1.ARGUMENT

Automobilul este urmasul masinii cu abur si a motorului cu ardere interna , iar primele automobile au aparut la inceputul secolului trecut, constituind o ”minune”.

In ultimii ani s-a produs un salt calitativ important in perfectionarea si modernizarea automobilelor, acordandu-se o atentie deosebita economicitatii, sigurantei circulatiei si reducerii mesei proprii. Pentru o mai mare diversitate in oferta pentru clienti , motoarele noi sunt tot mai performante , lupta ducandu-se intre solutiile constructive moderne care sa asigure o importanta functionala , o viteza din ce in ce mai mare in conditiile unei sigurante sporite. Oricare ar fi alegerea, un motor trebuie sa se supuna in prezent .

Lucrarile in mecanica de motoare termice reprezinta un real potential de oferta profesionala in conditii de investitie tehnico-materiala, nu foarte costisitoare; o sansa de integrare socio-profesionala rapida chiar in conditiile locale de mediu socio-economic.

Proiectul cu tema „Sistemul de rulare cu pneuri.Constructia si caracteristicile rotilor ”evidentiaza principiul de functionare al acestor componente esentiale rularii automobilelor.

Lucrarea prezinta aspectele principale ale functionarii rotilor de automobil si evidentiaza caracteristici functionale diferentiate pentru fiecare categorie de roti de automobil. Realizarea proiectului atinge o serie de competente tehnice generale dar si competente specifice.

Caracteristicile constructive ale roţilor cu pneu şi proprietăţile fizico-mecanice ale anvelopelor folosite la echiparea acestor roţi, au o influenţă directă asupra capacităţii de tracţiune şi de frânare, asupra stabilităţii în mers, precum şi asupra capacităţii de trecere a autovehiculelor.

Roţile autovehiculelor au rolul de a prelua întreaga greutate a vehiculului încărcat, de a stabili contactul cu calea rutieră pe care rulează şi de a amortiza o parte din oscilaţiile autovehicului. Constructiv, ele sunt formate din pneu, jantă şi discul roţii, se montează pe butucul roţii şi – cu acesta – se rotesc în jurul axului roţii.

Principalele cerinţe faţă de construcţia roţilor cu pneu pentru autovehicule, se referă la :

-rezistenţă la solicitări şi sudabilitate în exploatare ;

1

-posibilitatea montării şi demontării uşoare a anvelopei pe janta roţii şi a roţii pe butuc ;

-Discul roţii este obţinut – în general – din tablă de oţel prin presare ; se mai folosesc – în locul discului – butuci cu spiţe trase sau turnate, în scopul măririi rigidităţii şi diminuării greutăţii. Îmbinarea dintre disc şi jantă se face prin sudură. Profilul şi configuraţia jantei se adoptă după categoria autovehiculului şi solicitarile roţii.

Pentru autoturisme şi autocamioane se folosesc jenţi cu profil adânc, nedemontabile (figura 1.1); aceste jenţi cu adâncitură (1) pot avea urechi deschise (3) sau închise (4), care sunt profilate din umărul jenţii (2). Urechile înalte asigură pneului o puternică stabilitate laterală. Deschiderea mai mare (distanţa) dintre umerii jantei (5) influenţează favorabil calităţile mersului şi frânării autovehiculului, diminuând oscilaţiile şi uzura pneului,greutate minimă şi preţ de cost redus.

2

2. CONTINUTUL PROPRIU-ZIS

2.1.DESTINAŢIA ŞI CLASIFICAREA ROŢILOR

In funcţie de destinaţie, roţile de automobil se clasifică în:

roţi motoare, care îndeplinesc funcţia de element de susţinere şi de element motor;

roţi de direcţie (ghidare), care servesc ca element de susţinere, precum şi ca element de ghidare;

roţi combinate, care îndeplinesc funcţia roţilor motoare şi a roţilor de ghidare:

roţi de susţinere, care îndeplinesc numai funcţia de element de sus-ţinere.

Roata ca element motor şi ca element de susţinere trebuie să consume o cantitate de energie cât mai mică pentru rostogolire. Roata de automobil se compune dintr-o parte rigidă (roata propriu-zisă) şi o parte elastică (pneul).(fig.1.1)

fig.1.1

2.2 CONSTRUCŢIA ROŢII PROPRIU-ZISE

Părţile componente ale roţii propriu-zise sunt:

janta,

butucul,

elementele de legătură ale butucului cu janta,

capacul de roată.

