Poluare Si Economie I

Liviu Georgescu – Poluare [i economie de combustibil la automobile

UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCURE{TIFACULTATEA DE TRANSPORTURI

CATEDRA AUTOVEHICULE RUTIERE{. l. dr. ing. LIVIU GEORGESCU

POLUARE {I ECONOMIE DE COMBUSTIBIL LA AUTOMOBILELUCR~RI PRACTICE


© 2005. Editura ALMA - Craiova

Descrierea CIP a Bibliotecii Na]ionale a Rom@nieiGEORGESCU, LIVIU

Poluare [i economie de combustibil la automobile:lucr#ri practice / Liviu Georgescu. - Craiova : Alma,2005.

Bibliogr. p. 165I.S.B.N. 973-8443-53-9

504.054:621.431.7:629.33(075.8)

Referen]i [tiin]ifici:Prof. dr. ing. VIRGILIU DAN NEGREAProf. dr. ing. FLORIAN IVAN

Tehnoredactare computerizat#: LIVIU GEORGESCU


UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCURE{TIFACULTATEA DE TRANSPORTURI

CATEDRA AUTOVEHICULE RUTIERE

{. l. dr. ing. LIVIU GEORGESCU

POLUARE {I ECONOMIE DE COMBUSTIBILLA AUTOMOBILE

LUCR~RI PRACTICE

Editura ALMA – Craiova2005


Editura ALMA - CraiovaBaza industrial# ALMA CONS

Calea Severinului, Nr. 44 ATel./ Fax: (0251) 586.301 ‚ 587.300

Tiparul executat la imprimeria ALMA CONSTel./ Fax: (0251) 586.301 ‚ 587.300

e-mail: [email protected] industrial# ALMA CONS

Calea Severinului, Nr. 44 A200610 - Craiova

Rom@nia


xxx

C U V ^ N T _ N A I N T E

_n condi]iile schimb#rilor climatice manifestate pregnant \n ultimul timp, chiar[i dac# se are \n vedere numai c# Institutul de Meteorologie din Anglia a \nregistrat,de exemplu, \ntre 1 noiembrie 1994 [i 1 noiembrie 1995, cea mai mare temperatur#medie din cei 600 de ani de c@nd se efectueaz# observa]ii meteo, problema polu#riiprime[te deja caracter de agresivitate.

Cum popula]ia de autoturisme num#r# cca. 800 mil. unit#]i, cu o rat# anual# decre[tere de 20-40 mil., “regele” automobil este un mare vinovat de poluarea ambiant#chimic#, cu particule solide fine [i fonic#, la aceasta contribuind consistent [i motorulcu ardere intern# ce-l echipeaz# cu prioritate, ma[in# ce este [i un consumatorimportant de combustibili fosili.

Lucrarea Poluare [i economie de combustibil la automobile dep#[e[te con]inutulstatuat pentru Lucr#ri practice.

Cele 25 de titluri acoper# inspirat problematica aparaturii [i metodicilor deinvestigare a polu#rii cu particule mecanice [i noxe gazoase, metode de determinarea consumului de combustibil, inclusiv \n regim variabil de exploatare [i func]ionalal autovehiculului, m#suri practice pentru reducerea consumului de carburan]i [i anoxelor, acord@ndu-se aten]ia cuvenit# [i aspectelor privind preciziile de m#surare.

Scrise de la simplu la complex, lucr#rile ce privesc poluarea [i reducerea consu-mului de combustibil la automobile se adreseaz# speciali[tilor forma]i [i \n formaredin domeniu, fiind util# [i unui public mai larg, utilizator al acestui mijloc de trans-port ce a devenit aproape indispensabil omului modern.

Timi[oara 11 mai 2005 Prof.dr.ing. Virgiliu Dan NEGREA

5

M.C al ACADEMIEI de {TIIN}E TEHNICE din Rom@nia Director

Centrul de Cercet#ri pentru Ma[ini, Echipamente Termice,Transporturi [i Combaterea Polu#rii

Pre[edinteComisia pentru Combaterea Polu#rii Mediului

ACADEMIA Rom@n#, Filiala Timi[oara



xxx

P R E F A } ~

Parcul de automobile cre[te \n mod continuu la nivel mondial. Av@nd \n vederefenomenul de globalizare, poluarea [i economia de combustibil la automobile suntprobleme care intereseaz# nu numai de]in#torii efectivi ai automobilelor, ci \ntreagapopula]ie a globului. Pentru exemplificare se poate ar#ta c#, dac# \n anul 1938 \nRom@nia existau 29.000 de automobile [10], la sf@r[itul anului 2004 existau numai\n Bucure[ti aproximativ 1.000.000 de autoturisme, la care se adaug# un num#rimportant de autobuze, troleibuze, autovehicule destinate transportului de marf#,precum [i autovehicule utilitare cu diferite destina]ii.

