SPECIALIZAREA: AUTOVEHICULE RUTIERE LUCRARE DE LICENȚĂ STUDIUL SUSPENSIEI DE TIP MAC PHERSON PRIN SIMULARE NUMERICĂ ADAMS CAR Coordonator de proiect:… [606467]

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

LUCRARE DE LICENȚĂ

STUDIUL SUSPENSIEI DE TIP MAC PHERSON
PRIN SIMULARE NUMERICĂ ADAMS CAR

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

Absolvent: [anonimizat] – Lucian

TIMI ȘOARA
2020

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 p roblemei pe plan national și international,
• Obiectivele proiectului,
• Soluția propusă,
• Analize și strategii de dezvoltarea soluțiilor propuse,
• Elaborarea documentațiilor specifice,
• Bibliografie,
• Decla rația de rezolvare integrală și personală a proiectului.
2. Partea 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 desfășurare a programului de documentare/practică:
D. Îndrumătorul de proiect: -cadru didactic:
o de la unitate de documentare:
E. Data pentru predarea proiectului:

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

CUPRINS

1 MOTIVUL ȘI SCOPUL LUCRĂRII ……………………………………………… ……………………10
2 GENERALITĂȚI PRIVIND SUSPENSIA AUTOVEHICULELOR …………………………..11
2.1 Definiții și generalități ………………………………………………. ………………………….11
2.2 Rolurile componentelor s uspensiei ………………………………………………………12
2.2.1 Arcul ……………………………………………………………………………………………… …13
2.2.2 Amortizorul ………………………………… …………………………………………………….13
2.2.3 Bara stabiliztoare ………………………………………………………………………………15
2.2.4 Bucșele …………………………………………………………………………………………….16
2.2.5 Articulații și prinderi ………………………………………………………………………….17
2.3 Tipuri de sus pensii …………………………………………………………………………………….17
2.3.1 Suspensii passive ……………………………………………………………………………..18
2.3.2 Suspensii semi -active …….. …………. ……………………………………………………..19
2.3.3 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 MACPHERSON PENTRU
AUTOVEHICULULUI VOLKSWAGEN TOURAN FOLOSIND PROGRAMUL ADAMS
CAR ……………………………………………. ………………………………………………………………….29
CONCLUZII …………………………………………………………………………………………………….. 51
BIBLIOGRAFIE ………………………………. ……………………………………………………………….52

Lista acronimelor folosite

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

Lista figurilor

Figura 1: Subansamblul suspensiei MacPherson
Figura 2: Arc elicoida l Volkswagen Touran
Figura 3: Amortizor suspensie față Volksvagen Touran
Figura 4: Sistem amortizat versus sistem neamortizat
Figura 5: Bară antiruliu la Volvo XC90
Figura 6: Bucșă plină basculă Volkswagen Golf 4
Figura 7: Suspensia rigidă și suspensia independentă
Figura 8: Suspensie pasivă, punte față autoturism
Figura 9: Vedere asupra unei suspensii Kinetic H2 echipată cu sistem semi -activ
Figura 10: Suspensie activă predictivă Audi A8
Figura 11: Suspensia MacPherson
Figura 12: Ansamblu arc -amortizor suspensie MacPherson
Figura 13: Suspensie punte față BMW Seria 7
Figura 14: Suspensie punte spate BMW Seria 7
Figura 15: Logo MSC S oftware
Figura 16: Logo MSC ADAMS
Figura 17: Ansamblu suspensie -direcție
Figura 18: Coordonatele centrului de masă
Figura 19: Setarea parametrilor vehiculului
Figura 20: Inserarea parametrilor pentru analiză
Figura 21: Efectuarea analizei
Figura 22: Setare a analizei cu deplasarea în raport cu centrul roților
Figura 23: Rezultatul animat

Figura 24: Selectarea graficului
Figura 25: Generarea graficelor
Figura 26: Bara principală de instrumente
Figura 27: Modificarea unghiului de convergență
Figura 28: Modific area unghiului de cădere
Figura 29: Definirea fișierului de presetare
Figura 30: Selectare fișiere externe
Figura 31: Efectuarea analizei
Figura 32 : Simularea mișcării de rotire a direcției
Figura 33: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Angle
Figura 34: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Torque
Figura 35: Cazul I – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul d e rotire a coloanei de
direcție -volanului
Figura 36: Cazul II – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a coloanei de
direcție -volanului
Figura 37: Cazul III – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a coloanei de
direcție -volan ului
Figura 38 1: Listele necesare pentru crearea plotului Scrub Radius
Figura 39: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand
un unghi de cadere de 2 [°]
Figura 40: Reprezentarea grafică a Deportului v ersus Unghiul de rotire volanului avand
un ungh i de cadere de 3 [°]
Figura 41: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand
un unghi de cadere de 3.5 [°]

10
1. MOTIVUL ȘI SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea aceasta se bazează pe studiul sistemelor de suspensii, în special pe
suspensiile de tip MacPherson.
Sistemul de suspensie este unul dintre cele mai importante subansamble ale
autovehiculelor, având rol în siguranța, stabilitatea, confortul și manevrabilitatea
acestora. Având rol foarte important, sistemul de suspensie este unul dintre principalele
puncte de interes pentru studiul și dezvoltarea în îndustria constructoare de
autovehicule.
Această lucrare este împărțită în cinci capitole, sinteza acestora fiind prezentată
după cum urmeaz ă.
Primul capitol, Motivul și scopul lucrării, reprezintă o scurtă introducere și sinteză
a capitolelor.
În capitolul al doilea, Generalități privind suspensia autovehiculelor, voi prezenta
o serie de generalități și definiții ale sistemelor de suspensie. Acest capitol cuprinde
rolul fiecărui element care intră în alcătuirea sistemului de suspensi e ( arc, amortizor,
bară stabilizatoare, bucșe, articulații și prinderi ) și o scurtă clasificare a tipurilor de
suspensii.
Capitolul al treilea reprezintă siste mul de suspensie MacPherson, acesta f iind
unul dintre cele mai reprezentative sisteme de suspensii independente. Suspensia de
tip MacPherson este utilizată în cele mai multe cazuri pentru puntea față a
autovehiculelor din zilele noastre dar și pe puntea sp ate, adesea la autovehiculele cu
propulsie. Printre principalele avantaje ale acestui sistem de suspensie se numără
costul de producție redus și gradul de siguranță ridicat, în comparațe cu generațile
anterioare.
Capitolul al patrulea, Descrierea programul ui de modelare și simulare MSC
Adams, aduce inf ormații despre programul MSC Adams. ADAMS/CAR este un program
folosit pentru analiza performanțelor generale ale unui autovehicul dar și pentru
modelarea și simularea dinamicii acestuia, înainte ca acesta să i ntre în producție.
Partea practică a acestei lu crări poate fi regăsită în capitolul al cincilea și reprezintă
modelarea și simularea suspensiei de tip MacPherson pentru autovehiculul Volkswagen
Touran (1T1), folosind parametrii specifici ai acestuia. În pr ogramul MSC Adams se vor
realiza modelarea și s imularea.
Ultimul capitol cuprinde concluziile rezultate în urma simulărilor efectuate în
partea practică a lucrării.

