Basel ine Parallel Travel Analysis test_20_WC_parallel_travel [613206]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMIȘOARA
FACULTATEA DE MECANIC Ă
Departamentul Mașini Mecanice, Utilaje și Transporturi
SPECIALIZAREA: AUTOVEHICULE RUTIERE

LUCRARE DE LICENȚĂ

MODELAREA ȘI SIMULAREA SUSPENSIILOR DE
TIP MACPHERSON ÎN PROGRAMUL MSC ADAMS

Coordonator de proiect :
Ș.l.dr.ing. Nicolae Lontiș

Absolvent: [anonimizat]
2019

Universitatea POLITEHNICA Timișoara
Facultatea de Mecanică
Departamentul MMUT/Colectivul …………………….. ……..
Specializarea…………………

PLAN TEMATIC

Pentru lucrarea de licență………………………………………..
Numele și prenumele masterand: [anonimizat]…………………………………………
A. Proiectul trebuie să conțină:
1. Partea scrisă (Memoriul de prezentare):
• Evaluarea stadiului actual al problem ei pe plan national și international,
• Obiectivele proiectului,
• Soluția propusă,
• Analize și strategii de dezvoltarea soluțiilor propuse,
• Elaborarea documentațiilor specifice,
• Bibliografie,
• Declarația de rezolvare integrală și personală a proiectului.
2. Par tea grafică:
• Schema de organizare a locului de muncă și planșe specifice,
• Prezentarea grafica în PowerPoint după model agreat UPT
B. Data preluării temei:
C. Locul de desfășu rare a programului de documentare/practică:
D. Îndrumătorul de proiect: -cadru did actic:
• de la unitate de documentare:
E. Data pentru predarea proiectului:

Nota propusă: Îndrumatorul de proiect:
…………………..…………………….
………………….. .……………………..

Cuprins

1. MOTIVUL ȘI SCOPUL LUCRĂ RII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 10
2. CONSIDERAȚII GENERALE PRIVIND SUS PENSIA AUTOVEHICULELOR …………………………. 12
2.1 Definiții și generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 12
2.2 Rolurile elementelor sistemului de suspensie ………………………….. ………………………….. ………. 13
2.2.1 Arcul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 14
2.2.2 Amortizorul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 14
2.2.3 Bara stabilizatoare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 15
2.2.4 Bucșele ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 16
2.2.5 Articulații și prinderi ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 17
2.3 Tipuri de suspensii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 17
2.3.1 Sisteme de suspensii pasive ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 19
2.3.2 Sisteme de suspensii semi -active ………………………….. ………………………….. ……………………. 20
2.3.3 Sisteme de suspensii active ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 20
3. SUSPENSIA DE TIP MACPHERSON ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 22
4. DESCRIEREA PROGRAMULUI DE MODELARE ȘI SIMULARE MSC ADAMS ……………………. 26
4.1 Istoric MSC Software ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 26
4.2 ADAMS / CAR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 27
5. MODELAREA ȘI SIMULAREA SUSPENSIEI DE TIP MACPHERSON FOLOSIND ADAMS
CAR PENTRU AUT OVEHICULUL VOLKSWAGEN PASSAT B6 ………………………….. ………………….. 29
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 50
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 51

Lista acronimelor folosite

ADAMS Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems
EDC -K Continuous Electronic Damper Control
OEM Original eq uipment manufacturer
RWD Rear Wheel Drive
SADSAM Structural Analysis by Digital Simulation of Analog Methods
VPD Virtual Prototype Development

Lista figurilor

Figura 1: Subansamblul su spensiei

Figura 2: Arc suspe nsie față Dacia 1300, Dacia 1310, Dacia 1410
Figura 3: Comparație arc cu amortiz or și arc fără amortizor
Figura 4 Bara de torsiune Volvo XC90
Figura 5: Bucșă braț inferior față JEEP CHEROKEE (XJ) 84 -01 GRAND CHEROKEE (ZJ)
93-98
Figura 6: Reprezentare a punții rigide
Figura 7: Suspensie independentă
Figura 8: Sistem pasiv -reactiv Kinetic RSF
Figura 9: Vedere asupra unei suspensii Kineti c H2 echipată cu sistem semi -activ
Continuously Controlled Electronic Suspension
Figura 10: Suspensie activă Audi A8
Figura 11: Schema suspensiei de tip MacPherson
Figura 12: Elemente suspensie MacPherson
Figura 13: Suspensie față BMW Seria 7
Figura 14: Suspensie spate BMW Seria 7
Figura 15: Logo MSC Software
Figura 16: Logo MSC Adams
Figura 17: Ansamblul suspensie si directie
Figura 18: Coordonatele centrului de masă
Figura 19: Definirea parametrilor vehiculului
Figura 20: Pregătirea analizei
Figura 21: Efectuarea analizei
Figura 22: Stabilirea analizei cu deplasarea în raport cu centrul roții
Figura 23: Animarea re zultatelor
Figura 24: Selectarea graficului
Figura 25: Crearea graficelor

Figura 26: Bara principală de instrumente pentru vizualizarea graficelor
Figura 27: Definirea unui fișier de presetare
Figura 28: Selectarea fișierelor externe
Figura 29: Efectuarea analizei a ansamblului de suspensie
Figura 30: Simulare mișcare de rotire a subsistemului de direcție
Figura 31: Listele necesare pe ntru crearea plotului Steering Wheel Angle
Figura 32: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Torque
Figura 33: Cazul I – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de
direcție -volanului
Figura 34: Cazul II – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de
direcție -volanului
Figura 35: Cazul III – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de
direcție -volanului
Figura 36: Listele necesare pentru crearea plotului Scrub Radius
Figura 37: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un
unghi de cadere de 0 [°]
Figura 38: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un
unghi de cadere d e 1,5 [°]
Figura 39: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un
unghi de cadere de 3 [°]

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

10
1. MOTIVUL ȘI SCOPUL LUCRĂRII

Această lucrare este dedicată studiului sistemelor de suspensii, punând accentul pe
suspensiile de tip MacPherson.
Suspensia reprezintă una dintre cele mai importante componente ale unui
autovehicul, având rol în siguranță, stabilitate, confort , fiabilitate și manevrabilitate. Datorită
rolului important pe care îl are, sistemul de suspensie reprezintă un punct de interes pentru
studiul și dezvoltarea în industria auto.
Lucrarea este structurată pe cinci capitole, a căror sinteză este expusă după cum
urmează.
Primul capitol reprezintă Motivul și scopul lucrării , conținând o scurtă in troducere și
sinteza capitolelor.
Capitolul al doilea este intitulat Considerații generale privind suspensia
autovehiculelor . În acest capitol prezentăm o suită de definiții și generalități cu privire la
sistemul de suspensie al autovehiculelor. Tot în ac est capitol vorbim și despre rolul fiecărui
element ce alcătuiește sistemul de suspensie: arc, amortizor, bară stabilizatoare, bu cșe,
articulații și prinderi. Totodată facem și o scurtă clasificare a tipurilor de suspensii.
Lucrarea continuă cu al treilea capitol, în care se face o scurtă introducere despre
sistemul de suspensie MacPherson . Acest tip de suspensie este reprezentativ pentru
suspensiile independente. Suspensia de tip MacPherson folosește un piston telescopic ca
și pivot virant superior . Aceasta este utilizată cel mai des pentru axul față al mașinilor
moderne, dar și pe spate, în special la mașinile cu propulsie. De asem enea ilustrăm și
principalele avantaje ale acestui tip de suspensie, cum ar fi: costul redus de producție,
posibilitate a de a controla cu o precizie mai ridicată roțile și un nivel de confort ridicat
comparativ cu generațiile anterioare.
În capitolul al pa trulea, intitulat Descrierea programului de modelare și simulare MSC
Adams, vom face o introducere în programul MSC Ada ms. ADAMS/CAR este o aplicație

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

11
folosită la analiza performanței generale a unui autovehicul și pentru modelarea fiecărei
manevre/dinamici a vehiculelor, înainte de fabricarea pieselor.
Capitolul al cincilea reprezintă partea practică a lucrării și constă în modelarea și
simulare a suspensiei de tip MacPherson, folosind parametrii specifici autovehiculului
Volkswagen Passat B6. Modelarea și s imularea sunt realizate în programul MSC Adams .
În capitolul al șaselea prezint concluziile rezultate în urma cercetării cu privire la
lucrarea Modelarea și simularea suspensiilor de tip MacPherson în programul MSC Adams .
Finalul lucrării este reprezentat de materialele bibliografice neces are realizării
acesteia.