Este \n interesul tuturor ca s# se cunoasc# efectele polu#rii generate de automo-bile, precum [i a modalit#]ilor de a evalua [i influen]a \n mod pozitiv economisireade combustibil. _n lucrare sunt prezentate metode [i aparatura necesar# pentruevaluarea polu#rii datorate emisiilor de particule mecanice, precum [i a noxelorgazoase, c@t [i metode privind evaluarea consumului de combustibil al diferitelortipuri de automobile, \n diferite condi]ii de exploatare, cum ar fi cu instala]ia de aercondi]ionat \n func]iune, influen]a st#rii termice a motorului sau alimentarea cugaz petrolier lichefiat. _n Rom@nia, unele dintre metode [i aparaturi sunt disponibile\n mod uzual la ateliere service obi[nuite, pe c@nd altele sunt disponibile doar lac@teva uzine constructoare de automobile din Rom@nia sau la Registrul Auto [email protected] parte dintre lucr#ri utilizeaz# un aparat matematic simplu, pe c@nd altele apeleaz#la cuno[tin]e superioare din domeniu. S-a acordat aten]ie [i evalu#rii erorilor dem#surare, precum [i a prelucr#rii datelor cu ajutorul mijloacelor moderne de calcul\n interpretarea rezultatelor, utiliz@nd calculatoarele. Pe parcursul volumului suntprezentate m#suri practice pentru ameliorarea caracteristicilor privind poluareamediului \nconjur#tor [i modul \n care emisiile de poluan]i pot fi minimizate. Suntprezentate de asemenea [i metode privind aspecte de mic[orare a consumului decombustibil, precum [i a factorilor care influen]eaz# \n mod semnificativ m#rireaconsumului si a emisiei de elemente poluante.

S-a dorit conferirea unui pronun]at caracter aplicativ al acestui volum, motivpentru care s-a optat pentru organizarea pe capitole denumite “lucr#ri”, fiecaredintre ele fiind destinat unui anumit tip de element poluant. _n prezentarea fiec#reilucr#ri se \ncepe cu o succint# fundamentare a determin#rii efectuate. Scopul finalal lucr#rilor este \nregistrarea [i interpretarea rezultatelor, pe fi[e pe care s# seconsemneze datele efectiv m#surate.

Prezenta lucrare a fost elaborat# pentru a reprezenta un \ndrumar privind no]iunide poluare [i economie de combustibil la automobile, adres@ndu-se \n aceea[i m#sur#at@t speciali[tilor din acest domeniu de activitate, c@t si publicului larg de]in#tor de

7


automobile. Volumul poate fi util [i studen]ilor din sec]iile de specialitate din \nv#]#-m@ntul tehnic superior, at@t din specializarea automobile, c@t [i \n specializareatransporturi rutiere.

Bucure[ti 17 aprilie 2005 Liviu GEORGESCU

8


xxx

C U P R I N S

Prefa]# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3L 1. DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISE

PRIN UZURA PNEURILOR AUTOMOBILELOR . . . . . . . . . . . . . . 11L 2. DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISE

PRIN UZURA GARNITURILOR DISCULUI DE AMBREIAJ . . . . 17L 3. DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISE

PRIN UZURA GARNITURILOR PL~CU}ELOR DE FR^N~{I A DISCURILOR DE FR^N~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

L 4. DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISEPRIN UZURA GARNITURILOR SABO}ILOR DE FR^N~{I A TAMBURILOR DE FR^N~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

L 5. DETERMINAREA EXPERIMENTAL~ {I TEORETIC~A CARACTERISTICILOR DE CONSUM _N ULTIMATREAPT~ A AUTOMOBILELOR.EXPRIMAREA ANALITIC~ {I EVALUAREAERORILOR PROBABILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

