridicarea cabinei (6). Montată în partea din spate al cabinei și adaptată să lucreze cu o structură montată pe cadru este un mecanism de blocare cu acționare hidraulică (18). Există suficiente conducte pentru a conecta pompa hidraulică la cilindrii telescopici (10) și (12) și la supapa de control hidraulic acționată manual și la mecanismul de blocare (18). Supapa (20) este situată în cabina (6) așa cum este ilustrat în figura 2.10.

Făcând referire la figura.2.11. aceasta include o reprezentare schematică a diverselor elementele descrise mai sus. Cum se poate observa în figura 2.11., supapa de control (20) are două poziții: blocat, care este poziția deschisă a supapei și deblocat care este poziția închisă a supapei în această formă. În continuare se va descrie funcționarea circuitului cu supapa de control în poziția de blocat sau deblocat. Operatorul va porni pompa (14) mișcând de mânerul (16) în poziția adecvată, fluidul circulând prin conductele de comunicație (22), (24) și (28) la cilindrii (10) și (12) unde presiunea exercită o forță asupra pistonului din cilindrii (10) și (12) încercând să ridice cabina. În aceste condiții (supapa de control în poziția “blocat”) mecanismul de blocare (18) este securizat de cadru prevenind ridicarea și înclinarea cabinei. După cum s-a menționat mai sus, mecanismul de blocare este blocat, prevenind cabina să se încline, și fluidul sub presiune va ieși prin joncțiunea (26) corespunzătoare conductei (30) și mai departe la joncțiunea (32). O creștere a fluidului sub presiune în conducta (34) ar duce la deblocarea cabinei. În orice caz, atâta timp cât supapa (20) este în poziția blocat, fluidul va circula fără a fi ștrangulat prin conducta (36) trecând imediat prin supapa (20) și după, prin conductele (38) și (42) la celălalt capăt al cilindrilor de acționare (10) și (12). Fluidul circulă prin joncțiunea (40) și de acolo prin conducta (44) înapoi în rezervor.

În concluzie, se poate observa că atunci când supapa (20) este în poziția blocat sau deschis, fluidul va circula prin conductele (22), (24), (30), (36), (38) și (44) și înapoi la pompă fără activarea elementelor de ridicare.

Când operatorul dorește să rabateze cabina pentru efectuarea operațiilor de mentenanță, va pune supapa (20) în poziția deblocat, care de fapt este poziția de închidere a supapei. Mai apoi operatorul pornește pompa (20) și fluidul sub presiune intră prin conducta (22) și după în conducta (24) și (30) dar nu va putea trece prin supapa de control (20). Presiunea rezultată în conducta (34) va debloca mecanismul de blocare (18) deoarece acesta are nevoie de mai puțină presiune pentru deblocare decât cilindrii (10) și (12) decuplându-se aproape instantaneu. Când mecanismul de blocare (18) este decuplat, pistoanele cu acționare dublă ai cilindrilor (10) și (12) se pot mișca când se atinge o presiune adecvată și astfel cabina se ridică.

Când operatorul dorește să coboare cabina, va muta mânerul (16) în poziția adecvată permițând fluidului să iasă din conducte și să circule spre rezervor, astfel cabina coboară încet în poziția de conducere într-un punct în care arcul de activare al mecanismului de blocare va securiza cabina. Se poate observa astfel că supapa de control adițională (20) situată în interiorul cabinei nu permite ridicarea acesteia atâta timp cât supapa este în poziția” blocat”. Având supapa în poziția de blocat sau deschis, pompa va distribui fluidul hidraulic prin sistem fără deteriorarea sistemului. În caz că sistemul de blocare a fost forțat, o încercare de a ridica cabina cu ajutorul sistemului hidraulic va fi în zadar având în vedere că supapa (20) nu va permite acumularea presiunii necesare pentru operarea cilindrilor de ridicare ai cabinei. [9]

2.4. Sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii, respectiv de doi suporți de blocare a cabinei

Figura 2.12. Vedere laterală a unui camion cu cabina în poziția de conducere prevăzută cu sistem de rabatare al cabinei acționată de doi cilindri[6]

Figura 2.13. Vedere în secțiune luată de-a lungul liniei secțiunii 2-2 din Fig. 2.12. a unei porțiuni a suspensiei cabinei din față (60)[6]

Figura 2.14. Vedere laterală a suspensiei cabinei din spate[6]

Figura 2.15. Vedere laterală care arată cabina într-o poziție parțial înclinată[6]

Figura 2.16. Forma schematică a mecanismului hidraulic pentru eliberarea mecanismelor de blocare și înclinare ale cabinei[6]

Figura 2.17. Vedere schematică a sistemului pneumatic pentru reglarea presiunii aerului în pernele de aer[6]

Cercetările în domeniu se referă la un camion cu cabină înclinată care are un mijloc unic de suspensie al cabinei și un mijloc de înclinare al cabinei. Suspensia include o pereche de brațe față și o pereche de brațe de suspensie spate care interconectează cabina și cadrul. Amortizoarele de aer primar sunt interpuse între brațele din față și cadru. Brațele posterioare sunt conectate la cadru prin mecanisme de închidere detașabile, iar arcurile de aer spate sunt interpuse între mecanismele de blocare și cabină. Cilindrii de putere ai sistemului de înclinare al cabinei sunt dispuși paralel cu brațele din față, și sunt conectați la cadru și la cabină.

Această invenție descrie mijloacele îmbunătățite de suspendare ale cabinei și dispozitive de înclinare ale cabinei pentru un camion cu cabină rabatabilă. Suspensia cabinei elimină neregularitățile rutiere, respectiv îmbunătățește confortul șoferului și reduce oboseala.

Într-un camion sunt dispuse arcuri cu o rigiditate mare pentru a susține încărcătura vehiculului, iar astfel de arcuri au capacitatea limitată de a absorbi șocurile și vibrațiile. Au fost propuse îmbunătățiri ale suspensiilor la camioane pentru a crește comfortul conducătorului. Aceste construcții au avut doar un succes moderat, deoarece suspensia autovehiculului trebuie să susțină, în primul rând, o încărcare foarte mare a autocamionului.

O pernă de aer și un amortizor hidraulic de șocuri sunt interpuse între fiecare dintre brațele suspensiei față și cadru. O pereche de brațe de suspensie spate au capetele lor superioare conectate pivotant la cabină, iar capetele lor inferioare sunt conectate pivotant la mecanismele de blocare care sunt fixate detașabil pe cadru. Această construcție a suspensiei permite cabinei să traverseze o traiectorie de rulare și o revenire în raport cu cadrul șasiului și, prin aceasta, să izoleze loviturile cabinei și vibrațiile induse de întâlnirea roților autovehiculului cu regularitățile rutiere.