3

Legătura dintre butuc şi jantă se realizează, în general, prin intermediul unui disc. La unele automobile cu capacitate mare de încărcare se utili-zează roţile cu spiţe.

fig.a fig.b fig.c

fig.2.1 fig.2.2

In figura 2.1 se reprezintă construcţia unei roţi cu disc. Ea se compune din butucul 4 pe flanşa căruia se fixează discul 2, prin intermediul şuruburilor 3, şi din janta 1, nituită pe discul 2; capacul 6, menţinut de arcurile lamelare 5, acoperă butucul şi discul. Discul se fixează de jantă prin sudare sau nituite, iar de butuc cu şuruburi sau prezoane. Pentru a-i reduce greutatea şi pentru ventilaţie, discul este prevăzut, în general, cu găuri. Janta este partea roţii pe care se montează pneul. Jantele roţilor de auto-mobil sunt de două feluri: adânci (nedemontabile) şi plate (demontabile). Jantele adânci (fig. 2.2, a şi b) se utilizează la toate autoturismele moderne; canalul din mijloc serveşte la montarea şi demontarea anvelopelor.

4

Jantele plate (fig. 2.2, c) se utilizează la autocamioane şi autobuze, deoarece construcţia jantei uşurează montarea anvelopelor grele care au marginile mai rigide. Janta plată are o bordură 1 fixă şi una demontabilă 2. Bordura de-montabilă se reazemă lateral de inelul de închidere 4 secţionat radial, inel care se introduce în canalul jantei 3. La montare, se aşază pneul pe jantă şi, apoi, se introduce bordura demontabilă, împingându-se până se eliberează canalul din jantă, în care se introduce inelul elastic de împingere. Bordura demontabilă este menţinută în poziţia normală de marginea pneului sub presiune.

2.3.PNEURILE PENTRU AUTOMOBILE

2.3.1.DESTINAŢIA ŞI CLASIFICAREA PNEURILOR

Pneurile reduc şi amortizează şocurile produse în timpul deplasării autovehiculului şi asigură contactul cu calea de rulare.

Clasificarea pneurilor de autovehicul se face după mai multe criterii.

După destinaţie, pneurile se clasifică în:

pneuri pentru autoturisme;

pneuri pentru autocamioane şi autobuze;

pneuri pentru autovehicule speciale.

După presiunea interioară, pneurile se clasifică în:

pneuri de presiune înaltă, utilizate la autocamioane şi autobuze, la care presiunea interioară este cuprinsă între 3-7,5 bar;

pneuri de joasă presiune, utilizate la autoturisme şi tractoare, la care presiunea interioară este cuprinsă între 1,4-3 bar.

După elementele componente, pneurile se clasifică în:

pneuri cu cameră

pneuri fără cameră.

După tipul carcasei, pneurile se clasifică în:

pneuri obişnuite (cu carcasă diagonală)

pneuri cu carcasă radială.

5

2.3.2.TIPURI CONSTRUCTIVE DE PNEURI

Fig.3.2.1

Anvelopa reprezintă un înveliş elastic care se compune din:

1. bandă de rulare (stratul protector) 5

2. stratul amortizor (brekerul) 4, carcasa 3

3. flancurile (părţile laterale) 6

4. talonul 7.

Banda de rulare protejează carcasa şi camera contra deteriorărilor şi a uzurii, transmite efortul de tracţiune şi frânare, măreşte aderenţa etc.

Stratul amortizor (brekerul) face legătura între banda de rulare şi carcasă, preluând o parte din şocurile care se transmit.

Carcasa este partea anvelopei care preia eforturile cele mai mari în timpul deplasării autovehiculului. Ea constituie scheletul anvelopei şi se confecţionează dintr-un număr de straturi de ţesătură specială (straturi de cord).

Flancurile protejează pereţii laterali ai carcasei. în general, flancurile formează un tot unitar cu banda de rulare.

6

Taloanele reprezintă partea rigidă; ele dau posibilitatea obţinerii unei fixări rezistente a anvelopei pe jantă.

Fig.3.2.2.

In interiorul talonului se găseşte o inserţie metalică (inel de talon), izolată cu amestec de cauciuc, care-i asigură rigiditatea necesară. Numărul inelelor de talon depinde de numărul straturilor de cord al carcasei.

Camera de aer este un tub inelar (tor) din cauciuc, în interiorul căruia se găseşte aer, care contribuie la amortizarea şocurilor în timpul mersului, în general, grosimea pereţilor camerelor de aer este de 1,5-3 mm.