11
2. GENERAL ITĂȚI PRIVIND SUSPENSIA AUTOVEHICULELOR

2.1 Definiții și generalitați
Odat ă cu de zvoltarea industriei automobilelor nevoia de rapiditate și confort , a
determinat producatorii de automobile să dez volte sisteme de suspensie care să
asigure un nivel de confort și de siguranță ridicată la viteze c ât mai mari ale
autovehiculelor .
Sistemul d e suspensie are un rol foarte important pentru asigurarea normelor de
confort pentru pasagerii unui autovehicul. Factorul de confortabilitate al unui autovehicul
se poate defini ca fiind capacitatea acestuia de deplasare pe o perioadă îndelungată
fără ca p asagerii acestuia să întâmpine senzații nepl ăcute sau de oboseală, sau
deteriorarea bunurilor transportate.1
Manevrabilitatea și stabilitatea unui autovehicul sunt direct influențate de
sistemul de suspensie al acestuia, fiind luat în considerare și tipul de cale de rulare pe
care acesta va circula .2
Deplasarea autovehiculului pe calea de rulare presupune apariția unor șocuri și
vibrații și a unor oscilații ale maselor suspendate și nesuspendate, prin care este
caracterizată confortab ilitatea autovehiculu lui.3
Sistemul de suspensie al au tovehiculelor cuprinde trei elemente principale :
o elementul elastic – are rol în micșorarea sarcinilor dinamice datorate for țelor
verticale ce apar în urma traversării automobilului peste iregularitățile carosabilului ;
o element ul de amortizare – are rol în amortizarea mișcarilor oscilatorii apărute ca
efect al elementului elastic ;
o elementul de ghidare – trans mite compo nentele lon gitudinale și trans versale
ale forțelor dintre roata si calea de rulare, precum și momentele acestor forțe,
determinând caracterul mișcării roțilo r față de cadru sau caroseriea autovehiculului.4

1https://www.academia.edu/27711304/Industria_auto_un_domeniu_economic_cu_o_dezvoltare_rapidă_î
n_Regiunea_Centru – accesat la 15.06.2 020
2 Idem
3https://www.academia.edu/14854614/CALCULUL_SI_CONSTRUCTIA_AUTOVEHICULELOR_RUTIER
E_FACULTATEA_DE_MECANIC%C 4%82_ -2013 – accesat la 15.06.2020
4 Idem

12
Principalele componente care alcătuiesc subansa mblul suspensiei sunt :

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

Figura 1: Subansamblul suspensiei MacPherson5

2.2 Rolurile componentelor suspensiei

Componentele enumerate anterior au un rol foarte important în reducera
șocurilor și vibrațiilor cauzate datorită denivelărilor căilor de rulare și în men ținerea
orientării roților re lativ la caroserie, cât și în reducerea zgomotelor la rulare.6
În următoarele rânduri vom explica rolul fiecărei componente a sistemului de
suspensie.

5 https://www.dcautorom.ro/sistemul -de-suspensie – accesat la 15.06.2020
6 Idem

13
2.2.1 Arcul

Indiferent de tipul acestuia (arc elicoidal, bară de torsiune, arc cu foi, pernă de
aer), arcul este conceput s ă mențin ă înălțimea corectă între calea de rulare și caroserie,
dar și asigură susținerea greu tății vehiculului. Arcul absoarbe, stochează și eliberează
energia rezultată din mișcarea caroseriei față de calea de rulare, cauzând o mișcare
oscilatorie.

Figura 2: Arc elicoidal Volkswagen Touran7
Odata cu înmagazinarea energiei rezultată în urma mișcării caroseriei față de
calea de rulare, arcul are tendința de a o elibera prin extinderea sa. Acest fenomen
poate duce la destabilizarea autov ehiculului, și implicit la pierderea controlului aspra
acestuia. Da torită acestui fapt, sistemele de suspensie includ un amortizor în
construcția lor.8

2.2.2 Amortizorul

Principalul rol al amortizorului este de a amortiza șocurile, zgomotele, dar si
oscilațiile provenite de la calea de rulare și implicit de la arc. Acesta reduce oscila țiile
arcului și ajută la menținerea roților în contact cu calea de rulare.9

7 https://www.epiesa.ro/arcuri -spirala -vw-touran -1t1-1t2-2-0-tdi-diesel -170-cai/19634/subcat -100113/ –
accesat la 15.06.2020
8 https:// dailydriven.ro/ce -este-arcul -de-suspensie -si-ce-face – accesat la 15.06.2020
9 Idem

14

Figura 3: Amortizor suspensie față Volksvagen Touran10

Potrivit legii de conservare a energiei care spune c ă energia nu poate fi creat ă
sau distrus ă, ci doar transformat ă, putem face urm ătoarea analogie potrivit căreia,
amortizorul transform ă energia cinetic ă înmagazinat ă de arc în timpul comprim ării în
căldură.11
În următoarea figură se pot observa două sisteme de suspensie diferite , unul f ără
amorti zor și unul cu amortizor. Diferența observată între cele două sisteme este că în al
doilea sistem oscilațiile se reduc datorită amortizorului.

Figura 4: Sistem amortizat versus sistem neamortizat12

10 https://www.emag.ro/amortizor -suspe nsie-fata-stanga -dreapta -vw-touran -bkc-bls-bxe-1-9-tdi-kayaba –
1023389/pd/DS63BCBBM/ – accesat la 15.06.2020
11 https://ro.wikipedia.org/wiki/Legea_conserv%C4%83rii_energiei – accesat la 15.06.2020
12 Idem

15
Amor tizorul poate fi comparat cu o pompă de ulei. La cap ătul unei tije se
atașează un piston care acționează asupra lichidului hidraulic din tubul de presiune.
Datorită mișcărilor sus -jos, ale suspensiei, fluidul hidraulic trece forțat prin micile orificii
ale pistonului. Potrivit ace stei construcții mișcarea pistonului este frânată, având ca
efect diminuarea oscilațiilor arcului, respectiv a întregului ansamblu al suspensiei.

2.2.3 Bara stabilizatoare

Aceasta are rolul de a menține autovehiculul drept în cur bă mutând forța de
balansare de pe o parte pe cealaltă. În teorie ar fi ideal ca autovehiculul să rămană
mereu paralel cu solul pentru ca a derența celor patru pneuri sa rămană la fel. Pentru că
acest lucru este imposibil a fost creată bara stabilizatoare.
Când autovehiculul intră în curbă, amortizorul roții din exteriorul curbei va fi
presat, iar cel din interiorul curbei se va ridica. Bara stabilizatoare unește cele două
amortizoare, iar când unul este presat puternic, bara stabilizatoare va transmite forț a de
apăsare și cel uilalt amortizor, presându -l și astfel menținându -se contactul roții cu calea
de rulare . Datorită acestui lucru unghiul de înclinare al caroseriei va sc ădea pe tot
parcursul virajului.13

Figura 5: Bară antiruliu la Volvo XC9014

Rigiditatea barei stabilizatoare poate determina gradul de confort al
autovehiculului , astfel , când crește rigiditatea scade gradul de confort și invers.15

13 https://dailydriven.ro/ce -este-bara-stabilizatoare -si-ce-face – accesat la 16.06.2020
14 https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ – accesat la 16.06.2020

16
Automobilele sport sunt de obicei echipate cu bare stabilizatoare mai rigide,
acest fapt fiind de mare ajuto r la deplasarea cu viteze mai mari în curbe. Autovehiculele
concepute pentru teren accidentat au montate bare stabilizatoare cu o rigiditate
scazută, sau la unele modele este posibil ca aceast a să lipsească, deoarece întreaga
încărcătură este suportată de sistemul de suspensie.16

2.2.4 Bucșele

Aceast ă piesă este un element simplu al stemului de suspensie, fiind compus de
obicei din doi cilindrii coaxiali, între care se regăsește un manșon de cauciuc. Datorită
manșonului de cauciuc, bucșa oferă o anumită li bertate de mișcare pe diferite direcții,
astfel fiind atenuate di verse șocuri provenite de la calea de rulare și îmbunătățindu -se
manevrabilitatea autovehiculului.17
Uzura bucș elor se poate d iagnostica prin apariția unor zgomote puternice la
trecerea autove hiculului peste iregularități ale căii de rulare, ac eastă uzură datorându –
se îmbatrânirii man șonului de cauciuc.