O sursă de presiune pneumatică este conectată la fiecare dintre pernele de aer. O supapă de nivel asociată cu fiecare dintre pernele de aer din față reglează presiunea aerului din aceste perne și o singură supapă de reglare reglează presiunea celor două perne de aer din spate. Presiunea aerului din pernele de aer din față și din spate este controlată pentru a menține cabina la o înălțime constantă deasupra cadrului.

O bară de stabilizare se extinde transversal față de vehicul și interconectează cele două brațe de suspensie față, în apropierea racordurilor pivotante cu cabina. Bara stabilizatoare funcționează ca un dispozitiv anti-rolă pentru a împiedica înclinarea cabinei în jurul axei longitudinale a rolei. Cilindrii de putere din stânga și din dreapta sunt dispuși paralel cu brațele suspensiei din față, interconectați la cabină și șasiu. O sursă de presiune hidraulică și un sistem de control sunt conectate la mecanismele de blocare și la cilindrii de putere. Atunci când această sursă este activată, dispozitivele de blocare sunt deconectate și cilindrii de putere sunt presurizați. Aceasta produce o forță care deplasează în sus și în față, pe o axă de înclinare transversală care coincide cu legătura pivotantă dintre brațele suspensiilor față și cabină.

Această invenție asigură un sistem complet de suspensie, pentru a putea asigura un comfort înalt al conducătorului autocamionului, prin reducerea vibrațiilor și a zgomotelor din cabină provocate de neregularitățile drumului. Camionul din fig.2.12. include un ansamblu cadru (10) care este susținut de o suspensie pe roțile de rulare (12).

Cabina (14) are în general o formă de paralelipiped. Aceasta este conectată la traversa cadrului din partea stângă (16) și la traversa cadrului din partea dreaptă (18) de către brațele suspensiei față din partea stângă (20), respectiv din partea dreaptă (22) (figura 2.13). De asemenea, cabina mai include elementele de structură din partea stângă (24), respectiv din partea dreaptă (25), care susțin brațele din partea stângă, si din partea dreaptă, (26) și (27). O tijă de legătură (28) se extinde între brațele (26) și (27). Bucșele pivoților din partea stângă, respectiv din partea dreaptă, (30) și (31) sunt susținute pe tija de legătură (28), adiacent cu brațele (26) și (27). O bară stabilizatoare (32) închide bara de legătură (28) și are capetele sale susținute pivotant de bucșele din stânga și din dreapta (30) și (31). Capetele din față ale brațelor de suspensie stânga și dreapta (20) și (22) sunt fixate la capetele exterioare ale barei stabilizatoare (32). Bucșele pivoților (30, (31) asigură o conexiune pivotantă între brațele de suspensie (20), (22) și brațele (26), (27) ale cabinei. Un suport vertical (34) este îmbinat prin sudare la exteriorul traversei longitudinale a cadrului din partea stângă (16). Capătul din spate al brațului de suspensie (20) este conectat la suportul (34) prin intermediul unei bucșe de pivotare elastică (36).

Într-o manieră asemănătoare, o bară de susținere este îmbinată prin sudare la traversa cadrului din partea dreaptă (18), iar brațul de suspensie din partea dreaptă (22) este conectat la acel suport printr-o bucșă de pivotare elastică (65). Pernele de aer (38), respectiv (39) sunt interpuse între brațele de suspensie din partea stângă, respectiv din partea dreaptă (20) și (22) și ansamblul cadrului (10). Un suport (40) este îmbinat prin sudare la capătul exterior al traversei cadrului din partea stângă (16) și la capătul inferior al pernei de aer (38), care este montată pe suportul (40). Capătul superior al pernei de aer (38) este conectat la brațul suspensiei (20). Un suport (42) este îmbinat prin sudare la traversa cadrului dreaptă (18), pentru a asigura un suport pentru capătul inferior al pernei de aer (39). Capătul superior al pernei de aer (39) este conectat la brațul suspensiei din față, dreapta (22).

Amortizoarele de șoc din partea stângă, respectiv din partea dreaptă (44) și (45), au capetele lor inferioare conectate la traversele cadrului din stânga și din dreapta (16) și (18) și capetele lor superioare conectate pivotant la brațele de suspensie (20) și (22). Amortizoarele de șoc (44) și (45) sunt construite în mod similar cu amortizoarele hidraulice convenționale de șoc pentru amortizarea mișcării de înclinare și revenire a cabinei (14) față de cadrul (10). Cilindrii hidraulici de putere (46) și (47) din partea stângă, respectiv partea dreaptă, au capetele lor frontale conectate pivotant la brațele (26) și (27) ale cabinei, iar capetele lor posterioare sunt conectate pivotant la suporții cadrului (34). Cilindrii de putere (46) și (47) sunt dispuși paralel în raport cu brațele de suspensie (20) și (22). Cilindrii (46) și (47) sunt conectați la suporții aflați în suspensie (26), (27) și la suporții cadrului (34), prin mijloace de pivotare având axe care sunt fixate în raport cu brațele. Cilindrii de putere (46) și (47) sunt construiți pentru a fi sub presiune și, prin aceasta, exercită forțe asupra cabinei (14) care o va înclina înainte în jurul axei bucșelor (30) și (31). Blindajele (50) depind de partea stângă și dreaptă a cabinei (14) pentru a închide parțial structura suspensiei cabinei (figura 2.15). Suspensia pentru partea din spare a cabinei (14) include brațele de suspensie din partea stângă și din partea dreaptă (48) și (49). Stâlpii de susținere (51) și (52) din stânga și din dreapta sunt conectați la cabina (14). Capetele frontale ale brațelor de suspensie (48), (49) sunt conectate pivotant la brațele (51), (52) prin intermediul unor bucșe de pivotare elastice, cum ar fi bucșa (53). Capetele posterioare ale brațelor de suspensie din spate stânga și din dreapta (48) și (49) sunt conectate pivotant la elementele de susținere (54) și (55) care fac parte din mecanismele de blocare. Elementele de susținere (54) și (55) sunt fixate pe traversele cadrului din stânga și din dreapta, (16) și (18) prin intermediul unor elemente de acționare hidraulice din stânga și din dreapta (57) respectiv (58), care controlează cârligele de blocare (60) și (61) fixate detașabil pe elementele de susținere (54) și (55). Elementele de acționare hidraulice (57) și (58) sunt montate pe consolele (62) și (63) fixate de traversele cadrului din partea stângă și din partea dreaptă (16) și (18) (figura 2.14).