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

12
2. CONSIDERAȚII GENERALE PRIVIND SUSPENSIA
AUTOVEHICULELOR

2.1 Definiții și generalități

Industria autovehiculelor se află în continuă dezvoltare. Această dezvoltare este
determinată atât de f actori interni, cum ar fi creșterea gradului de motorizare , mărirea și
întinerirea parcului auto, cât și de factori externi, precum și creșterea considerabilă a piețelor
asiatice. Datorită celor două categorii de factori menționați anterior, cât și a concu renței
dintre producători, standarde le tehnologice în producția de automobile au crescut
considerabil în ultimii ani. Îmbunătățirea dinamicii autovehiculelor, a confortului și a
siguranței pasagerilor au jucat un rol important în dezvoltarea industriei dea lungul timpului.1
De asemenea s -a urmărit și reducerea consumului de carburant și a noxelor provenite
din gazele de evacuare deoarece aproximativ o treime din poluarea industriala provine din
domeniul transporturilor.2
Odată cu majorarea timpului de fun cționare și al numărului de kilome tri parcurși,
performanțele unui autovehicul vor scădea treptat din cauza uzurii pieselor cât și
subansamblelor de piese aflate în mișcare relativă. Păstrarea într -o stare optimă de
funcți onare și exploatarea sistemului de suspensii pe o perioada îndelunga tă sunt stabilite
de atât de modul de exploatare cât și de calitatea materialelor care se regăsesc în compoziția
lui.
Suspensia are un rol foarte important în asigurarea normelor de confort pentru șofer
și pasageri. Confo rtabilitatea într-un autovehicul poate fi înțeleasă ca fiind capacitatea lui de
a se deplasa pe o perioada îndelungată la o viteză maximă stabilită de pr oducător fără ca
șoferul sau pasagerii să întâmpine senzații neplăcute sau de oboseala, respectiv
deteriorarea bunurilor transp ortate. Manevrabilitatea și stabilitatea vor fi la rândul lor
influențate direct de sistemul de suspensie al unui autovehicul, fiind un factor important dacă
se ia în calcul tipul de teren pe care va circula.
Un sistem de suspensii care funcționează optim poate a vea un impact pozitiv asupra
costurilor de întreținere ale unui autovehicul deoarece prin reducerea vibrațiilor și a șocurilor
produse în timpul mersului va fi redus și gradul de uzură al anvelopelor și riscul ruperii prin
oboseală a pieselor din subansamb lele autovehiculului .3
Subansamblul de suspensie este alcătuit din cinci componente principale:

1https://www.academia.edu/27711304/Industria_auto_un_domeniu_economic_cu_o_dezvoltare_rapidă_în_R
egiunea_Centru , accesat la 29.05.20 19
2 http://ecoprofit.ro/incalzirea -globala -cauze -efecte/ , accesat la 29.05.2019
3https://www.academia.edu/27711304/Industria_auto_un_domeniu_economic_cu_o_dezvoltare_rapidă_în_R
egiunea_Centru , accesat la 29.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

13
1. Arc
2. Amortizor
3. Bara stabilizatoare (opțional)
4. Bucșe
5. Articulații și prinderi

Figura 1: Subansamblul su spensiei4

2.2 Rolurile elementelor sistemului de suspensie

Elementele sistemului de suspensie enumerate anterior au un rol cheie în
amortizarea șocurilor și vibrațiilor datorate denivelărilor întâlnite în calea de rulare, în
menținerea orientării roților relativ la caroserie și în reducerea zgomotului de rulare.5
Mai jos vom explica rolul fiecărei componente principale din sistemul de suspensie.

4 https://www.dcau torom.ro/sistemul -de-suspensie , accesat la 29.05.2019
5 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

14
2.2.1 Arcul

Indiferent de tipul de arc sau de bara de torsiune, arcurile susțin singure greutatea
autovehicu lului menținând o distanță adecvată între caroserie și drum. Pe lângă aceasta, un
rol foarte important îl mai au în absorbția ș i stocarea energiei rezultate în urma mișcării
caroseriei față de calea de rulare.

Figura 2: Arc suspe nsie față Dacia 1300, Dacia 1310, Dacia 1410 6

După ce energia rezultată în urma mișcării caroseriei față de calea de rulare este
stocată în arc, acesta va încerca să o elibereze prin extinderea sa. Acest fenomen ar
produce mișcări ale caroseriei care vor duce la pierderea stabilității vehiculului și al siguranței
conducătorului și al pasagerilor. Din această cauză, în s istemele de suspensi e se găsesc
amortizoarele.7
Rolul principal al amortizorului este de a controla mișcările arcului pentru a menține
roțile pe suprafața părții carosabile, a stabiliza caroseria vehiculului și a asigura confo rtul.8

2.2.2 Amortizorul

Amortizorul este un dispozitiv care servește la amortizarea șoc ului, al balansului, al
legănării, al înclinării spre față în timpul frânării cât și al înclinării în spat e în timpul
accelerării.9

6 http://www.asamromania.ro/ro/product/30046 -ARC -SUSPENSIE -FATA , accesat la 29.05.2019
7 Idem
8 Idem
9 https://ro.wikipedia.org/wiki/Amortizor , accesat la 29.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

15
După principiul legii conservării energiei, care afirmă că energia nu poate fi cr eată sau
distrusă ci doar transformată, ne putem gândi că un amortizor funcționează ca și un
convertizor de energie. El transformă energia cinetică de la arcuri în căldu ra în urma frecării
cu un lichid, această transformare având loc atunci când pistonul s e deplasează în sus și în
jos în interiorul cilindrului.10
În figura următoare se observă două sisteme de suspensie dif erite: un sistem de
suspensie cu amortizor, respectiv unul fără amortizor. Putem observa că în cazul sistemului
cu amortizor oscilațiile arcului sunt reduse semnificativ datorită amortizorului.

Figura 3: Comparație arc cu amortiz or și arc fără amortizor11

În timp ce amortizorul are o mișcare sus -jos, fluidul hidraulic pătrunde forțat prin niște
orificii mici din piston. Aceste orificii vor lăsa să treacă doar o cantitate mica de fluid, din care
va rezulta o mișcare înfrânată a pis tonului, având ca efect pri ncipal stoparea mișcării arcului.

2.2.3 Bara stabilizatoare

Bara stabilizatoare este un dispozitiv de reducere a înclinării șasiului. Scopul principal
al barei stabilizatoare este de a împiedica autovehiculul să se răstoarne atunci când acesta

10 https://dailydriven.ro/ce -este-amortizorul -si-care-este-rolul-lui, accesat la 29.05.2019
11 https://ro.wikipedia.org/wiki/Legea_conserv%C4%83rii_energiei , accesat la 29.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

16
circulă într -o curbă strânsă. Deși aceasta mișcare de balansare a autovehiculului este
normală, ea va reduce semnificativ tracțiunea și va afecta direcția.12
O bară stabilizatoarea cu o rigiditate ridicată va diminua confortul, dar va a meliora
capacitățile dinamice ale autovehiculului. Acțiunea ei este infl uențata direct de gradul de
rigiditate și de dimensiune.13
În figura 4 se poate observa bara de torsiune pentru autovehiculul Volvo XC90.