În următoarea figură este reprezentată o bucșă de la brațul inferior din partea din
față a autovehiculului Volkswagen Golf 4.

Figura 6: Bucș ă plină basculă Volkswagen Golf 418

15 Idem
16 https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ – accesat la 16.06.2020
17 https://andreidima.ro/ce -rol-au-bucsele/ – accesat la 16.06.2020
18 https://www.pieseauto.ro/bucsa -bascula/vw/golf -4/bucsa -bascula -plina -vw-247373279.html – accesat la
16.06.2020

17
2.2.5 Articulații și prinderi

Aceste componente au în principal fun cție de transmitere a forței de tracțiune
între vehicul și calea de rulare. O altă funcție de care sunt responsabile acestea este de
a menține corect or ientarea roților relativ la caroserie.19

2.3 Tipuri de suspensii

După tipul de cons trucție al autovehiculelor, sistemele de suspensie se pot
clasifica în două categorii: suspensii cu punte rigidă și suspensii cu punte independentă.
Dacă ne raportăm la miș carea roților montate pe aceeași punte, diferența între cele
două constă în faptul că la pu ntea rigidă deplasarea față de caroserie a uneia dintre roți
va imprima o deplasare de sens opus a celeilalte roți, în timp ce la puntea independentă
acest lucru est e inexistent.20
În figura următoare sunt reprezentate simplificat cele două tipuri de suspe nsie și
se poate observa diferența comportării acestora la întâlnirea unei denivelări pe calea de
rulare.

Figura 7: Suspensia rigidă și suspensia independentă21

19 https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) – accesat la 16.06.2020
20 Idem
21 https://autoexcello.wordpress.com/2013/09/10/sistemul -de-suspensie/ – accesat la 16.06.2020

18
Sistemul de suspensie cu punte rigidă , ca și construcție se p oate descrie ca fiind
o bară rigidă care leag ă cele două roți de pe ac eeași punte. Datorită acestui lucru,
atunci când distanța dintre caroserie și una dintre roți se modifică, cealaltă roată va
avea aceeași modificare, doar că în sensul opus.22
Acest sistem de suspensie are ca avantaje costurile de producție și de
mentenanță reduse, o durată de viață crescută, dar are și dezavantajele sale, cum ar fi:
direcție imprecisă, dacă se montează pe puntea di rectoare, dar si un contact al roților
imperfec t mai mare cu calea de rulare.23
Sistemul de suspensie independentă are, prin configurație, roțile fixate de șasiu
printr -un sistem articulat care permite mișcarea acestora independent una fața de
cealaltă.24
Avantajele acestui sistem de suspensie sunt con fortul ridicat și un contact mult
îmbunăt ățit între roat ă și sol, iar ca și dezavantaj principal se poate aminti costul mai
mare de producție și de întreținere.25
Sistemele de suspensie se pot clasifica în mai mu lte categorii, în funcție de
modul în care se comportă acestea: suspensii pasive, suspensii semi -active și
suspensii active.

2.3.1 Sisteme de suspensii pasive

În această categorie sunt cuprinse majoritatea sistemelor de suspensie
tradiționale. Proprietat ea principală a acestui sistem este că odată ce a fost instalat pe
autovehicul, nu se mai po ate interveni din exterior asupra parametrilor suspensiei
(duritate, gardă la sol).26
În același timp toate sistemele de suspensie tradiționale sunt de asemenea
reactive, acest lucru fiind explicat simp lu: la trecerea unei roți peste o denivelare ,
aceasta determin ă o schimbare de poziție, astfel suspensia se comprim ă sau se
extinde.27

22 https://autoama.blogspot.com/2014/11/suspensia -automobilulu i.html – accesat la 16.06.2020
23 Idem
24 https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) – accesat la 16.06.2020
25 Idem
26 https://autoexcello.wordpress.com/2013/09/10/sistemul -de-suspensie/ – accesat la 16.06.2020
27 Idem

19

Figura 8: Suspensie pasivă, punte față autoturism28

2.3.2 Sisteme de suspensii semi -active

Sistemul se caracterizează prin capacitatea suspensiei de a -și modifica în
perma nență coeficientul de amortizare, ajustând duritatea amortizorului în funcție de
calea de rulare pe care se deplasează autovehiculul.29

Figura 9: Vedere asupra unei s uspensii Kinetic H2 echipată cu sistem semi -activ30

28 https://autoexcello.wordpress.com/2013/09/10/sistemul -de-suspensie/ – accesat la 16.06.2020
29 https://pdfslide.net/documents/monroe -totul-despre -susp ensii-55c9a305a7274.html – accesat la
16.06.2020
30 Idem

20
Printre principalele avantaje ale acestui sistem de suspensii: gard ă la sol
reglabilă , suspensie adaptabilă la co ndițiile carosabilului și dimensiunile similare cu cele
ale suspensiilor tradiționale. Ca și dez avantaj putem aminti costul ridicat de prod ucție și
întreținere al acestui sistem.31

2.3.3 Sisteme de suspensie active

Sistemul de suspensi e activă are posibilitatea de a modifica în mod continuu
parametrii de funcționare, în funcție de condițiile că ii de rulare pe care se deplasează
automobilul. Diferiți parametrii sunt monitorizați pe parcursul deplasării de un calculator,
care transmite căt re fiecare roată o comandă cu direcția, viteza si distanța de mișcare a
acesteia.
Calculatorul înregistrează , cu ajutorul unei rețele de senzori, date de la roată,
cum ar fi viteza automobilului, accelerațiile laterale si longitudinale și forțele de
accele rare de la fiecare roată. După procesarea datelor preluate, calculatorul trimite
comanda la roată pentru a obț ine direcția ideal ă în situația de față.
Audi A8 es te unul din autovehiculele care sunt echipate cu sistem de suspensii
active, dupa cum se poate observa în următoarea figură.

Figura 10: Suspensie activă predictivă Audi A832

31 https://pdfslide.net/documents/monroe -totul-despre -suspensii -55c9a305a7274.html – accesat la
16.06.2020
32 https://www.motor1.com/photo/4231678/audi -a8-with-predictive -active -suspension/ – accesat la
16.06.2020

21
Conc luzionând informațiile pr ezentate în acest capitol putem spune că sistem ul
de suspensie al autovehiculelor reprezintă unul dintre cele mai importante sisteme , iar
datorit ă dezvoltării acestora, confortul , siguranța și manevrabilitatea au atins noi praguri.
În capitolul următor ne vom concentra atenția pe studiul sitemului de suspensie
de tip MacPherson.