Suspensia din partea din spate a cabinei (14) cuprinde pernele de aer din stânga și din dreapta, (65) și (66). Perna de aer din partea stângă (65) are capătul său inferior susținut pe elementul de susținere (54), și capătul său superior care este conectat la porțiunea (64) a structurii caroseriei cabinei. Perna de aer din partea dreaptă (66) este montată pe elementul de susținere din dreapta (55) și capătul său superior angrenează porțiunea de cabină (67). Suspensia spate a cabinei (14) este completată de amortizoare de șoc din partea stângă și din partea dreaptă (68) și (69).

Amortizoarele de șoc (68) și (69) au în general o construcție asemănatoare suspensiilor de autovehicule. Capetele lor superioare sunt conectate la porțiunile corpului cabinei (64) și (67), iar capetele lor inferioare sunt conectate la elementele de susținere (54) și (55). Amortizoarele de șoc (68) și (69) sunt proiectate în scopul atenuării mișcării de întindere și revenire al cabinei (14) în raport cu cadrul (10). Aceste amortizoare includ barele de protecție, care funcționează în scopul de a limita mișcarea verticală a cabinei (14) față de cadrul (10).

Un distribuitor de aer (71) este conectat la o sursă de aer sub presiune cum ar fi rezervorul de presiune al sistemului de frânare cu aer al autocamionului. O conductă de aer (72) este conectată la distribuitorul de aer (71) și la o supapă de control a presiunii (73). Conducta de aer (74) se extinde între supapa de control a presiunii (73) și o butelie de aer (75). O conductă de suspensie pneumatică din față (76) se conectează cu o supapă de nivel (77), care, de asemenea este cuplată la perna de aer din stânga (38) prin conducta (78). Perna de aer din dreapta (39) este legată printr-o conductă (79) de o supapă de nivel (81). Supapa de nivel (81) comunică cu conducta suspensiei pneumatice din față (76). O conductă de suspensie pneumatică din spate (82) se alătură buteliei de aer (75) la o singură supapă de nivel spate (83). Conductele de aer a suspensiei din stânga și din dreapta (83) și (84) și o piesă de cuplare în formă de T(fiting), (86), se alătură pernelor de aer din spate (65) și (66) la supapa de nivel (82).

O pompă manuală (88) având un mâner de comandă (89) este susținută pe traversa cadrului din partea dreaptă (18). O conductă de retur (90) și o conductă de presiune (91) sunt cuplate la orificiile de intrare și ieșire ale pompei (88). Conducta de presiune (91) este conectată la o cameră de presiune situată pe o parte a pistonului în interiorul cilindrului de putere extensibil (47). Conducta de retur (90) este conectată la camera din cealaltă parte a pistonului respectiv. O piesă de cuplare în formă de T (fiting), (92), asigură o conexiune pentru conducta de presiune (93) care se extinde la cilindrul de putere (46). Conducta de presiune (93) este cuplată la camera de presiune pe o parte a pistonului în interiorul cilindrului (46). O piesă de cuplare în formă de T (fiting), (94), conectează conducta de retur (96) cu conducta de retur (90) și cu pompa (88) (figura 2.16).

Conducta de retur (96) este conectată la camera din cealaltă parte a pistonului, în interiorul cilindrului de putere (46). Elementele de acționare hidraulice din stânga și din dreapta, (57) și (58) sunt cuplate la conducta de presiune (93) prin intermediul fitingurilor T (97) și (98).[6]

2.5. Sistem hidraulic de înclinare al cabinei acționat printr-un motor electric

Pe lângă acționarea manuală, cât și cea hidraulică, sistemul hidraulic mai cuprinde și o parte electrică, cu ajutorul căruia este acționat cilindrul pentru a putea rabata cabina unui autocamion. Părțile componente ale sistemului de înclinare al cabinei cu acționare electrică sunt urmatoarele :

supapă de control hidraulică;

cablul de blocare al cabinei cu control hidraulic;

cutie cu contactori de comandă;

butoane de control;

calculator cadru frontal;

unitatea de basculare a cabinei;

calculatorul principal;

comutatorul semnalului de înclinare al cabinei;

panoul de instrumente;

dispozitivul de acționare hidraulic pentru a elibera pistonul telescopic al cutiei de viteze;

Figura 2.18. Sistem hidraulic pentru rabatarea cabinei cu acționare electrică[8]

Figura 2.19. Vedere laterală a cabinei în poziția rabatată[8]

Figura 2.20. Schema sistemului electric cu întrerupătoare și conexiuni[8]

Figura 2.21. Secțiune longitudinală a cilindrului hidraulic și a elementului de cuplare[8]

În figura 2.19. este prezentat un vehicul cu motor având o cabină (1) și un cadru (2). Marginea inferioară a părții din față a cabinei este prevăzută cu pivoți montați în lagăre fixate pe cadrul șasiului (2), cabina fiind pivotantă în jurul axei pivoților (3). Partea din spate a cabinei se sprijină pe un suport (4) fixat pe stâlpul sau elementul transversal al cadrului (5). Partea inferioară a cilindrului hidraulic (6) este atașat pivotant adiacent la membrul fusului (7) montată pe suportul de susținere (4). Capătul superior al cilindrului menționat anterior este atașat de un suport (9) pe peretele din spate al cabinei (10) prin intermediul unui fus universal (8). Rezervorul hidraulic (11) și pompa (12) sunt acționate de către motorul electric (13) care, de asemenea, este montat pe șasiul vehiculului. Rezervorul este prevăzut cu o conductă (14), care duce la pompa (12). Conducta (15) face legătura între pompă și o supapă cu 4 căi (6) .Cilindrul este format din doi cilindrii (6C), (6D) și un tub (6E). Tubul (6E) conține un tub interior (6F) care nu se deplasează în raport cu tubul (6E), dar are rolul de a conduce fluidul la capătul pistonului (6B). Cilindrii (6E) si (6F) termină cursa la capătul lor inferior în fus și la capetele superioare ale pistonului (6B).