Figura 4 Bara de torsiune Volvo XC9014

Mașinile sport au, de obicei, bare de torsiune foarte rigide făcând posibilă deplasarea
cu viteze mai mari în curbe. La mașinile care circula pe teren accidentat, rigiditatea barelor
de torsiune este mult mai scăzută, unele modele ne având chiar deloc. La aceste modele
întregul efort este preluat de suspensii.15

2.2.4 Bucșele

Bucșa este un element simplu al sistemului de suspensie. O bucșă este alcătuită din
două tuburi de oțel coaxiale care sunt legate printr -un manșon de cauciuc.16
Cauciucul din compoziția bucșelor se uzează în timp . Din cauza uzurii, acesta își
pierde din eficiență. O cauză a uz urii premature a cauciucului din compoziția bucșei pot fi
scurgerile de ulei. Acestea pot apărea din cauza unor defecțiuni sau a neatenției c ând se
efectuează schimbul acestuia. Uleiul ajuns pe cauciuc îl înmoaie iar î n urma șocurilor și a
vibrațiilor acesta se uzează prematur.

12 https://dailydriven.ro/ce -este-bara-stabilizatoare -si-ce-face, accesat la 30.05.2019
13 https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ , accesat la 30.05.2019
14 Idem
15 Idem
16 https://autodim.ro/ce -rol-au-bucsele/ , accesat la 30.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

17
În figura următoare putem vedea o bucșă de la brațul inferior din partea din față, care
se regăsește pe autovehiculele JEEP CHEROKEE (XJ) 84 -01, respectiv GRAND
CHEROKEE ( ZJ) 93 -98.

Figura 5: Bucșă braț inferior față JEEP CHEROKEE (XJ) 84 -01 GRAND CHEROKEE (ZJ) 93 -9817

2.2.5 Articulații și prinderi

Principala funcție a le acestor ele mente este cea de a transmite forța de tracțiune între
vehicul și carosabil. De asemenea sunt responsabile și cu menținerea corectă a orientării
roților relativ la caroserie.18

2.3 Tipuri de suspensii

În funcție de tipul construcției, suspensiile pot fi împărțite î n două categorii: suspensii
cu punți rigide și suspensii independente . Diferența dintre aceste două sisteme constă în
posibilitatea mișcării independente a roților una față de alta de pe aceea și punte, fie că este
vorba despre puntea din față sau cea din s pate.19
La sistemele de suspensie cu punte rigidă, roțile opuse sunt fixate între ele printr -o
bara rigidă. Astfel, când distanța dintre roată și caroserie se modifică, pe partea opusă se va
modifica distanța la fel de mult, doar că în sens opus.20
Ca și av antaje a le sistemului de suspensie cu punte rigidă se enumeră costurile
scăzute și o durată mai mare. Un mare minus al acestui sistem este direcția imprecisă
împreună cu un contact imperfect între roata și drum.21
În figura următoare vedem o reprezentare simplă a sistemului de suspensii cu punte
rigidă.

17 Idem
18 https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) , accesat la 30.05.2019
19 https://www.scribd.com/doc/53098114/Monroe -Totul -Despre -Suspensii , accesat la 30.05.2019
20 Idem
21 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

18

Figura 6: Reprezentare a punții rigide22
La sistemele de suspensii independente, fixarea roților de șasiu se realizează printr –
un sistem articulat care permite urcarea și coborârea independentă a unei ro ți față de
cealaltă. Spre deosebire de sistemul cu punte rigidă, acesta asigură o stabilitate mult mai
ridicată, un confort mărit și un contact ferm între roți si carosabil. Ca și dezavantaje, putem
vorbi despre un cost mai ridicat și o soluție constructivă mult mai complexă.23
În figura de mai jos putem observa mișcarea independentă a unei roți față de cealaltă
la sistemul de suspensie independentă.

Figura 7: Suspensie independentă24

22 https://www.scribd.com/document/56396211/SISTEMUL -DE-SUSPENSIE , accesat la 30.05.2019
23 Idem
24 https://autoama.blogspot.com/2014/11/suspensia -automobilului.html , accesat la 30.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

19
În funcție de modul în care se comportă, putem clasifica suspensiile în mai multe
categorii: suspensii pasive , suspensii semi -active și suspensii active.25

2.3.1 Sisteme de suspensii pasive

Sistemele de suspensii pasive cuprind majoritatea sistemelor de suspensie
tradiționale. Caracteristica de bază ale acestor suspensii este că odat ă instalate pe
autovehicul, parametri săi (garda la sol și duritatea) nu pot fi controlați din exterior. Sistemele
de suspensie tradiționale sunt de asemenea și reactive. Prin reactive înțelegem că atunci
când o roată trece peste o denivelare, schimbarea p oziției acesteia obligă suspensia să se
comprime sau să se extindă ca răspuns.26
Acest sistem este capabil să reacționeze la încărcări inter ne, cum ar fi balansul lateral
și de a reduce efectele acestuia. Putem da ca exemplu de sistem de suspensie pasiv -reactiv
sistemul Kinetic RSF de la Tenneco.27
În figura de mai jos este reprezentat un s istem de suspensie pasiv -reactiv Kinetic
RSF. Acesta are o interconexiune pasivă ce avantajează împărțirea egală a încărcăturii între
roți simplificând astfel mulți dintre parametrii de design și soluțiile constructive.

Figura 8: Sistem pasiv -reactiv Kinetic RSF28

25 https://www.scribd.com/doc/53098114/Monroe -Totul -Despre -Suspensii , accesat la 30.05.2019
26 Idem
27 Idem
28 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

20
2.3.2 Sisteme de suspensii semi -active

Principalul avantaj al acestui tip de suspensie este faptul abilitatea de a -și schimba
constant coeficientul de amortizare, făcând amortizorul mai dur sau mai moale în funcție de
drumul pe care circulă autovehiculul.29

Figura 9: Vedere asupra unei suspensii Kineti c H2 echipată cu sistem semi -activ Continuously Controlled
Electronic Suspension30
Alte avant aje ale acestui sistem de suspensie sunt garda la sol reglabilă, posibilitatea
de a regla tăria suspensiei și dimensiuni simila re cu cele ale sistemelor tradiționa le. Toate
acestea stau în balanță cu un cost ridicat de producție.31

2.3.3 Sisteme de suspensii active

Sistemul de suspensie activă are capacitatea de a -și ajusta parametrii de funcționare
în mod continuu, în funcție de condițiile drumului pe care se cir culă. Acest sistem de
suspensie este controlat de un calculator care comandă către fiecare roată momentul în care
să se miște, cât de repede și în ce direcție .
Calculatorul de suspensii ia aceste decizii în urma citirii anumitor valori de la rețeaua
de sen zori aflata pe autovehicul . Acești senzori măsoară constant anumiți parametri cum ar
fi viteza, accelerația laterală, accelerația longitudinală și forțele de accel erare de pe fiecare
roată. În urma citirii acestor valori, calculatorul de suspensie ia deciz ii în privința obținerii
direcției ideale în situația respectivă.
Sistemul de suspensie activa despre care am discutat anterior se regăsește
implementat și pe vehiculul Audi A8 , așa cum se poate observa în figura următoare.

29 https://www.scribd.com/document/56396211/SISTEMUL -DE-SUSPENSIE , accesat la 30.05.2019
30 Idem
31 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

21

Figura 10: Suspensie activă Audi A832
Ținând cont de cele prezentate în acest capitol, putem spune că sistemul de
suspensie reprezintă unul dintre cele mai importante sisteme ale unui autovehicul. În
continuare ne vom axa pe studiul unui anumit tip de suspens ie, mai precis suspensia de tip
MacPherson.