22
3. SUSPENSIA DE TIP MACPHERSON

Datorită faptului că se urmă rește în permanență creș terea indicelui de siguranță ,
mulți producători de autovehicule din zilele noastre aleg o suspensi e independentă
pentru puntea față. De asemenea mai bine de jumătate di n producători au ales să
înlocuiască puntea rigidă din spate cu una independentă. Cel mai cunoscut si utilizat
sistem de suspensie independentă se numește MacPherson, numele provenind de la
inginerul care a creat și patentat acest sistem, Earle Steele MacPherson.33

Acest sistem are în componența sa o singură basculă in ferioară conectată la
fuzetă, iar în partea superio ară a fuzetei este conectat telescopul și arcul, care fac
legătura cu c arose ria.34

În figura următoare este prezentat simplificat sistemul de suspensie
MacPherson.

Figura 11: Suspensia MacPherson35

33 https://en.wikipedia.org/wiki/MacPherson_strut – accesat la 17.06.2020
34 https://www.4tuning.ro/ghidul -soferului/multilink -mcpherson -sau-double -wishbone -ce-suspensie -are-
masi na-ta-40464.html – accesat la 17.06.2020
35 http://fastnlow.net/4 -macam -tipe-suspensi -independen -yang -perlu -diketahui/ – accesat la 17.06.2020

23

Sistemul de suspensi e MacPherson folosește un piston telescopic pe post de
pivot virant superior. Pistonul folosește un sist em bifurcat sau o legătură comprimată de
o legătură secundară, generând un punct de cuplare inferior pentru axul roții. Sistemul
acesta de la bascula inferioară înlo cuiește lateral și longitudinal locașul roții.

Amortizorul este fixat rigid în partea supe rioară a butucului. Adevaratul succes al
acestui sistem îl reprezintă modalitatea construcției monocorp, deoarece necesit ă mult
spațiu vertical, o montare rigidă și o distribuție specifică a șocurilor. Pistonul alcătuiește
un corp comun cu arcul și amortiz orul (suspensia de tip Coilover).36

În urmatoarea figură regăsim exemplul soluției de asamblare de tip Coilover.

Figura 12: Ansamblu arc -amortizor suspensie MacPherson37

Suspensiile MacPherson se întâlnesc adesea la puntea față a autovehiculelor
moderne, dar pot fi întâlnite și la puntea spate în special la cele cu RWD (Rear Wheel
Drive ), cum ar fi Mercedes -Benz și BMW .

La autoturismul BMW Seria 7, amplasarea suspensiei p e roți este realizată prin
două subansambluri de aluminiu și, de asemenea, legături de aluminiu. Pe puntea din
față suspensia este de tip MacPherson, în timp ce în part ea din spate, axa este de

36 https://ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspensie -este-mai-buna/2358/ – accesat la 17.06.2020
37 https://italo.ro/chestiu ni/2014/03/22/suspensiile -penteker -in-romania / – accesat la 17.06.2020

24
forma unui paralelogram. Pe roțile din spate s -a optat pentru un sistem de suspensie
pneumatică, pentru a menține independent înălțimea autoturism ului.38

Figura 13: Suspensie punte față BMW Seria 739

De asemenea, se mai poate monta sistemul EDC -K (Continuous Electronic
Damper Control). Acest sistem se poate regla continuu între două puncte ajutând
amortizorul să se comporte mai bine în funcție de condițiile de drum. În timpul
accelerației, sistemul EDC -K face suspensia să devină ma i rigidă.40

Figura 14: Suspensie punte spate BMW Seria 741

38 https://graduo.ro/proiecte/transporturi/suspensia -mcpherson -272145#_=_ – accesat la 17.06. 2020
39 Idem
40 Idem
41 Idem

25
Opțional, pentru suspensie este un sistem anti ruliu care acționează pe ambele
axe. Acest sistem este alcătu it dintr -o bară stabilizatoare secționată la jumătate care
include în centru un motor hidraulic . Înainte de o accelerare laterală de p ână la 0,3°,
bara este sucit ă de către motorul hidraulic pân ă în punctul în care înclinația corpului
este anulată.42

Prime le versiuni ale suspensiilor MacPherson erau alcătuite d intr-un braț
secțional în formă de cruce, iar bara stabilizatoare era bazată pe un braț longitudinal.
Mai târziu, după ce au fost aduse îm bunătățiri acestui sistem, stabilizatorul a fost
înlocuit cu u n braț, iar apoi ambele brațe înlocuite cu triunghiuri. La roț ile antrenate de
motor există versiuni ale sistemului MacPherson cu dou ă brațe s ecționale, unul în formă
de cruce si unul longitudin al sau oblic.43

Sistemul de suspensie MacPherson are avantajul simplității și al costului de
fabricație redus, însă este nevoie să amintim și dezavantajele aces tuia:
o După analiza geometrică se observă că mi șcarea late rală si verticală
determină modificarea unghiului de cambrare;
o Manevrabilitatea este inferioară față de suspensia dublu -bifurcată sau
suspe nsia multi -link, deoarece are mai puțină libertate în schimbarea
centrului de ruliu sau a unghiului de cambrare;
o Generează nivele ridicate de zgo mot, din cauza transmiterii vibrațiilor și a
zgomotelor de la cale a de ru lare direct la șasi ul autovehiculului.44

Studiul suspensiei de tip MacPherson reprezintă principalul subiect al acestei
lucrări, iar în consecință capitolul următor va fi dedicat programului MSC Adams. Acest
program oferă suportul necesar pentru desfășurar ea activității practice.

42 https://www.scribd.com/doc/130157392/McPherson – accesat la 17.06.2020
43 Idem
44 https:// ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspensie -este-mai-buna/2358/ – accesat la 17.06.2020

26
4. DESCRIEREA PROGRAMULUI DE MODELARE ȘI SIMULARE
MSC ADAMS

4.1 Istoric MSC Software

Compania MSC Software a fost fondată în anul 1963, sub numele de MacNeal –
Schwendler Corporation . Încă de la început compania era specializată în analiza
structurală și dezvoltarea de software pen tru simularea funcționalității sistemelor
inginerești complexe.45

Figura 15: Logo MSC Software46

Primul produs al companiei se numea SADSAM (Structural Analysis by Digital
Simulation of Analog Methods) și a fost conceput special pentru industria aerospațială,
fiind folosit de către NASA. Principalii utilizatori ai soluțiilor CAE dezvoltate de către
MSC Softw are sunt: Advanced Engineering Solutions, Alcan Aerospace, Alpha
Star, Bentley Motors, Boeing, Chrysl er, DaimlerChrysler AG, Embraer, Ford Motor Co,
General Atomic Aeronautical Systems, General Dynamics / ElectricBoat, General
Dynamics Armaments and Technical Products, Gulfstream Aerospace, Harley
Davidson Motor Co, Honda R&D Americas, Hyundai Motor Co, International Truck and
Engine Corp, John Deere, Lear Corp, Lockheed Martin, NASA Glenn Research Center,
NASA Goddard, NASA Johnson Space Center, NASA Langley, Northrop Grumman,
Pratt & Whitney, Sigmadyne Inc., SNECMA, Tata, Toyota.47