L 6. DETERMINAREA PE CALE EXPERIMENTAL~PE STAND A CONSUMULUI DE COMBUSTIBILPE BAZA EMISIILOR POLUANTE LA AUTOMOBILE . . . . . . . . . 45

L 7. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL {IA EMISIILOR POLUANTE IN CAZUL UNUI AUTOMOBILPREV~ZUT CU MOTOR CU CARBURATOR . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

L 8. DETERMINAREA INFLUEN}EI AC}ION~RII INSTALA}IEIDE AER CONDI}IONAT ASUPRA CONSUMULUI DECOMBUSTIBIL AL UNUI AUTOMOBIL CU CARBURATOR . . . . 57

L 9. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL {IA EMISIILOR POLUANTE _N CAZUL UNUI AUTOMOBILPREV~ZUT CU MOTOR CU INJEC}IE DE BENZIN~ . . . . . . . . . 63

L 10. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL {IA EMISIILOR POLUANTE IN CAZUL UNUI AUTOMOBILPREV~ZUT CU MOTOR ALIMENTAT CU GPL . . . . . . . . . . . . . . . 71

L 11. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL {IA EMISIILOR POLUANTE IN CAZUL DEPLAS~RII CUCONDI}II DE TRAFIC EXTREM DE AGLOMERAT . . . . . . . . . . . 81

L 12. DETERMINAREA CONSUMULUI ORAR DE COMBUSTIBILAL AUTOMOBILELOR, AT^T LA VITEZE STABILIZATE,C^T {I LA VITEZE TRANZITORII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

9


L 13. APROXIMAREA PRIN ECUA}II ANALITICE AMOMENTULUI {I PUTERII DEZVOLTATE DE UNMOTOR DE AUTOMOBIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

L 14. EXPRIMAREA PUTERII {I MOMENTULUIUNUI MOTOR DE AUTOMOBIL UTILIZ^NDCARACTERISTICILE SPA}IALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

L 15. CALCULUL PUTERII ABSORBITE DE INSTALA}IADE AER CONDI}IONAT LA UN AUTOTURISM UTILIZ^ND CARACTERISTICILE SPA}IALE ALE MOMENTULUI,PUTERII {I CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL . . . . . . . . . . . . . . . 99

L 16. APRECIEREA ERORILOR LA DETERMINAREA CONSUMULUIDE COMBUSTIBIL PE STANDUL DE EMISII . . . . . . . . . . . . . . . . 103

L 17. DETERMINAREA EXPERIMENTAL~ A FUNC}IEIANALITICE REPREZENTND REZISTEN}ELE LADEPLASAREA UNUI AUTOMOBIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

L 18. EXPRIMAREA ANALITIC~ A MOMENTULUI, PUTERII {IA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL ALE UNUI AUTOMOBILATUNCI C^ND SE CUNOSC TREI VALORI DISTINCTE . . . . . . . 115

L 19. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL AL UNUIAUTOMOBIL LA VITEZE STABILIZATE _N TREPTELEINFERIOARE ALE SCHIMB~TORULUI DE VITEZE . . . . . . . . . . 119

L 20. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL,A PUTERII {I MOMENTULUI UNUIMOTOR DE AUTOMOBIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

L 21. DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBILAL UNUI AUTOMOBIL, _N FUNC}IE DE VITEZAMEDIE DE DEPLASARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

L 22. DETERMINAREA VITEZEI MAXIME A UNUIAUTOMOBIL {I A CONSUMULUI S~U DE COMBUSTIBIL,UTILIZ^ND RELA}IILE ANALITICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

L 23. DETERMINAREA TEORETIC~ A RANDAMENTELORDE FUNC}IONARE ALE MOTOARELOR DE AUTOMOBIL,ÎN DIFERITE REGIMURI DE DEPLASARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143

L 24. DETERMINAREA TEORETIC~ A RANDAMENTELORDE FUNC}IONARE ALE MOTORULUI UNUI AUTOMOBILCU INJEC}IE DE BENZIN~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

L 25. DETERMINAREA ERORILOR INDICA}IILOR APARATELORDE M~SURARE A SPA}IULUI {I VITEZEI LA BORDULUNUI AUTOMOBIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157ANEXE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165ENGLISH CONTENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167ENGLISH ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

10


11

xxx

Lucrarea nr. 1

DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULEEMISE PRIN UZURA PNEURILOR AUTOMOBILELOR

1. Fundamente teoretice

Roata de autovehicule se compune [15] din disc [i jant#, confec]ionate dinmetal (tabl# ambutisat# sau aliaje u[oare), pe care se monteaz# pneul. Banda derulare a pneului reprezint# suprafa]a de sprijin [i de contact a anvelopei cu calea derulare, fiind necesar ca aceasta s# fie durabil#, elas-tic# [i rezistent# la uzur#.