Fusul membrului (17) servește ca rol de bază al cilindrului, și este prevăzută cu două canale separate cu scopul de a conduce fluidul la și de la cilindru. Un canal se conectează la tubul (6E), iar celălalt canal se va conecta la tubul (6F), care de asemenea, face legătura cu partea superioară a pistonului (6B). O conductă (17) cu o secțiune flexibilă a furtunului de presiune (18) este conectat la membrul fusului (7), de unde fluidul comunică cu cilindrul (6). Cilindrul de asemenea, este prevăzut cu o secțiune flexibilă a furtunului de presiune (19) și o conductă (20) care este conectată la o supapă cu 4 căi (16). O conductă (22) având o supapă de presiune (23) care comunică cu conducta (15) la un punct intermediar între pompă și rezervor în scopul trecerii fluidului în rezervor atunci când presiunea crește peste o anumită valoare predeterminată.

Mișcarea de rabatare a cabinei este oprită la o poziție predeterminată prin intermediul unui întrerupător limitator (24), care deschide circuitul electric oprind astfel motorul (13) și pompa (12).

În acest scop pot fi utilizate oricare dintre tipurile de întrerupătoare de limitare, cum ar fi de exemplu, tipul limitatorului umplut cu mercur, întrerupător de tip pendul sau alte tipuri asemănătoare de întrerupătoare.

Cilindrul (6) este acționat de un fluid aflat sub presiune și livrat prin conducta (20), care mai apoi intră în cilindrii (6C) și (6D), astfel forțând cilindrii (6A) și (6B), care sunt conectați la cilindrul (6D), respectiv tubul (6E), să ajungă în poziția de extindere și prin urmare ridicând spatele cabinei. Fluidul curge din cilindrul (6D) în cilindrul (6C) printr-o deschizătură în partea de sus a cilindrului (6D).

Supapa cu patru-căi este prevăzută cu un mâner (26), a cărui ajustare într-o poziție descendentă sau neutră efectuează două funcții simultane și anume acelea de a obtura debitul de lichid dintre cilindrul (6) și celelalte componente ale sistemului hidraulic, și totodată mișcarea unui comutator dublu (27) la poziția sa de circuit deschis care întrerupe curentul electric la motor. O altă mișcare descendentă a mânerului (26) asigură circulația fluidului de la conductele (20) și (17) cu conductele (21) și (15), și în același timp închide comutatorul dublu (27), care la rândul său închide circuitul electric la comutatorul de limitare (25) și la motorul (13). Aceasta determină pompa să forțeze curgerea fluidului prin conducta (15) la supapa cu patru-căi și de acolo prin conductele (17) și (18) la cilindrul hidraulic (6). Fluidul întră în cilindrul hidraulic (6) prin tubul (6E) de unde acesta curge printr-o conductă în camera formată de cilindrul (6D) și tubul (6E) forțând astfel cilindrul (6D) să se comprime și prin urmare cabina se înclină înapoi și în jos, în jurul pivoților (3) până când aceasta ajunge la un punct în care centrul de greutate al cabinei a trecut prin centrul vertical al pivoților. La această poziție predeterminată întrerupatorul (25) deschide circuitul determinând oprirea alimentării pompei și a motorului. Datorită greutății cabinei aceasta continuă să se deplaseze în jos până în momentul în care priza cu bile (28) situată în partea de jos a cabinei este așezată pe o minge (29) care are rolul de a prelua greutatea cabinei dacă aceasta nu este rabatată.

În timp ce cabina se mișcă spre poziția de conducere, fluidul din cilindrii (6C) și (6D) este forțat să curgă prin conductele (19) și (20) spre supapa cu patru-căi și de acolo prin conducta (21) la rezervorul (11).

La rabatarea cabinei fluidul rămas în spațiul dintre cilindrii (6D) și (6E) este extras cu ajutorul pistonului (6B) prin conductele (17) și (18) prin supapa cu patru-căi și de acolo prin conducta (21) la rezervorul (11).

În circumstanțe rareori întâlnite, ca de exemplu când un camion pe care este prevăzut dispozitivul de rabatare descris mai sus, este parcat pe o pantă abruptă care ar perturba operațiile de limitare a întrerupătoarelor (24) și (25), ar fi de dorit ca rabatarea cabinei să se facă manual, fără acționarea întrerupătoarelor (24) și (25). În acest scop sistemul este prevăzut cu întrerupătorul (30). Forța cu care se înclină cabina poate fi controlată acționând supapa cu patru-căi (16) și comutatorul (27). Presiunea deschide supapa (23) care în acest caz are rolul de supapă de siguranță pentru a elimina presiunea execesivă dezvoltată în conducta (15) în cazul în care cabina este rabatată neglijent până la poziția maximă de extindere a cilindrului (6).[8]

2.6. Sistem de înclinare al cabinei acționat printr-un mecanism de viteze

Aceste cercetări se referă la mecanismul de schimbare a vitezei la un autovehicul având cabina rabatabilă relativ la șasiul vehiculului și a motorului sau a transmisiei, cuprinzând o pârghie montată sub podeaua cabinei, a capotei motorului cu un lagăr pentru o pârghie, pentru schimbarea treptei de viteză, care se extinde în cabină printr-o gaură de acces în podeaua cabinei sau în capota motorului.

La autocamioanele prevăzute cu cabina rabatabilă, la care motorul este montat sub cabină și este acoperit de o capotă între scaune, pârghia pentru schimbarea treptei de viteză și conexiunile asociate cu aceasta trebuie să fie aranjate astfel încât să nu prezinte un obstacol pentru rabatarea cabinei. Acest aranjament trebuie să fie astfel încât pârghia pentru schimbarea treptei de viteză să aibă poziții distincte și să fie afectată cât mai puțin posibil de mișcările cabinei, având în vedere tehnologia actuală în care autocamioanele sunt prevăzute cu cabine montate pe arcuri, să fie relativ mare în toate direcțiile în raport cu șasiul, cu motorul sau transmisia. Mai departe, mecanismul de selectare a vitezei trebuie să fie sigilat cât mai eficace pentru menținerea unui nivel acceptabil de zgomot în cabină. În cele din urmă, mecanismul de schimbare al vitezei trebuie să fie simplu și robust și să permită rabatarea cabinei fără a efectua alte operații adiționale.

Mecanismele de schimbare a vitezei cu pârghia montată fix pe transmisie, au poziții distincte și sunt afectate foarte puțin de mișcările cabinei însă prezintă probleme de sigilare datorită orificiului din capacul motorului sau din podeaua cabinei, sau datorită necesității existenței unui mecanism de blocare adițional pentru mijloace de eliberare.