45 https://www.ttonline.ro/ revista/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation -lider-mondial -pe-
piata -solutiilor -software -de-simulare – accesat la 18.06.2020
46 https://www.skywarder.eu/bl og/2015/01/31/skyward -cooperating -msc-software/ – accesat la 18.06.2020
47 https://www.ttonline.ro/revist a/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation -lider-mondial -pe-
piata -solutiilor -software -de-simulare – accesat la 18.06.2020

27
În zilele noastre compa nia MSC Software a ajuns la peste 1000 de angajați în
peste 20 de țări, acest lucru fiind o mândrie deoarece fiecare pro ducător de piese
originale ( OEM) utilizează programe MSC. Datorită acestui fapt, portofoliul MSC
Software Corporation cuprinde programe esențiale pentru cercetarea, dezvoltarea și
simularea produselor noi.48

4.2 Adams / Car

ADAMS (Automated Dynamic Analysis of Mechanical System) este un program
cu ajutorul căruia se pot efectua simulări dinamice. Acesta a devenit important pentru
dezvolta rea virtuală a prototipurilor (VPD), datorită reducerii timpului de producere și al
costurilor pieței de dezvoltare a produselor finite. Programul poate rula pe sistemele de
operare Micrsoft Windows și Linux.49

Figura 16: Logo MSC ADAMS50

Programul MSC A DAMS este folosit adesea de produc ătorii de autovehicule și
subansamble pentru ca aceștia să poată întelege performanțele reale ale sistemelor,
înainte ca acestea să intre în producție. Subansamblele electrice, mecanice, dar și alte
sisteme se validează în funcție de cerințele lor specifice în cadrul procesului de
inginerie a sistemelor, iar testarea și validarea completă având loc mai apoi. Acest lucru
poate duce la modificări de proiect, implicit la o muncă în plus , care pentru multe cazuri
acestea pot du ce la costuri mai ridicate și un ti mp de prelucrare crescut .
ADAMS / CAR este o aplicație foarte util ă datorită posibilității de a analiza
performanțele generale ale unui autovehicul. Datorită acestui lucru producătorii de

48 https://www.ttonline.ro/revista/cad -cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation -lider-mondial -pe-
piata -solutiilor -software -de-simulare – accesat la 18.06.2020

49 https:/ /en.wikipedia.org/wiki/MSC_Adams – accesat la 18.06.2020
50 https://cadcaecamworld.wordpress.co m/2017/05/13/improve -fsae-vehicle -performance -with-free-msc-
adams -car-sponsorship -webinar -monday -june-12-2017/ – accesat la 18.06.2020

28
automobile utilizează aplicația p entru a modela manevrele dinamice a le vehiculelor
proiectate, înainte de a începe producția acestora.51
Programul are două posibilități diferite de utilizare. Una din acestea este
posibilitatea de a modela integral fiecare element al autovehiculului, aces t lucru
rezultând simulări foarte pr ecise ale vehiculului. Cea de -a doua posibilitate constă mai
mult într -o analiză comparativă pentru a se observa în ce mod afectează modificările de
proiectare, manipularea vehiculului.52
În următorul capitol vom utiliza ap licația A DAMS / CAR pentru a mode la
suspensia MacPherson, care echipează autoturismul Volkswagen Touran (1T1). După
modelare, sistemul de suspensie va fi supus unor modificări ale parametrilor pentru a se
observa comportamentul acestuia.

51 https://www.mscsoftware.com/product/adams -car – accesat la 18.06.2020
52 Idem

29
5. MODELAREA ȘI SIM ULAREA SUSPENSIE I MACPHERSON
PENTRU AUTOVEHICULULUI VOLKSWAGEN TOURAN
FOLOSIND PROGRAMUL ADAMS CAR

Sistemul de suspensie de tip MacPherson est e alcatuit dintr -un singur braț de
control montat în partea inferioară, iar arcul este montat concentric cu amort izorul,
acestea făcând leg ătură cu caroseria cu ajutorul unei piese, numită flanșă cu ru lment.
Am simulat ansamblul punții față pentru autovehic ulul Volkswagen Touran (1T1),
care este format din trei componente: sistemul de suspensie (brațe, amortizoare, a rcuri
și fuzete) , sistemul de direcție (volan, coloana de direcție, caseta de direcție, bielete de
direcție si capeți de bară) si roțile.

Figu ra 17: Ansamblu suspensie -direcție53
Pentru a putea începe simulările a fost nevoie de colectarea unor date ale
autovehiculului Volkswagen Touran (1T1) care sunt trecute în tabelul următor.

53 Adams Car 2017

30
Tabelul 1: Datele autovehiculului Volkswagen Touran (1T1)
Masă proprie
ma [kg] Masă maximă
autorizată
ma [kg] Lungime
L [mm] Lățime
l [mm] Înălțime
Î [mm] Ampatament
A [mm] Ecartament față
Ef [mm]
1561 2210 4391 1794 1652 2678 1539

Simulările se vor efectua cu autovehiculul gol, iar datorită acestui lucru vom
alege parametrii centrului de masă din tabelul 2.
Tabelul 2: Valori medii pentru parametrii centrului de masă al auto vehiculului

După ce am ales parametrii centrului de greutate, vom calcula coordonatele
acestuia – “a” și “b”.
a/L= 0.50 [ -] => a= 0.50×𝐴= 0.50× 2678 = 1339 [mm] => a= 1339 [mm]
hg/L= 0.16 [ -] => b= 𝐴−𝑎= 2678 −1339 = 1339 [mm] => b= 1339 [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
Parametrul Starea Tipul autovehiculului
Autoturism
a/L Gol 0,45 – 0,54
Incarcat 0,49 – 0.55

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

31
A. Calculul razei nominale și a rigidității anvelopei

Pentru aceste simulări am utilizat trei dime nsiuni diferite pentru anvelope:

1) Primul caz: 215/55 R16 97H

Cunoscându -se lățimea pneului putem determina înălțimea profilului anvelopei H,
pe care putem sa îl determinăm din expresia raportului nominal de aspect:

H = 55
100×𝐵= 55
100×215= 118,25 [mm]

Diametrul interior al anvelopei “d” se calculează cu formula:

d = 16×25.4= 406.4 [mm]

Astfel vom putea determina diametrul exterior (nominal) al anvelopei, notat cu
“D” care se calculeaz ă cu formula:

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

Raza nominal ă se notează cu R n și se calculeză cu expresia:

R16 = 𝐷
2 = 642 ,9
2 = 321,45 [mm]

Pentru a calcula rigiditatea anvelopei 215/55 R16 97H am utilizat un calculator
specific de pe site -ul: http://bndtechsource.ucoz.com .
Astfel pentru acest tip de pneu valoarea rigidității este Rig pneu= 267,72 [N/mm].

32
2) Al doilea caz: 205/50 R17 89W

Cunoscându -se lățimea pneului putem determina înălțimea profilului anvelopei H,
pe care putem sa îl determinăm din expresia raportului nominal de aspect:

H = 50
100×𝐵= 50
100×205= 102,5 [mm]

Diametrul interior al anvelopei “d” se calculează cu formula:

d = 17×25.4= 431,8 [mm]

Astfel vom putea determina diametrul exterior (nominal) al anvelo pei, notat cu
“D” care se calculeaz ă cu formula:

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

Raza nominală se notează cu R n și se calculeză cu expresia:

R17 = 𝐷
2 = 636 ,8
2 = 318,4 [mm]

Pentru a calcula rigiditatea anvelopei 205/50 R17 89W am utilizat un calculator
specific de pe site -ul: http://bndtechsource.ucoz.com .
Astfel pentru acest tip de pneu valoarea rigidității este Rig pneu= 355 [N/mm].