Dimensiunile anvelopelor se exprim# \n ]olisau \n milimetri, iar ele se refer# la cotele cuprinse\n figura 1.1.

D – diametrul exterior (nominal);d – diametrul interior al anvelopei sau

diametrul exterior al jantei;H – \n#l]imea exterioar# a sec]iunii transversale;B – l#]imea exterioar# a sec]iunii transversale.Diametrele nominale ale pneurilor, adic# dia-

metrul periferic al ro]ilor de automobil, sunt indi-cate, \mpreun# cu alte caracteristici, \n standardeleprivind pneuri.

_n tabelul 1.1. sunt prezentate dimensiunileprincipale pentru anvelopele de autoturisme [iautoutilitare [6]. Fig. 1.1. Dimensiunile anvelopelor

Tabelul 1.1.Dimensiuni principale ale anvelopelor pentru autoturisme [i autoutilitare


_n tabelul 1.2. se prezint# dimensiunile principale ale anvelopelor destinateautocamioanelor, autobuzelor, troleibuzelor [i remorcilor auto [6].

12

Tabelul 1.2.Dimensiuni principale ale anvelopelor destinate autocamioanelor,

autobuzelor, troleibuzelor [i remorcilor auto

Tabelul 1.3.Dimensiuni principale ale anvelopelor pentru autoturisme


_n tabelul 1.3. se prezint# dimensiunile principale ale anvelopelor pentru auto-turisme [6].

_n urma parcursului efectuat de automobile, anvelopele se uzeaz#. Conformlegisla]iei \n vigoare, ad@ncimea minim# admis# a profilurilor anvelopelor de auto-mobil este de 1,5 mm.

Anvelopele trebuie men]inute la presiunea recomandat# de c#tre fabricant.M#surarea presiunii anvelopelor trebuie efectuat# cu pneurile reci. Dac# pneurileruleaz# permanent la presiunea corespunz#toare, atunci banda de rulare se uzeaz#\n mod uniform, conform cu figura 1.2. A. _n cazul rul#rii la presiuni insuficiente,uzura este mai pronun]at# \n p#r]ile laterale, conform figurii 1.2. B, iar \n cazulrul#rii \ndelungate la presiuni superioare valorii indicate, uzura se distribuie deasemenea neuniform pe centrul benzii de rulare, conform figurii 1.2. C.

_n vederea ob]inerii unei uzuri uniforme a tuturor anvelopelor, se poate procedala permutarea ro]ilor. Dup# efectuarea permut#rii, este necesar s# se aduc# presiuneapneurilor la valorile corespunz#toare noilor pozi]ii ocupate de fiecare anvelop# peautomobilul respectiv. Un motiv al uzurii neuniforme a pneurilor const# din \nc#r-carea diferit# a diferitelor pneuri, unghiurilor ro]ilor de direc]ie, ac]iunea for]elorde trac]iune [i fr@nare ale automobilelor etc.

_n figurile 1.3 [i 1.4. se prezint# scheme de permutare a ro]ilor \n cazul unuiautovehicul cu zece [i [ase, [i respectiv patru [i [ase pneuri. Trebuie men]ionat c#dac# toate pneurile nu au acelea[i caracteristici [i aceea[i uzur# ini]ial#, schemelede permutare nu mai sunt posibil de aplicat.

Fig. 1.3. Scheme de permutare aanvelopelor la camioane

13

Fig. 1.2. Deform#rile anvelopelor\n func]ie de presiunea interioar#


2. Aparatura utilizat#

Pentru aprecierea cantit#]ii de particule emise prin uzura pneurilor unui automo-bil, se porne[te de la un anumit tip de automobil specificat. Se analizeaz# num#rulro]ilor, parcursul automobilului, starea [i dimensiunile anvelopelor.