Mecanismele de schimbare a vitezei cu maneta de schimbare a vitezei alăturată cabinei sunt mai simplu de sigilat pentru a menține nivelul zgomotului scăzut, dar în acest caz maneta trebuie să fie îndepărtată de restul mecanismului când cabina este rabatată. Aceste mecanisme sunt afectate de mișcările cabinei rezultând poziții de schimbare a vitezei ce nu sunt distincte sau apar probleme cu selectorul de viteze fiind zdruncinat la conducerea vehiculului pe un drum, sau teren accidentat.

Există mecanisme de schimbare a vitezei cu pârghia pentru schimbarea vitezei racordată în mod rezonabil la cabină.Această pârghie are un capăt sferic care este introdus în mecanismul de transmisie a angrenajului. Acest capăt este îndepărtat din angrenajul transmisiei când cabina este rabatată. Arcurile pe care este montată cabina absorb unele șocuri ale cabinei fără probleme, dar mișcările verticale sau mișcările laterale peste o limită afectează carcasa pârghiei de schimbare a vitezei astfel încât aceasta să piardă contactul cu suprafața suportului staționar rezultând nealiniere sau funcționare defectuoasă. Schimbarea rapidă a vitezei poate avea același efect. Un alt dezavantaj este că nu se poate realiza o conexiune fără jocuri între manetă și mecanismul transmisiei. Pentru a permite cuplarea și decuplarea, trebuie să existe un joc între capătul sferic al pârghiei și mufa angrenajului din mecanismul transmisiei. Acest joc crește în timp datorită uzurii și produce un efect și mai mare asupra mânerului ce rezultă în selectarea indistinctă a vitezelor.

Scopul acestor cercetări este de a înlătura dezavantajele prezentate mai sus și de a furniza un mecanism de schimbare a vitezei simplu și robust, cu selectarea distinctă a vitezelor, simplu de sigilat pentru reducerea zgomotelor din cabină și care nu necesită nici un fel de ajustare pentru rabatarea cabinei sau după ce cabina este în poziție de operare.

Figura 2.22. Vedere schematică parțială a mecanismului de schimbare a vitezei[10]

Figura. 2.23. vedere de-a lungul liniei II-II din figura 2.22[10]

În figura 2.22, poziția (1) desemnează o placă care constituie o parte din podeaua unei cabine sau o capotă a motorului în cabina vehiculului și (2) reprezintă un orificiu pentru maneta de schimbare a vitezei (3), conectată la o bilă (4) a unei articulații sferice (5) într-o pârghie care primește montarea (6). Cabina este rabatabilă relativ la caroseria vehiculului care include un șasiu și un motor sau mecanismul transmisiei montat pe șasiu. Montarea (6) este fixată de motorul vehiculului, transmisia sau un element alăturat la acesta, astfel încât să nu existe o mișcare între maneta (3) și transmisie atunci când există o mișcare relativă între placa (1) și motorul sau transmisia.

Maneta (3) este constituită dintr-o porțiune conică (7) și bila (4) care are o cavitate complementară sau un soclu (8), în care porțiunea conică (7) este situată când cabina nu este în poziția rabatată. Soclul (8) are o porțiune de muchie superioară (8a) cu un unghi conic mai mare decât restul soclului și două suprafețe planetare opuse (8b). Porțiunea conică (7) a manetei are suprafețele planetare (7b) care previn rotirea manetei (3) relativă la bila (4). Sub porțiunea conică (7), maneta are o porțiune mai restrânsă(9) cu un vârf ascuțit (10). Aceasta este primită într-o extensie tubulară (11) a bilei (4). Extensia (11) se termină cu un braț (12), care este îmbinat printr-o îmbinare prevăzut cu un arc la bara (13), conectat la mecanismul de schimare a vitezei al transmisiei.

Un capăt a fiecărei perechi de arcuri de tracțiune (15) este prins lângă maneta de schimbare a vitezei (14). Celălalt capăt al arcurilor sunt atașate de placa (1) astfel încât în poziția nerabatată a cabinei, maneta (3) este prevăzută cu un arc către pârghia care primește montarea (6) și astfel încât porțiunea conică (7) este ținută în poziția apăsată fără joc în soclul (8). Între maneta (3) și prin orificiul (2), patru elemente flexibile (17) formează firele atașate ale unei flanșe (18) în jurul orificiului(12) și a plăcilor(19) sudate pe pârghie. Figura 2.23. prezintă unul din cele patru elemente flexibile (17) asociat cu placa (19). Punctele de ancorare pentru celelalte trei elemente sunt reprezentate de (20).

Când cabina este rabatată, maneta(3) este trasă în sus de elementele flexibile(17) și este separată de bila (4) a îmbinării cu bilă. În același timp arcurile (15) trag maneta în jos și mențin elementele (17) adică respectivele fire tensionate. Împreună cu arcurile, elementele (17) fixează maneta (3) într-o pozitie definită în orificiul (2) al podelei (1) indicate de liniuțele punctate din figura 2.21.Ca urmare, capătul ascuțit al manetei (3) va avea de asemenea o poziție definită în raport cu soclul (8). Dimensiunile componentelor sunt de așa natură încât capătul ascuțit (10) al manetei (3) este ghidat în soclul (8) indiferent de poziția schimbătorului de viteză, când cabina revine la poziția normală de funcționare. Acest lucru este realizat deoarece porțiunea conică (8a) este situată atât de aproape de centrul de rotație al bilei (4) încât i se modifică poziția foarte puțin între diferitele poziții de angrenare.

În exemplul de realizare descris mai sus, este posibil să se utilizeze un burduf de etanșare (21) și o acoperire comună a manșonului (22) între orificiul (2) și maneta (3).[10]

2.7. Concluzii

Sistemul de înclinare al cabinei a devenit un sistem inovator, încă de la sistemul de rabatare manual care presupune acționarea manuală de către operator prin ridicarea efectivă a cabinei cu mâna, respectiv sistemul de rabatare manual, prevăzut cu un cric dispus între cabină și cadrul autocamionului, fiind acționat cu un mâner de operatorul autocamionului, până la sistemele de rabatare hidraulice cu acționare electrică, care presupune acționarea electrică a pompei, respectiv a cilindrului hidraulic printr-un motor electric.

Prin modernizarea acestor sisteme, autocamionele au devenit din ce în ce mai fiabile, necesitând o durată minimă în efectuarea operațiilor de reparație și mentenanță, cât și pentru efectuara unor modificări aduse sistemului, sau eventual a formei cabinei.