3) Cazul al treilea: 235/45 R18 98Y

Cunoscându -se lățimea pneu lui putem determina înălți mea profilului anvelopei H,
pe care putem sa îl determinăm din expresia raportului nominal de aspect:

H = 45
100×𝐵= 45
100×235= 105,75 [mm]

33
Diametrul interior al anvelopei “d” se calculează cu formula:

d = 18×25.4= 441 [m m]

Astfel vom putea determina diametrul exterior (nominal) al anvelopei, notat cu
“D” care se calculeaz ă cu formula:

D = 𝑑+2×𝐻= 441 +105 ,75×2= 652,5 [mm]

Raza nominală se notează cu R n și se calculeză cu expresia:

R18 = 𝐷
2 = 652 ,5
2 = 326,25 [mm ]

Pentru a calcula rigiditatea anvelopei 205/50 R17 89W am utilizat un 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 analizei cu deplasarea paralelă a roților

Pe ansamblul suspensiei și al direcției vom efectua analiza deplasării roților în
același sens, iar apoi se vor vizualiza rezultatele, după urmatoarea explicație:
• Definirea parametrilor autovehiculului
• Efectuarea analizei
• Animarea rezultatelor
• Reprezentarea grafică a rezultatelor

I. Definirea parametrilor autovehiculului

Pentru a efectua analiza sistemului de suspensie, trebuie să specificăm diferiți
parametrii ai vehiculului pe care este util izat subansamblul de suspensie și direcție.
Acești parametrii includ masa mașinii și ampatamentul, puntea motoare ( tracțiune față
sau spate ), și raportul de frânare.

34
Pentru efectuarea analizei, am introdus parametrii care indică tracțiunea pe
puntea față ș i raportul de frânare care este de 55% pe puntea din față și 45% pe puntea
din spate.
Parametrii vehiculului se pot definii astfel: se aleg e din meniu opțiunea Simulate ,
după care Suspension Analysis, iar apoi selectăm Set Suspension Parameters. Acești
pași se pot ob serva în următoarea figură.

Figura 19: Setarea parametrilor vehiculului55

Pașii urmați pentru preg ătirea analizei sunt:

• Denumirea ansamblului de suspensie: ansamblu_mcph
• Modelul anvelopei: definit de utilizator
• Raza nominala a anvelopei: 321,45 [mm]
• Masa roții: 9,8 [Kg]
• Masa totală: 1 561 [Kg]
• Înălțimea CG (centrului de greutate): 433,44 [mm]
• Ampatament: 2 678 [mm]
• Raport de distribuție a tracțiunii: 0 – toate forțele motrice sunt aplicate
la roțile punții față.

55 Adams Car 2017

35
• Raport de frânare: 55 [%] – procentajul de forță de frânare aplicat
frânelor montate pe punte față
În figura de mai jos se pot observa valorile inserate pentru pregătirea analizei
pentru ansamblul Touran_assembly .

Figura 20: Inserarea parametrilor pentru analiză56

II. Efectuarea analizei

După definirea parametrilor autovehiculului, se efectuează analiza deplasării
paralele a roților. Dispozitivul de testare aplică forțele și deplasările ansamblului testat,
după cum este definit în fi șierul de presetări ( loadcase file ). Programul Adams Ca r
generează un fișier temporar de presetări, pentru acesată analiză, care se bazează pe
intrările sp ecificate.

56 Adams Car 2017

36
Anliza de deplasare a roților paralele, se va realiza prin deplasarea centrului
petei de contact al roții de la -200 mm la +200 mm față de poziția lor i nțială, în t imp ce
coloana de direcție este menținută fixă . Numeroase caracteristici ale suspensiei, cum ar
fi unghiul de convergență, de cădere și înălțimea centrului de greutate al suspensiei,
sunt calculate de Adams Car, în timpul mișcării roților.
Pașii urmați pentru efectuarea analizei:
• Se alege Simulate din meniu, după care se selectează Suspension
Analysis, apoi selectăm Parallel Wheel Travel;

Figura 21: Efectuarea analizei57

Analiza se stabilește în felul următor:
• Denumirea ansamblului de suspensie: Touran_assembly
• Prefixul de ieșire: test1
• 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 Adams Car 2017

37

Figura 22: Setarea analizei cu deplasarea în raport cu centrul roților58

III. Animarea rezultatelor

Programul Adams Car creează o animație cu ajutorul căreia putem observa
modul în care acționează forțele la deplasare. Se observ ă că sistemul de suspensie se
deplasează pe direcție ve rticală, în sus și în jos, datorită întâlnirii unui obstacol simulat.

Figura 23: Rezultatul animat59

58 Adams Car 201 7

38
IV. Reprezentările grafice

În această etapă vom crea mai multe grafice cu ajutorul rezultatelor analizei de
deplasare a roților în același sens. Informațiile pe care programul Adams Car le va
folosi au fost furnizate într-un fișier de confi gurare a g raficului.
Acest fișier specifică graficele pe care Adams Car trebuie să le creeze, dar și
modul în care acestea vor arăta, și chiar și unitățile și pe axa orizontală și verticală .
Datorită stocării informațiilor în fișierul de configurare a graficelor, se vor regăsi foarte
rapid graficele dorite.
Compilarea rezultatelor se efectuează în felul următor:
• Apăsând tasta F8 se va lansa Adams / PostProcessor;
• Din meniul Plot, se selectează Create plot;

Figura 24: Selectarea graficului60

Se introduc următoarele specificații:
• Plot Configuration File:
mdids://shared_car_database/plot_configs.tbl/mdi_suspension_short.plt
• Plot Title: test1_parallel_travel

59 Idem
60 Adams Car

39

Figura 25: Generarea graficelor61

• Apăsam OK, iar programul crează graficele, pe care le putem parcurge
din b ara principală de instrumente.

Figura 26: Bara principală de instrumente62

În continuare vom prezenta două dintre graficele pe care programul Adams Car
le-a creat în urma parametrilor introduși:

1) Graficul unghiului de convergență/divergență ;
2) Graficul un ghiului de cădere .

61 Adams Car
62 Idem

40

Figura 27: Modificarea unghiului de convergență63

Figura 28: Modificarea unghiului de cădere64

63 Adams Car
64 Idem

41
C. Analiza coloanei de direcție

Analizând coloana de direcție putem determ ina momentele necesare să fie
aplicate la volan de c ătre con ducătorul auto.
Efectuarea analizei implică următoarele:
• Definirea unui fișier de presetare;
• Efectuarea analizei;
• Animarea rezultatelor;
• Reprezentarea grafică a rezultatelor.