Valva cu ventil are rolul de a menţine aerul sub presiune în pneu, nepermiţând ieşirea lui în exterior.

Banda de protecţie (banda de jantă) este de formă inelară şi are rolul de a proteja camera de aer de frecare cu janta metalică. In general, ea se utilizează numai la pneurile montate pe jante plate.

7

fig.3.2.3

Pneurile cu carcasă diagonală (fig. 3.2.4, a) au firele de cord orientate, înclinate faţă de talon.

fig.3.2.4

Pneuri cu carcasă radială. La pneurile cu carcasă radială (fig. 3.2.4, b) firele de cord sunt dispuse radial, adică perpendicular pe talon.

Pneul cu carcasă radială, sub aspectul exterior, nu diferă prea mult de unul obişnuit ci doar printr-o lăţime ceva mai mare şi o formă ovală, aplatizată.

In comparaţie cu un pneu obişnuit, pneul cu carcasă radială prezintă ca avantaje: creşterea duratei exploatării cu 30-80%; micşorarea rezistenţei la rulare cu 10-15% datorită faptului că deformaţia este mult mai mică; manifestă calităţi bune şi la circulaţia în timp de iarnă.

8

fig.3.2.5

Pneuri fără cameră de aer. La aceste pneuri (fig. 3.2.5), etanşarea cu janta este asigurată de un strat de cauciuc foarte moale 1, ce se găseşte pe suprafaţa interioară. In acest caz, janta trebuie să fie foarte netedă, dintr-o bucată şi să aibă o înclinare mică la margini.

Pneu Janta Valva Aer

La aceste pneuri, valva cu ventilul 2 se montează direct pe jantă, iar etanşarea este asigurată de şaibele de cauciuc 3.

La pneurile fără cameră, se măreşte siguranţa circulaţiei, deoarece stratul subţire din cauciuc foarte elastic la pătrunderea unui corp străin produce o autoetanşare (nu se perforează, ci se întinde). In cazul unei perforări, aerul iese din pneu în mod treptat, nu sub formă de explozie.

9

2.3.3. INSCRIPŢIONAREA ANVELOPELOR

Caracteristicile anvelopei sunt inscripţionate pe flancuri pentru identificare.

La o anvelopă se deosebesc următoarele caracteristici:

-Latimea sectiunii (balonajul), exprimata in mm;

-Raportul de aspect R, exprimat prin raportul între înălţimea şi lăţimea ba-lonului, înmulţit cu 100;

-Tipul carcasei (diagonală sau radială. Anvelopa cu carcasa diagonală are inscripţionată litera D (aceasta poate lipsi), iar anvelopa radială se in-scripţionează cu litera R (eventual, cuvântul RADIAL);

-Diametrul jantei d, exprimat în inci sau în mm;

-Indicele capacităţii de sarcină. Dacă anvelopa poate funcţiona simplu sau jumelat, se inscripţionează ambele valori ale indicelui de sarcină;

-Indicativul categoriei de viteză exprimat printr-o literă;

Cuvântul TUBELESS, indică faptul că anvelopa poate funcţiona tară cameră de aer;

-Litera M+S sau MS, indică faptul că anvelopa este destinată drumurilor acoperite cu zăpadă sau cu noroi (pentru anvelope cu utilizări multiple se inscripţionează cu literele MST);

-Cuvântul REINTORCED, indică faptul că anvelopa este de tip ranforsat;

-Data fabricaţiei este compusă din trei cifre; primele două indică săptămâna anului, iar ultima, anul (prin ultima cifră a anului respectiv);

-Presiunea interioara, exprimată prin indicele PSI; corespondenţa dintre indicele PSI(x) şi presiunea exprimată în MPa este dată de relaţia: P, = 0,0069 • x [MPJ.

Pe fiecare anvelopă se mai inscripţionează obligatoriu, dar în alte locuri, semnul E al omologării europene urmat de codul ţării producătoare (pentru România, cifra 19 şi de numărul aferent omologării. De asemenea, pe un liane al anvelopei trebuie indicată şi seria de fabricaţie.

In figura 16.7 se prezintă inscripţionările unor anvelope de autoturism (a), şi de autocamion (b). Conform celor menţionate anterior, anvelopa de autoturism are următoarele caracteristici:

lăţimea balonului de 185 mm,

10

raportul nominal de aspect 70,

structura radială,

diametrul nominal al jantei de 14 ţoii (365 mm),

capacitatea de sarcină de 580 kg (corespunzătoare indicelui 89),

aparţine categoriei T de viteze (190 km/h),

poate funcţiona fără cameră de aer,

este destinată drumurilor cu zăpadă sau noroi,

este fabricată în a 35-a săptămână a anului 2000.