CAPITOUL III

STUDIU DE CAZ AL SISTEMULUI DE RABATARE PE UN AUTOCAMION MAN TGX – 18.440

3.1 Caracteristicile tehnice ale autocamionului

Marcă: MAN

Model: TGX 18.440

Putere motor: 324 KW (440 CP)

Cutie de viteze: automată

An fabricație: 2008

Tipul combustibilului: Diesel

Emisii : Euro 4

Capacitate rezervor : 1040 l

Tip tracțiune: 4×2

Tipul sistemului de frânare: Cu discuri

Tipul sistemului de suspensie: Suspensie pneumatică ( pe perne de aer )

Anvelope față: 315/60R22.5

Anvelope spate: 315/60R22.5

Înaltime cuplare: 110

Ampatament: 4500 mm

Masa maxima autorizata: 18000 kg

Masa proprie: 7800 kg

Lungime : 5725 mm

Înălțime : 2500 mm

Capacitatea cilindrică: 10518 cm³

Figura 3.1 Autocamion MAN TGX – 18.440

3.2 Părțile componente ale sistemului de înclinare a cabinei:

Butonul cu comandă electronică situat în cabina autocamionului

Figura 3.2. Buton electronic pentru acționarea sistemului hidraulic de înclinare al cabinei

Acest buton este unul electronic și are rolul de debloca sistemul hidraulic pentru înclinarea cabinei.

Butonul electric cu rol în acționarea motorului electric

Figura 3.3. Buton electric cu rol în acționarea cilindrului pentru înclinarea cabinei

Acest buton electric este situat pe scara de urcare în autocamion, și are ca rol acționarea cilindrului pentru înclinarea cabinei.

Motorul electric al sistemului de înclinare al cabinei unui autocamion

Figura 3.4. Motor electric cu rol în acționarea pompei hidraulice

Acest motor electric este situat sub cabina autocamionului și are rolul de a comanda pompa hidraulică a sistemului de înclinare al cabinei.

Pompa hidraulică a sistemului de înclinare al cabinei autocamionului

Figura 3.5. Pompa hidraulică a sistemului de înclinare al cabinei autocamionului

Această pompă are un rol important în procesul de rabatare a cabinei unui autocamion, și anume, de a da comandă cilindrului hidraulic, pentru a putea ridica cabina autocamionului. Aceasta, din urmă este acționată de către motorului electric. De asemenea pentru acționarea motorului electric, această pompă lucrează la o presiune între 358- 379 bar.

Conducte de înaltă presiune prin intermediul cărora pompa comunică cu cilindrul

Aceste conducte de înaltă presiune au rolul de conduce fludiul de la pompa hidraulică către cilindru, și totodată de a debloca dispozitivul de prindere al cabinei autocamionului. Aceste conduce mai au, de asemenea un rol important, și anume de a menține cabina înclinată în timpul efectuării operațiilor de reparație si mentenanță.

Figura 3.6. Conducte de înaltă presiune

Figura 3.7. Conductă cu rol în deblocarea suporților de prindere ai cabinei autocamionului

Figura 3.8. Conductă cu rol în deblocarea suporților de prindere ai cabinei autocamionului

Suporturi hidraulice de blocare ai cabinei

Figura 3.9. Suport de blocare al cabinei autocamionului

Figura 3.10. Suport de blocare al cabinei autocamionului

Aceste suporturi sunt special concepute pentru fixarea cabinei de șasiul autocamionului, cât și în scopul prevenirii rabatării nedorite a cabinei. Ele se deschid sub presiunea cu care pompa distribuie ulei hidraulic la cilindru, dar în același timp ea mai distribuie ulei hidraulic si către aceste suporturi de prindere. Presiunea la care aceste suporturi se deschid este cuprinsă între 200-350 bar. (figura 3.9., figura 3.10).

De asemenea suporturile de fixare din figura 3.11 au același rol ca și suporturile de prindere, doar că acestea nu mai sunt acționate de către pompă, rolul acestor suporturi fiind doar de fixare a cabinei autocamionului.

Figura 3.11. Suport de fixare a cabinei pe șasiu

3.3 Pașii care trebuie îndepliniți pentru a putea înclina cabina unui autocamion

Figura 3.12. Vederea din față a cabinei înclinate

Pentru a putea rabata cabina unui autocamion, acesta trebuie neaparat așezat pe un drum longitudinal drept. Pentru a evita supraîncărcarea cilindrului de înclinare, cât și a pompei hidraulice, este necesar ca autocamionul să nu fie poziționat pe un drum longitudinal cu înclinație mai mare de 10 %.

Ca o măsură de precauție împotriva accidentelor este necesar ca, conducătorul autocamionului să nu stea în fața sau în spatele cabinei, ci este indicat să stea în partea laterală a autocamionului.

De asemenea, atunci când cabina este complet înclinată pentru a evita orice accident este necesar să o asigurăm cu ajutorul unui ștuț, care se montează între șasiu și cabina autocamionului.

Figura 3.13. Vederea laterală a cabinei înclinate

Pasul 1: Se acționează frâna de ajutor a autocamionului, se introduce schimbătorul de viteze în treapta neutră și se oprește motorul;

Pasul 2: Se asigură că în cabina autocamionului nu au fost uitate obiecte, care ar cădea în față și ar putea provoca pagube;

Pasul 3: Pentru a putea începe rabatarea se deschide capota din față a motorului;

Pasul 4: Capota din față a motorului se ține deschisă pe tot parcursul procesului de înclinare al cabinei și de asemenea, se asigură ca ușile au fost închise;

Pasul 5: Din interiorul cabinei se apasă pe butonul eletronic menționat în figura 3.2.1 pentru a putea debloca sistemul de rabatere al cabinei autocamionului;

Pasul 6: Se va pune supapa de pompare pe poziția de “înclinare” pentru a deschide circuitul sistemului hidraulic de înclinare al cabinei;

Pasul 7: Se acționează butonul electric prezentat în figura 3.2.2 . care, la rândul lui acționează celelalte componente ( motorul electric, pompa și cilindrul hidraulic ) pentru a putea să se încline, cabina autocamionului;

Pasul 8: Se va ridica cabina până când aceasta va cădea liber sub propria ei greutate. Se va înclina cabina, până când cilindrul hidraulic va ajunge la poziția lui finală;

Pasul 9: Se va pune supapa de pompare în poziția de “cădere” a cabinei;

Pasul 10: Cu ajutorul unei tubulare se va fixa cabina împotriva căderii bruște, sau împotriva accidentării persoanelor ce vor efectua operații de reparație și mentenanță.