1) Definirea unui fișier de presetare

Pentru efectuarea analizei, trebuie creat u n fișier de presetări. În fișierul de valori
vom specifica forțele inegale de frânare pentru a putea simula frânarea pe o suprafață
cu alunecare diferită a roților corespunzătoare punții față și unghiurile sistemului de
direcție.
Pentru ca lculul forțelor d e frânare inegale, plecăm de la premisa că autovehiculul
frânează cu o decelerație de 0.5, distribuirea forțelor de frânare fiind de 65% – pentru
puntea față , 35% – pentru puntea spate, iar masa autovehiculului neîncărcat de 1561
kg. Pe punte față , forța d e frânare este împărțită – 55% – roată stânga și 45% roat ă
dreapta. În urma acestor premise, putem calcula forța totală de frânare care este:
– Forța totală de frânare
FT frân= 𝑚𝑎×0.5×𝑔×0.55%=1561 ×0.5×9.81×0.55= 4211 [N]
– Forța de fr ânare 55% stânga
Fs frânare = 0.55×𝐹𝑡 𝑓𝑟â𝑛=0.55×4211 = 2316 [N]
– Forța de frânare 45% dreapta
Fd frânare = 𝐹𝑇 𝑓𝑟â𝑛𝑎𝑟𝑒 −𝐹𝑠 𝑓𝑟â𝑛𝑎𝑟𝑒=4211 −2316 = 1895 [N]
Următorii pași sunt urmați pentru definirea fișierului de presetare:
• Din meniul Simulate, selectăm Suspension Analysis , apoi Create
Loadcase
• Fereastra de dialog o completăm la fel ca în figura de mai jos, apoi
selectăm OK.

42

Figura 29: Definirea fișierului de presetare65

Programul Adams Car preia parametrii introduși și generează o variație a
unghiului de rotire al volanului între -180 și 180 în 30 de pași, forțele de frânare
rămânând constante și aplicate inegal.

2) Efectuarea analizei

Fișierul de presetare creat anterior va fi utilizat pentru efectuarea analizei, care
va determina modul în care se vor com porta ansa mblul suspensiei și al direcției în
condiții de frânare constantă cu forțe inegale pe cele două roți.
Pașii premergători efectuării analizei:
• Din meniul Simulate, alegem Suspension Analysis, apoi selectăm External
Files

65 Adams Car 2017

43

Figura 30: Selectare fiș iere externe66

Vom seta simularea în felul următor:
• Ansamblul suspensiei: Touran_assembly
• Prefixul de ieșire: baseline
• Modul de simulare: interactiv
• Fișierul cu presetările: mdids://acar_shared/loadcases.tbl/brake_pull.lcf
• Bifăm opțiunea Load Analysis Resu lts, apoi apăsăm tasta OK.

Figura 31: Efectuarea analizei67

66 Adams Car 2017
67 Idem

44
3) Animarea rezultatelor

În urmatoarea figură se poate observa animația analizei pe care programul
Adams Car a realizat -o. Programul a simulat mișcarea de ro tire a subansamblului de
direcție. Se p oate observa cum se rotesc roțile datorită rotirii volanului, dar centrele
acestora vor rămane fixe.

Figura 32: Simularea mișcării de rotire a direcției68

4) Reprezentarea grafică a rezultatelor

În urma rezultatelor obținute porgramul Adams Car va trasa do uă grafice,
acestea fiind: reprezentarea grafică a Steering Wheel Torqe (momentul la coloana de
direcție) versus Steering Wheel Angle (unghiul de rotire al coloanei de direcție), și
reprezentarea gr afică a Scrub Radius (deportul) versus Steering Wheel Angl e (unghiul
de rotire al coloanei de direcție).

68 Adams Car 2017

45
a) Reprezentarea grafică a Steering Wheel Torque (momentul la
coloana de direcție) versus Steering Wheel Angle (unghiul de rotire a coloanei de
direcție -volanului)

Se creează graficul Steering Wheel Torque versu s Steering Wheel Angle , iar
pentru configurarea acestuia efectuăm următorii pași:
• Apăsăm tasta 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 Tit le și Auto Subtitle .
• În caseta text Title, se va introduce textul Brake Pull Analysis .
• În caseta 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 selecta haxis .
• În edito rul 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 crearea graficului:
• Se verifi că dacă sursa ( source) este setată la cerințe ( requests) . Adams
Car afișează automat informațiile despre date.
• Din lista Simulation , se va sele cta 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.

Figura 33: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Angle69

69 Adams Car 2017

46
• 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_wheel_input_torque .
• La final se vor adăuga curbele, selectând Add Curves.

Figura 34: Listele necesare pentru crearea plotului Steering Wheel Torque70

Programul va lua datele solicitate și va genera automat curbele pe gr afice, după
cum sunt prezentate în continuare:

Cazul I – încercarea la un unghi de cădere negativă la un unghi de 2, 3 și 3.5 [ °]

Figura 35: Cazul I – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a coloanei de di recție –
volanului71

70 Adams Car 2017
71 Idem

47

Cazul II – încercarea la un unghi de cădere negativă la un unghi de 2, 3 și 3.5 [ °]

Figura 36: Cazul II – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a coloanei de direcție –
volanului72

Cazul III – încercarea la un unghi de c ădere negativă la un unghi de 2, 3 și 3.5 [ °]

Figura 37: Cazul III – Momentul la coloana de direcție vs. Unghiul de rotire a coloanei de direcție –
volanului73

72 Adams Car
73 Idem

48
Diagrama arată cuplul pe care standul virtual (Adams Car) îl aplică volanului
pentru a ține roat a 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
întoarcere la st ânga.
b) Reprezentarea 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 modifica numărul de diviziuni pe axa ve rticală 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 principală de instru mente, se va select a instrumentul New Page .
• În treeview (arbore), dublu clic pe page_2.
• Se va selecta plot_2 .
• Se va verifica ca Auto Title și Auto Subtitle să nu fie selectate.
• În caseta text Title, se va introduce textul Brake Pull Analysis .
• 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, ast fel încât num ele 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 te xt 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).

49
• La final se vor adăuga curbele , selectând Add Curves.

Figura 382: Listele necesare pentru crearea plotului Scrub Radius74

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

Figura 39: Reprezentarea grafică a Deportulu i versus Unghiul de rotire volanului avand un unghi de
cadere de 2 [°] 75

Figura 40: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul de rotire volanului avand un unghi de
cadere de 3 [°]76

74 Adans Car 2017
75 Idem

50

Figura 41: Reprezentarea grafică a Deportului versus Unghiul d e rotire volanului avand un unghi de
cadere de 3.5 [°]77

Din valorile obținute în reprezentările grafice, referitor la momentul necesar
menținerii virajului reiese că și momentul aplicat scade odată cu creșterea unghiului de
cădere. Acest lucru are ca si c oncluzie că odată cu creșterea deportului scade efortul
depus de către conducătorul autovehiculului, crescându -i acestuia nivelulul de confort.