32 https://www.audi.ro/stiri/actualitati/2503 -in-asteptarea -noului -audi-a8-suspensia -complet -activa , accesat la
30.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

22
3. SUSPENSIA DE TIP MACPHERSON

Deoarece în permanență se urmărește creșterea indicelui de siguranță, majoritatea
producătorilor de autovehiculelor de astăzi optează pentru o suspensie independentă pentru
puntea față. De asemenea, mai mult de jumătate din producători au început să înlocu iască
și putea semi -rigidă din spate cu una independentă. Cel mai cunoscut tip de suspensie
independentă se numește MacPherson purtându -i numele celui care a patentat acest
design, Earle Steele MacPherson .33
În componența acestei suspensii se regăsește o singură basculă în partea de jos iar
subansamblul amortizor -arc sunt montate în partea de sus, făcând legătură cu caroseria.
Principalul avantaj este faptul că este ușoară și că est e alcătuită din puține eleme nte.34

Figura 11: Schema suspensiei de tip MacPherson35

Suspensia Mac Pherson e ste un sistem de suspensie care folosește un piston
telescopic ca și pivot virant superior. Acest tip de suspensie este fo losită cel mai des pentru
axul față al mașinilor moderne dar și pe spate, în special la mașinile RWD (Rear Wheel
Drive) cum este BMW s au Mercedes -Benz. Pistonul folosește un sistem bifurcat sau o
legătură comprimată de o legătură secundară, generând un pun ct de montare inferior pentru

33 https://en.wikipedia.org/wiki/MacPh erson_strut , accesat la 31.05.2019
34 https://bit.ly/2Ipe8QR , accesat la 31.05.2019
35 Sameer Verma, Parvez Raza, Theoretical Analisys of MacPherson, Anul 2016, p. 17

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

23
axul roții. Partea de sus a butucului este fixată rigid în partea de jos sau partea exterioară a
pistonu lui. Linia de la montajul superior al pistonului până la articulația inferioară dă
înclinarea axului volanului.36
Pistonul MacPherson a necesitat introducerea construcției mono -corp pentru că
necesita mult spațiu vertical și o montare rigidă plus o distribuție specifică a șocurilor.
Pistonul va face corp comun cu arcul și amortizorul (suspensie tip Coilover). Arcul poate de
asemenea avea coloana de volanație inclusă în partea inferio ara. Setările generează mai
mult spațiu în compartimentul motor și oferă o metodă ușoară de a seta geometria
suspensiei.37

Figura 12: Elemente suspensie MacPherson38

Un alt beneficiu al acestui tip de suspensie constă în posibilitatea de a controla mai
precis roțile. Șocurile sunt și ele absorbite într -un procent mult mai mare față de suspensiile
de generație mai vechi, iar nivelul de confort este mult mai ridicat. La întâlnirea unui obstacol
cum ar fi capacele de canal , liniile de tramvai sau suprafețele denivelate, roata absoarbe
șocul dar în același timp menține și stabilitatea maximă pe direcție, indiferent că
autovehiculul se deplasează în linie dreaptă sau în curbă.39
La BMW Seria 7, amplasarea pe roți este realizată prin două subansambluri de
aluminiu și, de asemenea, legături de aluminiu. Pe axa frontală suspensia este de tip

36 https://ro.wikipedia.o rg/wiki/Suspensie_(vehicul) , accesat la 31.05.2019
37 https://ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspens ie-este-mai-buna/2358/ , accesat la 31.05.2019
38 Idem
39 https://graduo.ro/proiecte/transporturi/suspensia -mcpherson -272145#_=_ , accesat la 31.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

24
MacPherson iar în partea din spate, axa este de forma unui paralelogram. Pe roțile d in spat e
se poate opta pentru un sistem de suspensie pneumatică, pentru a menține independent
înălțimea mașinii.40

Figura 13: Suspensie față BMW Seria 741

De asemenea, se mai poate opta pentru sistemul EDC -K (Continuous Electronic
Dampe r Control). În loc de trei grade de rezistență, acest sistem are un reglaj continuu între
două puncte ajutând amortizorul să se comporte mai bine în funcție de condițiile de drum. În
timpul accelerației, sistemul EDC -K face susp ensia să devină mai rigidă.42

Figura 14: Suspensie spate BMW Seria 743

40 Idem
41 Idem
42 Idem
43 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

25
O altă opțiune pentru suspensie este un sistem anti ruliu care acționează pe ambele
axe. Acest sistem are la bază o bară stabilizatoare , tăiată la jumătate, cu un motor hidraulic
în mijl oc. Înainte de o accelerare laterală de pana la 0,3 °, motorul hidraulic sucește bara
până în punctul în care anulează înclinați a corpului.44
Primele versiuni ale suspensiilor de tip MacPherson aveau un braț secțional în formă
de cruce iar bara stabilizatoa re era bazată pe un braț longitudinal. Ulterior, în urma
îmbunătățirilor aduse acestui sistem, stabilizatorul a fost înlocuit c u un braț apoi ambele brațe
cu un triunghi. La roțile care nu sunt motorizate există versiuni ale suspensiei MacPherson
cu două b rațe secționale. Unul dintre ele se găsește în formă de cruce iar celălalt este oblic
sau longitudinal.45
Deși acest tip de su spensie este o alegere populară în rândul producătorilor de
autovehicule datorită simplității și costului redus de fabricare , ex istă și câteva dezavantaje:
➢ Analiza geometrică arată că nu permite mișcarea verticală, laterală sau ambele a roții
fără modificarea unghiului de cambrare.
➢ Manevrabilitatea nu este la fel de bună ca și la suspensia dublu -bifurcată sau
suspensia multi -link, din cauza libertății reduse în schimbarea unghiului de cambrare
sau a centrului de ruliu.
➢ Sunt necesare câteva mecanisme în plus pentru reducerea zgomotului deoarece
tinde să transmită zgomot și vibrație de la drum direct în șasiu. Acest lucru generează
nivele ridicate de zgomot și o senzație dură în comparație cu sistemele dublu –
bifurcate.46
Deoarece suspensia de tip MacPh erson reprezintă subiectul principal al prezentei
lucrări, în capitolul următor vom face o descriere generală a programului MSC Adams. A cest
program stând la baza părții practice ce va fi descrisă ulterior.

44 Idem
45 Idem
46 https://ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspensie -este-mai-buna/2358/ , accesat la 31.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

26
4. DESCRIEREA PROGRAMULUI DE MODELARE ȘI SIMULARE
MSC ADAMS

4.1 Istoric MSC Software

MSC Software, este o companie fondată în anul 1963, sub numele de MacNeal –
Schwendler Corporation. Această companie s -a specializat încă de la început în analiza
structurală și dezvoltarea de soft ware pentru simularea funcționalității sistemelor inginerești
complexe.47

Figura 15: Logo MSC Software48
Primul produs al companiei , SADSAM (Structural Analysis by Digital Simulation of
Analog Methods), a fost creat special pentru industria aerospațială, fiind utilizat de către
NASA. Printre principalii utilizatori ai soluțiilor CAE dezvoltate de către MSC Software se
regăsesc : Advanced Engineering Solutions, Alcan Aerospace, Alpha Star, Bentley Motors,
Boeing, Chrysler, DaimlerChry sler AG, Embraer, Ford Motor Co, General
Atomic Aeronautical Systems, General Dynamics / ElectricBoat, General Dynamics
Armaments and Technical Products, Gulfs tream Aerospace, Harley Davidson Motor Co,
Honda R&D Americas, Hyundai Motor Co, International Tr uck and Engine Corp, John
Deere, Lear Corp, Lockheed Martin, NASA Glenn Research Center, NASA Goddard, NASA
Johnson Space Center, NASA Langley, Northrop Grumma n, Pratt & Whitney, Sigmadyne
Inc., SNECMA, Tata, Toyota.49
În prezent, MSC Software are peste 1000 de angajați în peste 20 de țări. Portofoliul
MSC Software Corporation cuprinde programe esențiale pentru dezvoltarea și simularea de

47 https://www.ttonline.ro/revista/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation -lider-mondial -pe-piata –
solutiilor -software -de-simulare , accesat la 31.05.2019
48 https://www.mscsoftware.com/ , accesat la 31. 05.2019
49 https://www.ttonline.ro/revista/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation -lider-mondial -pe-piata –
solutiilor -software -de-simulare , accesat la 31.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

27
produse noi. Compania se poate mândri că majoritatea producătorilor de echipamente
originale (OEM) este un client -utilizator de programe MSC.50