Pentru m#surarea dimensiunilor se pot utiliza fie mijloace directe de m#surare,cum ar fi [ubler, rulet#, fie datele se pot prelua din tabelele 1.1, 1.2 sau respectiv 1.3.

3. Mod de lucru

Se stabile[te tipul de autovehicul asupra c#ruia se va efectua evaluarea cantit#]iide particule eliberate prin uzura anvelopelor.

_n cazul c@nd este luat# \n considerare situa]ia unui autoturism, se va ]ine contc# num#rul de anvelope uzate este de 5. _n cazul unui autocamion cu o singur#punte spate, cu anvelope duble, num#rul total al pneurilor uzate este de 7, iar \ncazul unui autocamion cu dou# pun]i spate motoare, cu anvelope duble, num#rultotal al pneurilor uzate este de 11, dac# autovehiculul are o singur# roat# de rezerv#,[i de 12, dac# autovehiculul respectiv prezint# dou# ro]i de rezerv#.

Nu exist# prescrip]ii speciale privind parcursul la care este indicat s# se efectuezepermutarea ro]ilor la diferite tipuri de automobile.

}in@nd \ns# cont de faptul c# firmele care \nchiriaz# autoturisme \n leasingofer# \n mod uzual serviciul de schimbare al anvelopelor la un parcurs de 60.000km, se poate aprecia c#, pentru autoturisme, permutarea pneurilor este indicat# a seefectua periodic, dup# circa 10.000 sau cel mult 15.000 km \n cazul autovehiculelormai grele, de marf# sau persoane, din motive de dimensiuni superioare ale anvelo-

Fig. 1.4. Scheme de permutare a anvelopelor la diferite tipuri de automobile

14


pelor [i de viteze de deplasare mai mici, periodicitatea de permutare a pneurilorfiind la intervale mai mari.

Pneurile se pot uza \ns# [i anormal, aceast# uzur# fiind favorizat# de uneledefec]iuni ale mecanismului de direc]ie. Astfel, la modificarea unghiurilor de a[ezareale ro]ilor sau pivo]ilor se produc uzuri mari. _n cazul unei uzuri normale, pe bandade rulare, lipsesc treptele vizibile dintre [iruri (figura 1.5.a) [15].

Dac# unghiul de fug# este prea mare, banda de rulare se uzeaz# anormal; dac#unghiul de c#dere este negativ, banda de rulare se va uza pe partea \n care roata aretendin]a s# se deplaseze.

C@nd unghiul de convergen]# are o valoare pozitiv# mare, banda de rulareprezint# uzura [irurilor exterioare (figura 1.5. b); marginea interioar# a fiec#rui [ireste mai \nalt# dec@t cea exterioar# (roata din dreapta, vedere din spate); dac# unghiulde convergen]# are o valoare negativ# mare, banda de rulare prezint# uzura [irurilorinterioare (figura 1.5. c); marginea exterioar# a fiec#rui [ir este mai \nalt# dec@t ceainterioar# (roata din dreapta, vedere din spate).

Dac# unghiul de c#dere este negativ, se uzeaz# [irurile interioare, (figura 1.5.d); \ntre [irurile interioare se observ# anumite trepte de uzur#, iar [irurile exterioaresunt uzate mediu (vedere din spate a ro]ii din dreapta). Atunci c@nd unghiul dec#dere este negativ (vedere din spate a ro]ii din st@nga), [irurile din interior prezint#o uzur# mare; diferen]a uzurii dintre [irurile exterioare [i cele interioare \n acest

Fig. 1.5. Formele de uzur# ale pneurilor\n cazul regl#rii incorecte a unghiurilor de c#dere [i de convergen]#

15


caz este de 1-2 mm (figura 1.5. e); dac# unghiul de c#dere este negativ la ro]ile dinspate, [irurile din interior prezint# o uzur# mare (roata din dreapta, vedere dinspate); pentru compara]ie se ia treapta de uzur# dintre primul [i al doilea [ir interior(figura l.5. f).

Apari]ia uzurii benzii de rulare \ntr-una sau mai multe zone, este favorizat# [ide jocul \n jurul axei pivotului fuzetei, manifestat printr-o “b#taie a direc]iei”.