3.4 Pașii care trebuie urmați pentru a coborî cabina unui autocamion

Pasul 1: Se va verifica dacă schimbătorul de viteze a rămas în poziția neutră și dacă ușile autocamionului sunt închise;

Pasul 2: Se va verifica dacă supapa de pompare este în poziția de “coborâre”. Atunci când autocamionul va circula pe drum, această supapă de pompare va trebui să fie în poziția de „coborâre”. Dacă această supapă nu va fi în poziția de “coborâre”, supapa de pompare deschide circuitul, acționând cilindrul hidraulic, care de asemenea va rabata cabina în mod neintenționat, provocând daune;

Pasul 3: Se va acționa butonul electric pe toată durata revenirii cabinei la loc. Aceasta se fixează cu ajutorul unor dispozitive de fixare și de prindere, care au rol în imobilizarea cabinei, cât și pentru reducerea vibrațiilor în timpul mersului;

3.5 Pașii care trebuie îndepliniți pentru a putea înclina manual cabina unui autocamion

Pasul 1: Se va parca autocamionul pe o suprafață dreaptă, se va acționa frâna de ajutor, se va oprii motorul și se vor bloca roțile din spate ale autocamionului;

Pasul 2: Se va asigura că ușile autocamionului sunt închise și că nu au fost uitate obiecte în interiorul cabinei;

Pasul 3: Levierul pompei de comandă se va pune în poziția de “înclinare”;

Pasul 4: Se va scoate mânerul pompei și se va atașa la pompa hidraulică;

Pasul 5: Se va ridica și coborî mânerul pompei de atâtea ori până ce se vor debloca suporții cabinei;

Pasul 6: Se va continua acționarea mânerului pompei până în momentul în care cabina va fi înclinată la un unghi de aproximativ 300;

Pasul 7: Se va pune opritorul de siguranță pe cilindrul de înclinare al cabinei autocamionului;

Pasul 8: Se va continua acționarea manuală a mânerului pompei până în momentul în care cabina va atinge unghiul maxim de înclinare.

Figura 3.15. Poziția de înclinare a comutatorului pompei hidraulice

Acest comutator al pompei hidraulice are rolul de a deschide și închide circuitul sistemului de înclinare al cabinei autocamionului. Atunci când comutatorul este pus pe poziția de înclinare (în sus), circuitul se deschide și comutatorul permite fluidului să circule prin sistem, rabatând astfel cabina autocamionului. De asemenea, atunci când comutatorul este pus pe poziția de coborâre ( în jos), circuitul se închide și permite cabinei să revină în poziția inițială.

Figura 3.16. Poziția de coborâre a comutatorului pompei hidraulice

Figura 3.17. Levierul sistemului hidraulic de înclinare al cabinei manual, cu rol în acționarea pompei hidraulice

Acest sistem cu acționare manuală are un rol important, contribuind la buna funcționare a sistemului de înclinare al cabinei autocamionului. Mai este numit și sistem secundar (sistem de ajutor) de înclinare al cabinei autocamionului. Acest sistem intervine doar în cazul în care, circuitul sistemului de înclinare cu acționare electrică este deteriorat, prezintă urme de uzură sau are o spărtură care duce la pierderea presiunii către cilindrul de înclinare.

El mai poate interveni în cazul în care, între butonul cu comandă eletronică din cabina autocamionului și butonul electric, care acționează cilindrul, există scurt-circuit, iar sistemul funcționează intermitent. De asemenea mai poate interveni, atunci când motorul electric, care acționează pompa hidraulică, este nefuncțional.

Sistemul cu acționare manuală are același rol ca și sistemul cu acționare electrică, și anume de a putea ridica cabina, pentru a efectua operații de reparație și mentenanță, însă acest sistem este folosit doar în cazuri de urgență.

Dezavantajul acestui sistem, este că înclinarea cabinei autocamionului se va face mai lent, va dura un timp mai lung, și se va acționa prin forța cu care conducătorul autocamionului va apăsa pe mânerul pompei hidraulice (figura 3.17).

Figura 3.18. Poziția cabinei înclinate la un unghi de 300

Figura 3.19. Procedeul de coborâre a cabinei autoocamionului

În figura 3.18. se prezintă ușurința cu care sistemul de înclinare al cabinei poate poziționa cabina de la un unghi de 300, până la un unghi de aproximativ 900 atât la rabatarea cabinei cât și la revenirea cabinei în poziția inițială.

În această figură 3.19., ne este prezentat modul de coborâre și prindere a cabinei, respectiv dispozitivele de fixare ale cabinei pe suporți ( dispozitive de prindere).

Procesul de înclinare al cabinei, diferă de la cel electric la cel manual, prin viteza cu care cabina se poate înclina sau coborî.

Din punctul acesta de vedere, viteza de deplasare în sus (înclinare) sau de deplasare în jos (coborâre), va fi întotdeauna mai mare la sistemul hidraulic acționat electric, decât la sistemul hidraulic acționat manual, deoarece forța de înclinare, respectiv presiunea la care lucrează pompa hidraulică va fi întotdeauna mai mare decât forța, repesctiv presiunea pe care o poate exercita o persoană acționând mânerul pompei (levierul de comandă al pompei) .

Fig. 3.20. Modul de prindere al cabinei pe suporții de blocare

Pentru fixarea cabinei pe șasiul autocamionului, este necesară montarea unor suporți de prindere (fixați pe cadrul șasiului) cât și montarea unor suporți de poziționare (fixați pe cadrul cabinei), utilizați și pentru rabatarea sau coborîrea cabinei în poziția de conducere. (figura 3.20).

Acești suporți de prindere și de fixare mai au un rol important, asemănator suspensiei autocamionului, și anume acela de a prelua șocurile și vibrațiile care apar în timpul mersului, respectiv de a împiedica rabatarea necontrolată a cabinei la o frânare bruscă a autocamionului.

Figura 3.21. Cilindru hidraulic de acționare a cabinei

În figura 3.21. este prezentat cilindrul hidraulic al sistemului de rabatare al cabinei. Acest element al sistemului de rabatare, are cel mai important, și anume acela de a ridica cabina, datorită unei presiuni ridicate la care acesta lucrează. În timpul funcționării, acest cilindru poate să lucreze până la o presiune maximă de 344 Bar. Cilindrul hidraulic are doua lungimi standarde, și anume, atunci când cilindrul hidraulic nu este extins , lungimea totală a acestuia este de 404 mm, iar atunci când cilindrul hidraulic este extins complet, lungimea totală a acestuia este de 651 mm.

3.6. Concluzii

Studiul de caz s-a făcut pe un autocamion marca MAN TGX, model 18.440, anul de fabricație este 2008, prevăzut cu un sistem de înclinare hidraulic cu acționare electrică.