4.2 ADAMS / CAR

ADAMS (Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems) este o aplicație de
simulare dinamică multiplă echipată cu mod ule numerice Fortran și C++, dezvoltată de MSC
Software. A devenit esențială la dezvoltarea virtuală a prototipurilor (VPD) prin reducerea
timpului de produs la costurile pieței și a dezvoltării produsului. Acest software rulează pe
sistemele de operare Mi crosoft Windows și Linux.51

Figura 16: Logo MSC Adams52

ADAMS / CAR este o unealtă foarte utilă la analiza performanței generale a unui
autovehicul. Majoritatea producătorilor de automobile folosesc această aplicație pentru a
modela fiecare manevră/dinamica a vehiculelor lor, înainte ca piesele să fie fabricate.
Aplicația poate fi folosită în două moduri diferite. Una dintre modalități constă în
abilitatea de a modela integral fiecare parte a autovehiculului. Acest lucru conduce la o
simular e foarte precisă a vehiculului și reprezintă, prin urmare, manipulare în lumea reală,
care poate fi așteptată dintr -un vehicul de producție. Cealaltă metodă este mai mult o analiză
comparativă pentru a investiga modul în care modificările de proiectare afectează
manipularea vehiculului.
Marii producătorii de autovehicule și subansamble încearcă adesea să înțeleagă
performanta reala a sistemului până la procesul de proiectare. Subsistemele mecanice,
electrice și alte sisteme sunt validate în fun cție de c erințele lor specifice în cadrul procesului
de inginerie a sistemelor, dar testarea și validarea completa a sistemelor au loc ulterior, ceea

50 Idem
51 https://en.wikipedia.org/wiki/MSC_ADAMS , accesat la 31.05.2019
52 https://www.mscsoftware.com/product/adams , accesat la 31.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

28
ce duce la modificări de proiectare și o munca suplimentara care în multe cazuri sunt mai
riscante și mai costisito are decât cele realizate din timp/inițial.
În capitolul care urmează vom modela și vom simula în aplicația ADAMS / CAR
sistemul de suspensie MacPherson de pe un Volkswagen Passat B6 (3C), care va fi supus
la anumite modific ări ale parametrilor de bază.

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

29
5. MODELAREA ȘI SIMULAREA SUSPENSIEI DE TIP
MACPHERSON FOLOSIND ADAMS CAR PENTRU
AUTOVEHICULUL VOLKSWAGEN PASSAT B6

Sistemul independent de suspensie de tip MacPherson. El este format dintr -un braț
de control (basculă) în partea de jos, iar pe amorti zor este montat arcul. Acestea din urmă
fac legătura cu caroseria fiind prinse într -o piesă numită flanșă cu rulment .
S-a simulat ansamblul din față pe autovehiculului Volkswagen Passat B6 Variant,
format din sistemul de suspensie (bascule, amortizoare, ar curi și fuzeta), sistemul de direcție
(volan, coloană volan, casetă de direcție) și roțile.

Figura 17: Ansamblul suspensie si directie53
S-au identificat următoarele date pentru autoturismul Volkswagen Passat B6 Variant:
➢ Masa aut ovehiculului gol: m a= 1445 [Kg]
➢ Masa autovehiculului plin: m a= 2080 [Kg]
➢ Lungimea: L= 4774 [mm]
➢ Lățimea: l=1820 [mm]
➢ Înălțimea: î= 1517 [mm]
➢ Ampatamentul: A= 2709 [mm]

53 Adams Car 20 17

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

30
➢ Ecartament față: E f = 1552 [mm]

Vom alege ca încercările se efectueze pe autovehiculul gol, astfel încât se vor
alege parametrii centrului de masă din tabelul 1.

După alegerea parametrilor centrului de masă se calculează coordonatele centrului
de masă ,,a” si ,,b”:

a/L= 0.50 [ -] → a= 0.50×𝐴= 0.50×2709 = 135 4,5 [mm] → a= 1354,5 [mm]
hg/L= 0.16 [ -] → b= 𝐴−𝑎= 2709 −1354 ,5 = 1354,5 [mm] → b= 1354,5 [mm]

Figura 18: Coordonatele centrului de masă54

54 DINAMICA AUTOVEHICULELOR Îndrumar de proiectare, Stefan Tabacu, Ion Tabacu ,Tiberiu Macarie
,Elena Neagu ,editura UniversitatiI din Pitesti 2004
Tabelul 1: Valori medii pentru parametrii centrului de masă al autovehiculului
Parametrul Starea Tipul autovehiculului
Autoturism
Gol 0,45 – 0,54
a/L Incarcat 0,49 – 0.55

hg/L Gol 0,16 – 0,26
Incarcat 0,165 – 0,26

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

31
a. Calculul razei nominale si a rigidității pneului

S-au utilizat trei tipuri de pneuri pentru efectuarea a trei simul ări:

i. Primul caz: 215/55 R16 97H

Cunoscând lățimea anvelopei vom determina înălțimea profilului anvelopei H, care se
Poate determina din expresia raportului nominal de aspect:

H = 55
100×𝐵= 55
100×215= 118,25 [mm]

Diametrul interior al anvelopei „d” se va calcula cu formula:

d = 16×25.4= 406.4 [mm]

Astfel putem determina diametrul exterior (nominal) al anvelopei notat cu „D” care se
va calcula cu următoarea formula:

D = 𝑑+2×𝐻= 406 .4+118 ,25×2= 642,9 [mm]

Raza nominală este o componenta de care avem nevoie pentru efectuarea
simulărilor , aceasta se notează cu R n și se calculează cu expresia:

R16 = 𝐷
2 = 642 ,9
2 = 321,45 [mm]

Calculul rigidității pneului 205/50 R16 91W s -a realizat cu ajutorul unui calculator
specific de pe site -ul: http://bndt echsource.ucoz.com .
Astfel pentru acest tip de pneu valoarea rigidității este Rig pneu= 267,72 [N/mm].

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

32
ii. Al doilea caz: 205/50 R17 89W

Cunoscând lățimea anvelopei vom determina înălțimea profilului anvelopei H, care se
poate
determina din expresia raportului nominal de aspect:

H = 50
100×𝐵= 50
100×205= 102,5 [mm]
Diametrul interior al anvelopei „d” se va calcula cu formula:

d = 17×25.4= 431,8 [mm]

Astfel putem determina diametrul exterior (nominal) al anvelopei notat cu „D” care se
va calcula cu următoarea formula:

D = 𝑑+2×𝐻= 431 ,8+102 ,5×2= 636,8 [mm]

Raza nominală este o componenta de care avem nevoie pentru efectuarea
simulă rilor, aceasta se notează cu R n și se calculează cu expresia:

R16 = 𝐷
2 = 636 ,8
2 = 318,4 [mm]

Calculul rigidității pneului 205/50 R16 91W s -a realizat cu ajutorul unui calculator
specific de pe site -ul: http://bndtechsource.ucoz.com .
Astfel pentru acest tip de pneu valoarea rigidității este Rig pneu= 355 [N/mm].

iii. Al treilea caz: 235/45 R18 98Y

Cunoscând lățimea anvelopei vom determina înălțimea profilului anvelopei H, care se
poate
determina din expres ia raportului nominal de aspect:

H = 45
100×𝐵= 45
100×235= 105,75 [mm]

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

33
Diametrul interior al anvelopei „d” se va calcula cu formula:

d = 18×25.4= 441 [mm]

Astfel putem determina diametrul exterior (nominal) al anvelopei notat cu „D” care se
va ca lcula cu următoarea formula:

D = 𝑑+2×𝐻= 441 +105 ,75×2= 652,5 [mm]

Raza nominală este o componenta de care avem nevoie pentru efectuarea
simulărilor , aceasta se no tează cu R n și se calculează cu expresia:

R16 = 𝐷
2 = 652 ,5
2 = 326,25 [mm]

Calculul rigidității pneului 205/50 R16 91W s -a realizat cu ajutorul unui calculator
specific de pe site -ul: http://bndtechsource.ucoz.com .
Astfel pentru acest tip de pneu valoarea rigidității este Rig pneu= 285,37 [N/mm].

b. Efectuarea unei analize cu deplasarea paralelă a roților

Vom efectua o analiză a deplasării roților în același sens, pe ansamblul suspensiei și
al direcției iar apoi vom vizualiza rezultatele, după cum se explică în secțiunile următoare:
➢ Definire a parametrilor vehiculului
➢ Efectuarea analizei
➢ Animarea rezultatelor
➢ Reprezentarea grafică a rezultatelor

i. Definirea parametrilor vehiculului

Înainte de efectuarea unei analize de suspensie, trebuie să specificăm mai mulți
parametri ai vehiculului pe care intenționăm să utilizăm subansamblul de suspensie și de
direcție. Acești parametri includ ampatamentul și masa mașinii, indiferen t dacă suspensia
este sau nu tracțiune față sau spate, și raportul de frânare.