4. _nregistrarea [i interpretarea m#sur#torilor

Rezultatele m#sur#torilor vor fi cuprinse \n fi[a de m#sur#tori L 1.

FI{A DE M~SURARE L 1TIP AUTOVEHICUL:

Marca:Tip pneuri:

Num#r total de pneuri (inclusiv roata de rezerv#):

Se va aprecia cantitatea de particule emis# de un automobil \n raport cu num#rultotal de autovehicule de acela[i tip existente \n comunitatea respectiv#. Ca oexemplificare, se estimeaz# c# la \nceputul anului 2005 existau \n Bucure[ti apro-ximativ 1.000.000 de autoturisme. Previziunile asocia]iei produc#torilor [i impor-tatorilor de automobile din Rom@nia estimeaz# c# \n anul 2005 vor fi achizi]ionateun num#r total de circa 280.000 de noi autoturisme, din care aproximativ jum#tate\n Bucure[ti.

5. Concluzii [i observa]ii

Se va determina cantitatea de particule emise prin uzura pneurilor pe un kilo-metru [i se vor preciza regimurile de func]ionare (demaraj, fr@nare, virarea pun]iimotoare pe loc cu ajutorul servomecanismului de direc]ie) care uzeaz# mai multanvelopele respective. De asemenea, se va preciza amplasarea probabil# a locurilorde pe drumurile publice unde este mai previzibil c# se va aduna mai mult acest tipde particule de praf de cauciuc, emise prin uzura pneurilor.

16

Tabelul 1.4.


xxx

Lucrarea nr. 2

DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULEEMISE PRIN UZURA GARNITURILOR DISCULUI DE AMBREIAJ


_n figura 2.1. se prezint# graficul demar#rii automobilului [6], care poate fi\mp#r]it teoretic \n trei perioade.

Perioada I-a de demarare a automobilului reprezint# timpul tl din momentul\nceperii cupl#rii ambreiajului [i p@n# la pornirea din loc a automobilului. Aceast#perioad# se caracterizeaz# prin patinarea total# a ambreiajului (ωa = 0). _n aceast#perioad# momentul de frecare al ambreiajului Ma este mai mic dec@t momentul rezis-tent Mψ redus la arborele ambreiajului, iar automobilul se afl# \n repaus. M#rimeaacestei perioade depinde de sarcina automobilului, de \ndem@narea conduc#toruluietc., fiind egal# cu frac]iuni de secund#, rareori put@nd dep#[i valoarea de o secund#.

Din cauza vitezei mari de alunecare, \n aceast# perioad# se dezvolt# o marecantitate de c#ldur#. Astfel, durata primei perioade de demarare nu trebuie s# fieprea mare, deoarece ar rezulta un lucru mecanic de frecare exagerat de mare, produ-c@nd o uzur# accentuat# a garniturilor de fric]iune.

17

Figura. 2.1. Graficul procesului de func]ionare a ambreiajului,la demararea automobilului


Perioada a II-a de demarare reprezint# timpul t2 de la pornirea de pe loc aautomobilului, p@n# \n momentul \n care vitezele unghiulare ale motorului [iambreiajului devin egale (ωm = ωa).

Pornirea de pe loc a automobilului \ncepe c@nd momentul ambreiajului Madevine egal cu momentul rezistent Mψ (punctul A din fig. 2.1.).

A doua perioad# de demarare a automobilului se caracterizeaz# prin patinareapar]ial# a ambreiajului, cre[terea vitezei unghiulare a arborelui ambreiajului ωa [isc#derea vitezei unghiulare a arborelui motorului ωm. Diferen]a ωm - ωa se mic[oreaz#treptat, iar \n punctul B aceasta se anuleaz#, iar patinarea \nceteaz# (viteza de patinareνp se anuleaz#).

_n aceast# perioad#, viteza unghiular# a arborelui motorului se mic[oreaz#,din cauza ac]iunii de fr@nare a momentului de frecare al ambreiajului. Din aceast#cauz#, energia cinetic# a motorului trebuie s# fie suficient de mare pentru camotorul s# nu se opreasc#. _n schimb, pentru arborele ambreiajului, momentulde frecare Ma are o ac]iune motoare [i din aceast# cauz# viteza unghiular# ωacre[te odat# cu Ma.