76 Idem
77 Idem

51
6. CONCLUZII

În zilele noastre industria auto este pr intre cele mai importante i ndustrii, de aceea
este într -o continua dezvoltare. Echipamentele, tehnologiile și programele utilizate în
cons trucția autovehiculelor sunt perfec ționate și înbunătățite zilnic, pentru a se
maximiza siguranța și confortul conducă torului și al pasagerilor.
Studiul acestei lucrări a fost bazat pe sistemul de suspensie, în special pe
suspensia de tip MacPherson. Am început cu studiul termenului propriu -zis, alc ătuire,
caracteristici, funcționare, p ână la rolul important pe care siste mul de suspensie îl are în
funcționarea autovehiculelor. U tilizăm te rmenul “suspensie” pentru descrierea unui
ansamblu care face leg ătura între roțile autovehiculului și șasiul acest uia.
Concluzionând ca pitolul II, sistemele de suspensii au rolul principal de a diminua
șocurile provenite datorită iregularitaților căii de rulare, astfel fiind asigurată deplasarea
în condiții de siguranță și confort a pasagerilor. Diminuându -se șocurile se evită uzura
excesivă și prematură a pieselor mecanice. Print re funcțiile importante ale sistemului de
suspensie se numără și men ținerea contactului în mod permanent cu calea de rulare,
astel fiind asigurată o aderență corespunzătoare și o funcționare corectă a sistemului de
direcție al autovehiculului.
Principalul subiect de studiu al acestei lucrări este suspensia de tip MacPhers on.
Fiind un sistem de suspensie independentă acesta este foarte des întâlnit la
autovehiculele construite în zilele noastre, deoarece industria constructoare de mașini
pune în permanență pe primul plan creșterea indicelui de siguranță, iar sistemele de
suspensii independente prezintă acest avantaj de a oferi siguranță sporită.
Cu ajutorul programului de modelare și simulare ADAMS CAR, am realizat
partea practică, studiind suspenia MacPherson pentru trei cazuri, cu diferite dimensiuni
ale pneurilor. După s imulările realizate am reprezentat grafic valorile calculate anterior.
Informațiile menționate în capitolele teoretice ale lucrării sunt susținute cu
ajutorul graficelor realizate în urma simulărilor, confirmându -se importanța și avatajele
utilizării susp ensiei de tip MacPherson în construcția unui autovehicul.

52
BIBLIOGRAFIE

Stefan Tabacu, Ion Tabacu ,Tiberiu Macarie ,Elena Neagu ,editura Universitati I din
Pitesti 2004, DINAMICA AUTOVEHICULELOR Îndrumar de proiectare
https://www.academia.edu/27711304/Industria_auto_un_domeniu_e conomic_cu_o_dez
voltare_rapidă_în_Regiunea_Centru – accesat la 15.06.2020
https://www.academia.edu/14854614/CALCULUL_SI_CONS TRUCTIA_AUTOVEHICUL
ELOR_RUTIERE_FACULTATEA_DE_MECANIC%C4%82_ -2013 – accesat la
15.06.2020
https://www.dcautorom.ro/sistemul -de-suspensie – accesat la 15.06.2020
https://www.ep iesa.ro/arcuri -spirala -vw-touran -1t1-1t2-2-0-tdi-diesel -170-
cai/19634/subcat -100113/ – accesat la 15.06.2020
https://dailydriven.ro/ce -este-arcul -de-suspensie -si-ce-face – accesa t la 15.06.2020
https://www.emag.ro/amortizor -suspensie -fata-stanga -dreapta -vw-touran -bkc-bls-bxe-1-
9-tdi-kayaba -1023389/p d/DS63BCBBM/ – accesat la 15.06.2020
https://ro.wik ipedia.org/wiki/Legea_conserv%C4%83rii_energiei – accesat la
15.06.2020
https://dailydriven.ro/ce -este-bara-stabilizatoare -si-ce-face – accesat la 16.06.2020
https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ – accesat la 16.06.2020
https://www.totalauto.ro/2008/01/10/antiruliu/ – accesat la 16.06.2020
https://andreidima.ro/ce -rol-au-bucsele/ – accesat la 16.06.2020
https://www.pieseauto.ro/bucsa -bascula/ vw/golf -4/bucsa -bascula -plina -vw-
247373279.html – accesat la 16.06.2020
https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) – accesat la 16.06.2020
https://autoexcello.wordpress.com/2013/09/10/sistemul -de-suspensie/ – accesat la
16.06 .2020
https://autoama.blogspot.com/2014/11/suspensia -automobilului.html – accesat la
16.06.2020
https://ro.wi kipedia .org/wiki/Suspensie_(vehicul) – accesat la 16.06.2020
https://pdfslide.net/documents/monroe -totul-despre -suspensii -55c9a305a7274.html –
accesat la 16.06 .2020
https://en.wikipedia.org/wiki/MacPherson_strut – accesat la 17.06.2020
https://www.4tuning.ro/ghidul -soferului/multilink -mcpherson -sau-double -wishbone -ce-
suspensie -are-masina -ta-40464.html – accesat la 17.06.2020
http:/ /fastnl ow.net/4 -macam -tipe-suspensi -independen -yang -perlu -diketahui/ – accesat
la 17.06.2020

53
https://ciclop.ro/2019/01/27/ce -suspensie -este-mai-buna/2358/ – accesat la 17.06.202 0
https://italo.ro/chestiuni/2014/03/22/suspensiile -penteker -in-romania/ – accesat la
17.06.2020
https://graduo.ro/proiecte/transporturi/suspensia -mcpherson -272145#_=_ – accesat la
17.06.2020
https://www.scribd.com/doc/130157392/McPherson – accesat la 17.06.2020
https://www.ttonline.ro/revista/c ad-cam-cae-pdm-plm-erp/msc -software -corporation –
lider-mondial -pe-piata -solutiil or-software -de-simulare – accesat la 18.06.2020
https://www.skywarder.eu/blog/2015/01/ 31/skyward -cooperating -msc-software/ –
accesat la 18.06.2020
https://en.wikipedia.org/wiki/MSC_Adams – accesat la 18.06.2020
https://cadcaecamworld.wordpress.com/2017/05/13/improve -fsae-vehicle -performance –
with-free-msc-adams -car-sponsorship -webinar -monday -june-12-2017/ – accesat la
18.06.2020
https://www.mscsoftware.com/product/adams -car – accesat la 18.06.2020

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

Absolvent _______________________Conducător __________________________
Denumirea lucrării de diplomă___________________________________________
___________ ___________________________________________________ ______
____________________________________________________________________

R E F E R A T
ASUPRA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ / DISERTAȚIE
Date generale, oportunitatea și actualitatea temei de diplomă:______ ____________
______________________________________ ________________________________
__________________________________________________________________
Aprecieri asupra conținutului tehnico – științific al lucrării, nr. pagini:____________
_________________ ___________________________________________________
____________________________________________________________________
Aprecieri asupra parții desenate __________________________________________
__________________________________________ _________________ _________
Utilizarea calculatorului, 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 c onducătorului

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 (re alizate in catedra)
 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 studi ilor de ______
______________________________________organizat de către Facultatea
_____________________________________________________din cadrul
Universității Politehnica Timișoara, sesiunea _________ ___________ a anului
universitar __________________, c oordonator ______________________________,
luând în considerare conținutul art. 34 din Regulamentul privind organizarea și
desfășurarea examenelor de licență/diplomă și disertație, aprobat prin HS nr.
109/14.05.2020 și cunoscând faptul că în cazul constată rii ulterioare a unor declarații
false, voi suporta sancțiunea administrativă prevăzută de art. 146 din Legea nr. 1/2011
– legea educației naționale și anume anularea diplomei de studii, declar pe propr ie
răspundere, că:
• această lucrare este rezultatul p ropriei activități intelectuale,
• lucrarea nu conține texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din alte
surse fără ca acestea să nu fie citate, inclusiv situația în care sursa o reprezi ntă o altă
lucrare/alte lucrări ale subsemnatului.
• sursele bibliografice au fost folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor
internaționale privind drepturile de autor.
• această lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de
licență/diplomă/disertație.
Timișoara,
Data Semnătura
_______________________ _____________________________

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