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

34
Pentru această analiză, s -a introdus parametrii pentru a indica tracțiunea pe puntea
față și un raport de frânare de 55% pe puntea față și 45% pe puntea spate.
Pentru a defini p arametrii vehiculului , alegem din meniu opțiunea Simulate , iar apoi
Suspension Analysis , urmând a selecta Set Suspension Param eteres. Pașii urmați se pot
observa în figura de mai jos.

Figura 19: Definirea parametrilor vehiculului55

Pregătirea analizei se realizează parcurgând pașii următori :

➢ Denumirea ansamblului de suspensie: ansamblu_mcph
➢ Modelul an velopei: definit de utilizator
➢ Raza nominala a anvelopei: 321,45 [mm]
➢ Masa roții: 10 [Kg]
➢ Masa totală: 1445 [Kg]
➢ Înălțimea CG (centrului de greutate): 43 3,44 [mm]
➢ Ampatament: 270 9 [mm]
➢ Raport de distribuție a tracțiunii: 0. Deoarece toate forțele motrice s unt
aplicate la roțile punții față.
➢ Raport de frânare: 55 [%]. Valoarea raportului frânare indică procentajul de
forță de frânare aplicat frânelor frontale

55 Adams Car 2017

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

35
În figura de mai jos se pot observa valorile inserate pentru pregătirea analizei pentru
ansamblul ansamblu_mcph.

Figura 20: Pregătirea analizei56

ii. Efectuarea analizei

După ce am definit parametrii autovehiculului, vom efectua analiza de deplasare a
roților cu deplasare paralelă. În timpul analizei, dispozitivul de testare apli că forțele,
deplasările sau ambele, la ansamblu, așa cum este definit într -un fișier de presetări
(loadcase file ). Pentru această analiză, Adams Car generează un fișier temporar de presetări
bazat pe intrările care sunt specificate.
Această analiză de dep lasare a roților paralele, se realizează prin deplasarea centrele
roților/centrul petei de contact de la -200 mm la +200 mm față de poziția lor inițială , ținând în
același timp fixă coloana de direcție. În timpul mișcării roților, Adams Car calculează

56 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

36
nume roase caracteristici ale suspensiei, cum ar fi unghiul de convergență și de cădere și
înălțimea centrului de greutate a suspensiei.
Pentru a efectuarea analizei:
➢ Din meniu alegem Simulate , apoi selectăm Suspension Analysis , iar apoi
selectăm Parallel Wheel Travel.

Figura 21: Efectuarea analizei57
Stabilim analiza după cum urmează:
➢ Denumirea ansamblului de suspensie: ansamblu_mcph
➢ Prefixul de ieșire: linia de bază (baseline)
➢ Numărul de pași: 30
➢ Modul de simulare: interactiv
➢ Obstacol deplasare pozitivă: 150
➢ Obstacol deplasare negativă: – 150
➢ Deplasare în raport cu: Centrul roților (sau Pata de contact)
➢ Direcție: Unghi

57 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

37

Figura 22: Stabilirea analizei cu deplasarea în raport cu centrul roții58

iii. Animarea rezulta telor

În această secțiune, se poate observa animat modul de aplicare a forțelor si a
deplasărilor. Adams Car animă mișcarea analizei suspensiilor. Se poate observa cum
suspensia se mișcă în jos și în sus.

Figura 23: Animarea re zultatelor

58 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

38
iv. Reprezentări grafice

În această secțiune, se vor cerea mai multe grafice din rezultatele analizei de
deplasare a roților în același sens . Într-un fișier de configurare a graficului, s -au furnizat toate
informațiile pe care Adams Car trebuie să le folosească.
Acest fișier de configurare a graficelor nu numai că specifică graficele pe care Adams
Car ar trebui să le creeze, ci și modul în care ar trebui să arate graficele, inclusiv unitățile pe
axa or izontală și verticală, inclusiv culorile acesto ra. Stocarea informațiilor de reprezentare
grafică într -un fișierul de configurare a graficului va permite să se regăsească rapid graficele
dorite.
Pentru a compila rezultatele parcurgem următoarele etape :
➢ Apăsăm tasta F8 sau se lansează Adams / PostProces sor;
➢ Din meniul Plot, selectăm Create plot ;

Figura 24: Selectarea graficului59
Introducem următoarele specificații:
➢ Plot Configuration File:
mdids://shared_car_database/plot_configs.tbl/mdi_suspension_short.plt
➢ Plot Title: Basel ine Parallel Travel Analysis – test_20_WC_parallel_travel

59 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

39

Figura 25: Crearea graficelor60
➢ Selectăm OK, astfel Adams Car generează graficele. Putem parcurge
graficele din bara principală de instrumente.

Figura 26: Bara principală de instrumente pentru vizualizarea graficelor61

c. Analiza coloanei de direcție

Analiza coloanei de direcție presupune determinarea momentelor necesare a fi
aplicate la volan de către conducătorul auto.
Efectuarea unei analize de bază implică următoarele:
➢ Definirea unui fișier de presetare
➢ Efectuarea analizei
➢ Animarea rezultatelor
➢ Reprezentarea grafică a rezult atelor

i. Definirea unui fișier de presetare

Înainte de a putea rula analiza, trebuie să se creeze un fișier de presetări pe ntru
analiza. În fișierul de valori, se vor specifica forțele inegale de frânare pentru a simula

60 Idem
61 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

40
frânarea pe o suprafață cu alunecare diferită a roților punții față și unghiurile sistemului de
direcție
Pentru a calcula forțele de frânare inegale, presupune m că autovehiculul frânează cu
o decelerație de 0.5 g, având o distribuție a forțelor de frânare de 65% – puntea față, 35% –
puntea spate, masa autovehiculului de 1445 kg. Forța de frânare a punții față este împărțită
55% – roată stânga și 45% – roată dreapta. Pe baza acestor ipoteze, forța totală de frânare
față este:
➢ Forța totală de frânare:
FT frân= 𝑚𝑎×0.5×𝑔×0.55%=1445 ×0.5×9.81×0.55=3898 [N]
➢ Forța de frânare 55% stâng:
Fs frânare = 0.55×𝐹𝑡 𝑓𝑟â𝑛=0.55×3898 = 2144 [N]
➢ Forța de frânare 45% drep t:
Fd frânare = 𝐹𝑇 𝑓𝑟â𝑛𝑎𝑟𝑒 −𝐹𝑠 𝑓𝑟â𝑛𝑎𝑟𝑒=3463 −2003 = 1754 [N]
Pentru a defini un fișier de presetare trebuie să realizăm următorii pași:
➢ Din meniul Simulate , vom selecta Suspension Analysis , apoi Create Loadcase.
➢ Se va completa fereastr a de dialog după cum se prezintă în figura de mai jos, apoi
se va selecta OK.