Principiul de funcționare al sistemului de rabatare al cabinei autocamionului constă în faptul că, prin acționarea butonului electronic situat la bordul autocamionului, se acționează circuitul electric care va da comanda la butonul electric aflat pe caroseria autocamionului, care acționează motorul electric care la rândul său transmite comanda la pompă hidraulică de unde se deschide circuitul eliberând fluidul în cilindrul hidraulic. Prin presiunea fluidului de la pompă deschide suporții de prindere ai cabinei pe șasiul autocamionului.

În cazul unei defecțiuni al sistemului hidraulic cu acționare electrică, există posibilitatea utilizării unui sistem hidraulic cu acționare manuală. Acest sistem este folosit doar în cazuri de urgență prin acționarea levierului pompei hidraulice.

CAPITOLUL IV

CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI CONCLUZII GENERALE

5.1. Contribuții personale

S-a realizat un sistem electric pentru rabatarea cabinei unui autocamion. Acest sistem electric este constituit dintr-un motor electric alimentat la 24V curent continuu, sursa de alimentare al motorului fiind acumulatorul autocamionului. O altă componentă a acestui sistem electric, este un mecanism bielă-manivelă fixat de cabina autocamionului, fiind antrenat de către motorul electric. Acționarea motorului electric este realizată prin apăsarea unui buton electric poziționat pe caroseria cabinei.

Arborele motorului electric antrenează mecanismul bielă-manivelă. Prin rotirea flanșei a mecanismului bielă-manivelă, biela se va deplasa în sus iar cabina se va înclina la un unghi de la 0 la 450. Această flanșă este îmbinată cu arborele motorului electric printr-o asamblare cu pană. Cabina este prevăzută cu un suport pe care este poziționată biela mecanismului cu ajutorul unui bolț de fixare.

Prin oprirea alimentării motorului cu curent electric, cabina va fi blocată la unghiul dorit de către conducătorul autocamionului.

Avantajul acestui sistem este că, necesită doar un număr redus de piese componente, facilitând astfel operațiile de reparație și întreținere al sistemului.

Motorul electric este constituit dintr-un stator și rotor, respectiv un arbore cu rol în antrenarea mecanismului bielă-manivelă.

În continuare se vor prezenta vederile laterale cât și cele din față si din spate a motorului electric, realizate cu ajutorul programului Solidworks.

Figura 4.1. Vedere din față a motorului electric

În figura 4.1. este prezentată vederea din față a motorului electric care este prevăzut cu un capac fixat în 4 șuruburi cu rol de prindere și o mufă de cuplare a motorului la o sursă de alimentare cu curent electric.

Figura 4.2. Vedere de sus a motorului electric

Figura 4.3. Vedere de sus în secțiune a motorului electric

În figura 4.3. avem o secțiune a motorului unde se poate observa statorul și rotorul acestuia.

Figura 4.4. Vedere din partea dreaptă a motorului electric

În figura 4.4. se poate observa forma motorului cât și suportul de prindere al acestuia pe șasiu. Carcasa motorului este construită dintr-o fontă cenușie așa cum poate fi observat și în figura 4.2.

Figura 4.5. Vedere în partea dreaptă în secțiune a motorului electric

În figura 4.5. avem o secțiune a motorului din partea dreaptă, unde se poate observa statorul și rotorul acestuia.

Figura 4.6. Arborele motorului electric

Arborele motorului electric din figura 4.6. are rolul de a transmite puterea produsă de motorul electric la flanșa mecanismului bielă-manivelă din figura 4.7. Mecanismul bielă-manivelă este format dintr-o flanșă respectiv o pârghie de acționare a cabinei și din două bolțuri de fixare situate la extremitățile pârghiei de acționare.

Figura 4.7. Mecanismul bielă-manivelă

Figura 4.8. Sistemul de rabatare al cabinei

În figura 4.8. este prezentat mecanismul electric de rabatare al cabinei precum și butoanele de acționare aflate pe caroseria cabinei.

Figura 4.9. Vedere laterală a cabinei în poziție inițială

În figura 4.9. avem o vedere laterală a cabinei în poziție de conducere, poziție în care cabina se află înainte de rabatare, iar în figura 4.10 cabina este în poziție înclinată, la un unghi de 450.

Figura 4.10. Vedere laterală a cabinei în poziție înclinată

Figura 4.11. Vedere din spate a cabinei în poziția inițială

Figura 4.12. Vedere din spate a cabinei în poziția înclinată

Mecanismul de rabatare al cabinei este în poziția inițială, cum se poate observa în figura 4.11, deoarece prin acționarea motorului electric flanșa se va roti împreună cu axul motorului deplasând astfel pârghia în sus și de asemenea rabatând cabina până la un unghi de 450 așa cum se poate vedea în figura 4.12.

4.2. Concluzii generale

Premisa acestui studiu a fost proiectarea unui sistem electric pentru rabatarea cabinei la autocamioane. De-a lungul timpului, odată cu apariția unor camioane mai performante a devenit o necesitate inovarea sistemului de rabatare. Rabatarea cabinei este necesară pentru accesul la motor și la alte componente pentru lucrări de reparație și mentenanță. Pornind de la rabatarea manuală, cea mai simplă, în care cabina este efectiv ridicată fără nici un mecanism de acționare până la cele mai complexe sisteme inovate până în prezent cum ar fi sistemul de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii respectiv de un suport de blocare al cabinei, sistem de înclinare al cabinei acționat manual de doi cilindrii respectiv de doi suporți de blocare ai cabinei, sistem hidraulic de înclinare al cabinei acționat printr-un motor electric, sistem de înclinare al cabinei acționat printr-un mecanism de viteze.

Sistemul prezentat în studiul de caz este un sistem hidraulic cu acționare electrică având și un sistem secundar cu acționare manuală. Acest sistem prezintă un avantaj datorită posibilității de acționare prin două moduri diferite, respectiv în cazul în care sistemul hidraulic cu acționare electrică nu funcționează la parametrii optimi, se poate utiliza sistemul secundar cu acționare manuală.

Sistemul electric de rabatare al cabinei autocamionului prezentat la contribuții personale este un mecanism clasic, acționat printr-un motor electric, cu piese componente relativ puține, de aceea reparația se poate face cu costuri minime. Acest sistem poate prezenta avantajul că este acționat efectiv electric nefiind necesară folosirea sistemului hidraulic ceea ce ar implica costuri ridicate.