Anvelopa de camion are lăţimea balonului de 250 mm, raportul nominal de aspect 70, structură radială, diametrul nominal al jantei de 20 ţoii (508 mm), poate prelua simplu 3 250 kg (indice de sarcină 149) şi jumelat 2 900 kg (indice 145), aparţine categoriei J de viteze (100 km/h), poate fi utilizată la categoria L de viteze (120 km/h) cu sarcină de 3 000 kg - simplu (indice 146) şi 2 725 kg - jumelat (indice 143), poate fi montată fără cameră de aer, fabricată în săptămâna a 25-a a anului 1997, presiunea de umflare fiind de 0,62 Mpa (corespunzătoare la 90 PSI).146 L

2.3.4.INTRETINEREA ROŢILOR

Intreţinerea roţilor constă din ungerea şi reglarea rulmenţilor, echilibrarea roţilor şi schimbarea roţilor între ele.

Ungerea rulmenţilor roţilor se face cu unsoare consistentă tip Rul. După fiecare 20 000-60 000 km parcurşi, în funcţie de prescripţiile fabricii constructoare, unsoarea consistentă trebuie înlocuită. Pentru aceasta se demontează rulmeţii, se spală cu petrol, apoi se ung cu unsoare proaspătă.

Reglarea rulmenţilor din butucul roţii are drept scop eliminarea jocu-lui. Rulmenţii roţilor din faţă se reglează de obicei cu ajutorul piuliţei crenelate 1 (asigurată cu cuiul spintecat 4) şi al şaibei 2 (fig. 4.1, a) montate pe capătul fusului fuzetei 3.

In cazul rulmenţilor roţilor punţii spate, reglarea se face, în general, cu ajutorul piuliţei interioare 7, rondelei de siguranţă 2 şi al piuliţei exterioare 3 (fig. 4.1, b).

Rulmenţii cu bile utilizaţi, în special, la roţile autoturismelor nu se reglează.

11

fig.4.1

Echilibrarea roţilor prezintă o deosebită importanţă pentru autovehiculele care se deplasează cu viteze ridicate. Dezechilibrarea roţilor conduce la o uzură anormală a anvelopei şi a rulmenţilor.

Echilibrarea roţilor se face atât static cât şi dinamic, în mod practic, echilibrarea se face cu contragreutăţi de plumb, prinse de marginile janteiprin cleme de oţel, asigurând o fixare sigură contra forţelor centrifuge care iau naştere în timpul rotaţiei.

Echilibrarea statică constă în aducerea centrului de greutate al roţii exact în axa sa de rotaţie. în cazul în care există o masă de dezechilibrare, roata plasată pe un ax orizontal se roteşte până ce masa ajunge în partea de jos. Echilibrarea se realizează prin fixarea de contragreutăţi pe janta roţii, diametral opus masei care produce dezechilibrul roţii.

Echilibrarea dinamică se face la o anumită turaţie a roţii cu scopul de a înlătura efectele cuplurilor datorită forţelor centrifuge asupra maselor în raport cu planul median al roţii.

Echilibrarea statică şi dinamică a roţilor se efectuează cu ajutorul maşini-lor de echilibrat, care indică valoarea contragreutăţii pentru echilibrare şi locul de dispunere a lor.

Schimbarea roţilor între ele se face în scopul uniformizării uzurii pneurilor datorită faptului că solicitările nu sunt aceleaşi.

12

fig.4.2

In figura 4.2 este reprezentată schema de permutare a roţilor de automobil după un parcurs de 6 000-10 000 km.

2.3.5.DEFECTELE IN EXPLOATARE ALE ROŢILOR

Remedierea constă în corectarea presiunii pneurilor conform cu prescripţiile fabricii constructoare.

Defecţiunile care apar la roţi pot conduce la accidente grave, mai ales când acestea se produc la puntea din faţă.

Defecţiunile roţilor se pot manifesta sub forma:

roţile produc zgomote;

rulmenţii roţilor se încălzesc excesiv;

pneurile se uzează anormal;

pană de cauciuc.

Roţile produc zgomote. Defecţiunea este determinantă la roţile din faţă de următoarele cauze: presiunea insuficientă în pneuri; uzura anormală a pneurilor; rulmenţi foarte strânşi, uzaţi sau deterioraţi; buloanele de prindere a discului roţii rupte sau desfăcute; discul încovoiat sau fisurat; flanşa butucului roţii încovoiată.