Figura 27: Definirea unui fișier de presetare62

62 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

41
În crearea fișierului de presetare, Adams Car preia parametrii care au fost introduși
și generează v ariația unghiul de rotire a volanului de la -180 la 180 în 30 pași, în timp ce
forțele de frânare sunt constante și aplicate inegal.

ii. Efectuarea analizei

Se va utiliza fișierul de presetare pe care tocmai l -am creat pentru a efectua o analiză
care de termină comportamentul ansamblului de suspensie și ale ansamblului de direcție în
condițiile de frânare constantă cu forțe diferite pe ro ți.
Pentru a efectua analiza:
➢ Din meniul Simulate , se va indica spre Suspension Analysis , apoi se
selectează ExternalFi les.
➢

Figura 28: Selectarea fișierelor externe63

Se va stabili simularea după cum urmează:
➢ Ansamblul de suspensie: dma_macpherson
➢ Prefixul de ieșire: baseline (linia de bază)
➢ Modul de simulare: interactiv
➢ Fișierul cu presetările:
mdids://acar_shared/loadcases.tbl/brake_pull.lcf
➢ Se va bifa opțiunea Load Analysis Results , după care se apasă tasta
OK.

63 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

42

Figura 29: Efectuarea analizei a ansamblului de suspensie64

iii. Animarea rezultatelor

În această secțiune, se poate vedea o animație a analizei efectuată de Adams Car.
Adams Car simulează mișcarea de rotire a subsistemului de direcție. Ar trebui să se vadă
cum se rotesc roțile atunci când se rotește volanul, iar centrele roților vor rămâne fixe.

Figura 30: Simulare mișcare de rotire a subsistemului de direcție65

64 Idem
65 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

43
iv. Reprezentarea grafică a rezultatelor

Cu rezultatele obținute se vor trasa 2 grafice și anume reprezentarea grafică a
Steering Wheel Torque (momentul la coloana de direcție) versus Steering Wheel Angle
(unghiul de rotire a coloanei de direcție -volanului).și reprezentarea grafică a Scrub Radius
(deport) versus Steering Wheel Angle (unghiul de rotire a coloanei de direcție -volan).

Reprezentare a grafică a Steering Wheel Torque (momentul la coloana de
direcție) versus Steering Wheel Angle (unghiul de rotire a coloanei de direcție –
volanului)
Se va crea graficul Steering Wheel Torque versus Steering Wheel Angle. Pentru a
configura graficul se vor e fectua următorii pași:

➢ Apăsăm tas ta F8 sau se va lansa Adams / PostProcessor.
➢ Din treeview (arbore), dublu clic pe page_1.
➢ Se va selecta plot_1 .
➢ În editorul de proprietăți, se va deselecta Auto Title și Auto Subtitle .
➢ În caseta text Title, se va introduce textul Brake Pull Analysis .
➢ În ca seta de text Subtitle , se va introduce textul Steering Wheel Torque vs
Steering Wheel Angle.
➢ Clic dreapta in zona Treeview -ul, se va indica spre Type Filter , apoi Plotting ,
iar ulterior se va selecta Axes .
➢ Din treeview , dublu clic pe plot_1, apoi se va se lecta haxis .
➢ În editorul de proprietăți, se va selecta Labels tab .
➢ În caseta de text Label , se va introduce Steering Wheel Angle [°].
➢ Din treeview , se va selecta vaxis .
➢ În caseta de text Label , se va introduce Steering Wheel Torque [Nmm].

Pentru a crea g raficul:
➢ Se verifică dacă sursa ( source) este setată la cerințe ( requests) . Adams Car
afișează automat informațiile despre date.
➢ Din lista Simulation , se va selecta baseline_brake_pull .
➢ Din dreapta tabloului de bord,se va seta Independent Axis to data.
➢ Din lista Filter , se va selecta – definit de utilizator ( user defined).
➢ Din lista Request , se va selecta steering_displacements .
➢ Din lista Component , se va selecta angle_front .
➢ La final se apasă OK.

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

44

Figura 31: Listele necesare pe ntru crearea plotului Steering Wheel Angle66
➢ Din lista Filter , se va selecta user defined.
➢ Din lista Request , se va extinde platforma de testare, adică acel test_rig și apoi
se va selecta steering_wheel_input.
➢ Din lista Components , se va selecta steering_wh eel_input_torque .
➢ La final se vor adăuga curbele, selectând Add Curves.

Figura 32: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Torque67
Adams va lua datele solicitate și va genera automat curbele, după cum sunt
prezentate în continuare:

66 Idem
67 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

45
Cazul I – încercarea la un unghi de cădere negativ la un unghi de 0, 1 .5, 3 [°]:

Figura 33: Cazul I – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de direcție -volanului68
Cazul II – încercarea la un unghi de cădere negativ la un unghi de 0, 1 .5, 3 [°]:

Figura 34: Cazul II – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de direcție -volanului69

68 Idem
69 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

46
Cazul III – încercarea la un unghi de cădere neg ativ la un unghi de 0, 1 .5, 3 [°]:

Figura 35: Cazul III – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a l coloanei de direcție -volanului70

Diagrama arată cuplul pe care standul virtual (Adams Car) îl aplică volanului pen tru a
ține roata în poziție fixă. Cuplul este negativ, ceea ce înseamnă că standul virtual aplică un
cuplu în sensul acelor de ceasornic pentru a contracara forța inegală de frânare care trage
roata în sens invers acelor de ceasornic, ca și cum ar face o î ntoarcere la stânga.

Reprezentare a grafică a Scrub Radius (deport) versus Steering Wheel Angle
(unghiul de rotire a coloanei de direcție -volan)

În această secțiune, vom crea un grafic al deportului față de unghiul de rotire a
volanului . După, se pot modi fica numărul de diviziuni pe axa verticală și orizontală, astfel
încât acestea să acopere un interval cât mai mare și să definească limitele minime și maxime
care trebuie afișate pe axa verticală.
Configurarea graficului se realizează astfel:
➢ Din bara prin cipală de instrumente, se va selecta instrumentul New Page .
➢ În treeview (arbore), dublu clic pe page_2.
➢ Se va selecta plot_2 .

70 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

47
➢ Se va verifica ca Auto Title și Auto Subtitle să nu fie selectate.
➢ În caseta text Title, se va introduce textul Brake Pull Analysi s.
➢ În caseta de text Subtitle , se va introduce textul Scrub Radius vs Steering
Wheel Angle.
➢ Dublu clic dreapta în zona treeview -ului (arborelui), se va indica spre Filter , iar
apoi Plotting și se va selecta Axes .
➢ Dublu clic pe plot_2 pentru a îl extinde, astfel încât numele axelor să fie vizibile.
➢ Din treeview (arbore), se va selecta haxis .
➢ În editorul de proprietăți, se va selecta Labels (etichete).
➢ În caseta de text Label , se va introduce Steering Wheel Angle [°]
➢ Din treeview (arbore), se va selecta vaxis.
➢ În caseta text Label , se va introduce Scrub Radius [mm].

Reprezentările grafice se realizează urmând pașii:
➢ Se verifică dacă sursa ( source) este setată la cerințe ( requests) .
➢ Din lista Simulation , se va selecta baseline_brake_pull .
➢ Din lista Filter , se va selecta user defined ( definit de utilizator).
➢ Din lista Request , se va extinde platforma de testare, adică acel test_rig și apoi
se va selecta scrub_radius.
➢ Din lista Components , se va selecta opțiunile left (stânga) și right (dreapta).
➢ La final se vo r adăuga curbele, selectând Add Curves.

Figura 36: Listele necesare pentru crearea plotului Scrub Radius71

Adams va prelua datele solicitate și va genera automat curbele, după cum se poate
observa:

71 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

48

Figura 37: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un unghi de cadere
de 0 [°]72

72 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

49

Figura 38: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un unghi de cadere
de 1,5 [°]73

Figura 39: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un unghi de cadere
de 3 [°]74

Din valorile obtinuțe în reprezentările grafice indicate mai sus referitor la momentul
necesar me nținerii virajului rezultă că și momentul aplicat scade odată cu creșterea unghiului
de cădere . Asta înseamnă ca odată cu creșterea diportului scade si efortul depus de către
conducătorul auto, sporindu -se astfel confortul la conducerea acestuia.

73 Idem
74 Idem

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

50
CONCLUZ II

Industria automotive este una dintre cele mai importante industrii și este în continuă
dezvoltare, deoarece zilnic tehnologiile, echip amentele și programele folosite în construcția
autovehiculelor rutiere sunt îmbun ătățite și perfecționate pentru a of eri siguranță și confort
conducătorului și pasagerilor unui autovehicul.
În prezenta lucrare am studiat sistemul de suspensie, punând accentul pe
suspensia de tip MacPherson. Am pornit de la ceea ce înseamnă termenul propriu -zis,
alcătuire, caracteristici , funcționare și până la rolurile importante pe care sistemul de
suspen sie le are în cadrul unui autovehicul. Termenul „suspensi e” este utilizat pentru a
descrie ansamblul pieselor care conectează roțile la șasiu sau la caroseria autoportantă.
După cum a m putut observa în capitolul II, sistemele de suspensie prezintă funcții importante
în atenuarea șocurilor de pe carosabilele ne regulate, astfel asigu rându-se într -o anumită
măsură deplasarea sigură și plăcută a pasagerilor. Totodată, atenuându -se șocurile se evită
uzura excesivă și prematură a pieselor mecanice. O altă funcție importantă se referă la
asigurarea contactului în mod permanent al pneurilor cu solul. În acest mod este oferită o
aderență corespunzătoare cu carosabilul și o funcționare corectă a sistemului de direcție al
autovehiculului, dar nu în ultimul rând siguranța călătoriei.
După cum am menționat anterior, suspens ia de tip MacPherson reprezintă principalul
subiect de studiu din această lucrare. Aceasta este o suspensie independentă, lucru ce
reprezintă un avantaj, deoarece în industria automotive se pune în permanență accentul pe
creșterea indicelui de siguranță, i ar suspensiile independente reprezintă un punct forte în
ceea ce privește siguranța unui autovehicul. Un alt avantaj este faptu l că aceasta
componentă este ușoară și este alcătuită din puține elemente.
Prin intermediul programului ADAMS CAR am modelat si simulat suspensia
MacPherson, studiind trei cazuri pentru diferite dimensiuni ale pneurilor. Astfel, am realizat
simulările, f inaliz ându-le prin reprezentare grafică a valorilor calculate.
Conform reprezentărilor grafice rezultate în urma simulări lor, am confirmat ceea ce
am descris în capitolele teoretice ale prezentei lucrări, mai precis importanța și avantajele
suspensiei de tip MacPherson în componența unui autovehicul.

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

51
BIBLIOGRAFIE

Tabacu, S, Tabacu, I, Macarie, T, Neagu, E, 2004, DINAMICA AUTOVEHICULELOR
Îndrumar de proiectare , Pitești
Verma, S, Raza, P, 2016, Theoretical Analisys of MacPherson
https://www.academi a.edu/27711304/Industria_auto_un_domeniu_economic_cu_o_dezvol
tare_rapidă_în_Regiunea_Centru , accesat la 29.05.2019
http://ecoprofit.ro/incalzirea -globala -cauze -efecte/ , accesat la 29.05.2 019
https://www.dcautorom.ro/sistemul -de-suspensie , accesat la 29.05.201 9
http://www.asamromania.ro/ro/product/30046 -ARC -SUSPENSIE -FATA , accesat la
29.05.2019
https://ro.wikipedia.org/wiki/Amorti zor, accesat la 29.05.2019
https://dailydriven.ro/ce -este-amortizorul -si-care-este-rolul-lui, accesat la 29.05.2019
https://ro.wikipedia.org/wiki/Legea_conserv%C4%83rii_energiei , accesat la 29.05.2019
https://dailydriven.ro/ce -este-bara-stabilizatoare -si-ce-face, accesat l a 30.05.2019
https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ , accesat la 30.05.2019
https://autodim.ro/ce -rol-au-bucsele/ , accesat la 30.05. 2019
https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) , accesat la 30.05.2019
https://www.scribd.com/doc/5309 8114/Monroe -Totul -Despre -Suspensii , accesat la
30.05.2019
https://www.scribd.com/document/56396211/SISTEMUL -DE-SUSPENSIE , accesat la
30.05.2019
https://aut oama.blogspot.com/2014/11/suspensia -automobilului.html , accesat la 30.05.2019
https ://www.audi.ro/stiri/actualitati/2503 -in-asteptarea -noului -audi-a8-suspensia -complet –
activa , accesat la 30.05.2019
https://en.wikipedia.org/wiki/MacPherson_strut , accesat la 31.05.2019

LUCRARE DE LICENȚĂ
________________________________________________________________________

52
https://bit.ly/2Ipe8QR , accesat la 31.05.2019
https://ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspensie -este-mai-buna/2358/ , accesat la 31.05.2019
https://graduo.ro/proiecte/transporturi/suspensia -mcpherson -2721 45#_=_ , accesat la
31.05.2019
https://www.ttonline.ro/revista/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corpo ration -lider-
mondial -pe-piata -solutiilor -software -de-simulare , accesat la 31.05.2019
https://www.mscsoftware.com/ , accesat la 31.05.2019
https://en.wikiped ia.org/wiki/MSC_ADAMS , accesat la 31.05.2019
https://www.m scsoftware.com/product/adams , accesat la 31.05.2019
MSC Adams Car 2

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
COLECTIVUL _______________________________
Examen de diplomă și de licență Referent 1.
An______ Specializarea
Sesiunea iunie 2016 Referent 2.

Absolvent _______________________Conducător __________________________
Denumirea lucrării de diplomă___________________________________________
__________________________________ __________________________________
____________________________________________________________________

R E F E R A T
ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ / DISERTAȚIE
Date gen erale, oportunitatea și actualitatea temei de diplomă:__________________
__________ ______________________________________________________________
________________________________________________________________
Aprecieri asupra conținutului tehnico – științific al lucrării, nr. pagini:____________
________________________________________ ____________________________
____________________________________________________________________
Aprecieri asupra parții desenate __________________________________________
____________________________________________________________________
Utilizarea c alculatorului, programe de calcul _______________________________
________________________________________________________________ ____
Contribuții originale ___________________________________________________
______________________________________________ __________________________
________________________________________________________________________
_________________________________ ___________________________
Propuneri, completări, modificări, reduceri, etc.______________________________
________________ ____________________________________________________
Concluzii:____________________________________________________________
_______ _____________________________________________________________
(se poate continua pe verso) Semnătura referenților,

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA
FACULTATEA DE MECANICĂ
COLECTIVUL ______________________________ Sesiunea iunie2016

Media anuală Nota conduc ătorului

REFERAT
ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ

ABSOLVENT ______________________ CONDUCĂTOR ________________________
Tema lucrării de diplomă / disertație ____________________________________________
_______________________________________________________________ _________________
A. Date generale
Structura proiectului
 obișnuită  de cercetare  de execuție

2. Conținutul proiectului Nr. de pagini
 bun  foarte bun  cu elemente de originalitate
 cu erori de calcul  cu erori de algoritm

3. Utilizarea calculatorului
Programe de biblioteca sau programe speciale de calcul sau simulare.
 nr. Programe soft profesional  nr programe speciale (realizate in cate dra)
 nr programe realizate de candidat

4. APRECIEREA PARȚILOR POZITIVE ȘI NEGATIVE (se continua pe verso)

Semnatura conducătorului,

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A LUCRĂRII DE
FINALIZARE A STUDIILOR 

Subsemnatul
,
legitimat cu seria nr. ,
CNP
autorul lucrării

elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de
organizat de către Facultatea
din cadrul
Universității “Politehnica” din Timișoara, sesiunea a anului
universitar , luând în considerare conținutul art. 39 din RODPI
– UPT, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale,
nu conține porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost folosite cu r espectarea legislației
române și a convențiilor internaționale priv ind drepturile de autor.

Timișoara,

Data Semnătura

 Declarația se completează „de mână” și se inserează în lucrarea de finalizare a studiilor, la sfârșitul acesteia, ca parte integrantă.