Unele din aceste defecţiuni pot fi înlăturate şi pe parcurs, prin aducerea pneurilor la presiunea corectă, prin înlocuirea pneului uzat cu cel de rezervă prin strângerea şuruburilor sau gresarea rulmenţilor.

- Ruperea sau desfacerea buloanelor de fixare a discului roţii se datoreşte slăbirii piuliţelor de fixare a buloanelor, dezechilibrării roţilor, lărgirii orificiilor discurilor sau strângerii exagerate a piuliţelor de fixare.

13

Remedierea provizorie se poate efectua pe parcurs dacă nu s-au rupt majoritatea buloanelor, prin dispunerea simetrică a celor rămase.

- Ruperea, încovoierea sau fisurarea discului roţii se datoreşte lovirii discului de bordura trotuarului sau de alt obstacol.

- încovoierea flanşei butucului roţii se datoreşte unor cauze similare celor care provoacă încovoierea sau deteriorarea discului roţii şi are ca urmare o uzură excesivă a pneurilor.

Dacă defecţiunea s-a produs la roata din faţă, apare şi o trepidaţie a volanului.

Remedierea se face la atelierul de reparaţii până la care automobilul se va deplasa cu viteză redusă.

Incălzirea excesivă a pneurilor. Cauzele care duc la încălzirea excesivă a pneurilor sunt:

presiunea insuficientă;

supraîncărcarea automobilului;

deplasarea cu viteză excesivă timp îndelungat.

Uzura anormală a pneurilor. Principalele cauze care pot duce la uzura anormală sunt:

rularea cu presiune incorectă,

nepermutarea pneurilor la timp.

montarea şi demontarea incorectă a pneurilor,

modul de conducere,

apariţia unor defecţiuni la organele sistemului de direcţie şi de frânare.

Rularea cu presiune incorectă are o mare influenţă asupra uzurii pneului.

Pneul care rulează cu presiune insuficientă duce la o uzură a benzii de rulare mai pronunţată în zona umerilor. Datorită deformărilor mai mari a straturilor şi încălzirii pneului, firele de cord se dezlipesc de cauciuc şi se rup, după care freacă pereţii camerei de aer, provocând spargerea ei.

Nepermutarea pneurilor la timp micşorează durata de funcţionare a lor. Permutarea se face după un număr de km şi după o anumită ordine (v. întreţinerea roţilor).

Montarea şi demontarea incorectă a pneurilor constituie una din principalele cauze care duc la deteriorarea anvelopelor.

14

Modul de conducere a automobilului are o influenţă mare asupra durabilităţii pneurilor. La demarări şi frânări intensive, uzura pneurilor creşte foarte mult.

Modificarea unghiurilor de aşezare a roţilor şi pivoţilor conduce la o uzură anormală a pneurilor. Din această cauză, periodic, unghiurile trebuie verificate şi reglate.

Defectarea unor organe ale sistemului de frânare care conduc la blocarea unei roţi sau a tuturor simultan dau naştere la uzuri anormale ale, anvelopelor, deteriorarea talonului (datorită încălzirii excesive a tamburului şi a jantei).

Pana de cauciuc se datoreşte defectării anvelopei sau a camerei de aer în urma pătrunderii unor corpuri metalice în anvelopă sau a exploziei camerei. Producerea penei la una din roţile din faţă poate avea urmări grave, întrucât, la apariţia acesteia, se schimbă brusc direcţia automobilului. De aceea la roţile din faţă trebuie montate anvelopele cele mai bune.

Inlăturarea defectului constă în repararea camerei de aer sau anvelopei la atelierul de vulcanizat.

Repararea camerelor de aer se poate face şi pe parcurs cu soluţie de lipit, cu petice calde sau cu petice rapide.

15

3. BIBLIOGRAFIE

1. M. Stratulat, V. Vlasie, Automobilul pe înţelesul tuturor, Editura tehnică, Bucureşti, 1991

2. Corneliu Mondiru, Automobile Dacia, diagnosticare, întreţinere, reparare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1998

3. Gh. Frăţilă, M. Frăţilă, Şt. Samoilă, Automobile, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 2003

4. Marian Pavelescu, Simona Pavelescu, Alina Melnic, Lucian Toderaş, Tehnologii în mecanica motoarelor, Manual pentru Şcoala de arte şi meserii, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 2006

5. http://www.wikipedia.org

16

4. ANEXE

Montarea pas cu pas

17

18