_n perioada a doua de demarare, momentul ambreiajului Ma cre[te p@n# la Mc(valoarea maxim#) [i el va trebui s# echilibreze at@t momentul motor maxim Mmax,c@t [i momentul for]elor de iner]ie Mi = Im * dωm/dt, care apare datorit# decelera]ieiunghiulare dωm/dt a arborelui cotit al motorului.

Cre[terea momentului de frecare al ambreiajului la cuplarea sa, trebuie s# asigureun demaraj rapid al automobilului. Aceast# cre[tere depinde de viteza cupl#riiprecum [i de propriet#]ile elastice ale discului ambreiajului.

Perioada a III-a de demarare \ncepe din momentul \n care vitezele unghiulareale motorului [i ale ambreiajului devin egale [i dureaz# p@n# c@nd viteza automo-bilului devine constant#. _n aceast# perioad#, arborele cotit al motorului \mpreun#cu arborele ambreiajului formeaz#, din punct de vedere cinematic, un singur corp,leg#tura rigid# fiind realizat# prin intermediul ambreiajului.

_n realitate, procesul de lucru al ambreiajelor se deosebe[te pu]in de cel prezentat\n figura 2.1. _n figura 2.2. se prezint# graficul real al procesului de func]ionare alambreiajului, \n timpul demar#rii automobilului.

Se consider# c# discurile ambreiajului vin \n contact (la \nceputul patin#rii)\n punctul A, c@nd momentul de frecare al ambreiajului Ma = 0. At@t timp c@tmomentul ambreiajului Ma este mai mic dec@t momentul rezistent Mψ, automobilulnu porne[te din loc (ωa = 0). _ncep@nd din punctul B \ncepe demararea auto-mobilului.

Din figura 2.2. [6], rezult# c# viteza unghiular# a motorului ωm, la \nceputcre[te (por]iunea EC), iar apoi scade p@n# la \ncetarea patin#rii ambreiajului \npunctul D, care corespunde timpului t2.

18


Momentul ambreiajului Ma \n perioada corespunz#toare timpului t2 cre[teaproximativ \n conformitate cu rela]ia Ma = k * t [i atinge valoarea maxim# (Mc)c#tre sf@r[itul perioadei t2. Constanta k depinde de viteza de eliberare a pedaleiambreiajului. Dup# \ncetarea patin#rii ambreiajului, demararea automobilului areloc la un moment Ma mai mic.

La sf@r[itul perioadei corespunz#toare timpului t3, ambreiajul este decuplatpentru trecerea \n alt# treapt# de vitez#.


Se efectueaz# m#sur#tori asupra unui anumit disc de ambreiaj mecanic. Deprecizat c# acest tip de determinare este aplicabil numai ambreiajelor mecanicecare func]ioneaz# prin fric]iune, nefiind aplicabil transmisiilor automate.

Dimensiunile garniturilor de frecare ale ambreiajelor sunt standardizate. _ntabelul 2.1. se prezint# dimensiunile unor astfel de tipuri de garnituri [6].

3. Mod de lucru

Se analizeaz# construc]ia unui disc de ambreiaj pentru un anumit tip de auto-mobil. _n figura 2.3. se prezint# construc]ia unui disc de ambreiaj \n care esteprecizat# uzura posibil# a grosimii garniturii discului de fric]iune. Pentru exemplulprecizat, aceast# grosime este egal# cu 1 mm pentru fiecare dintre cele dou# garnituriale discului de ambreiaj.

19

Fig. 2.2. Graficul real al procesului de lucru al ambreiajului,la demararea automobilului

Tabelul 2.1.Dimensiunile garniturilor de frecare pentru ambreiaje, \n mm


Trebuie precizat dac# ambreiajul autovehicului respectiv este prev#zut cu unsingur disc de ambreiaj sau cu dou# discuri (ambreiaj bidisc).


Se utilizeaz# mijloace de m#surare a dimensiunilor garniturilor de fric]iune adiscului de ambreiaj pentru automobilul analizat. Dimensiunea garniturilor poatefi determinat# cu ajutorul unei rulete, iar grosimea de uzur# a garniturilor se poatedetermina cu ajutorul unui [ubler de ad@ncime, pentru determinarea uzurii maximea garniturilor, moment \n care niturile de fixare ar ajunge \n contact direct cu placade presiune sau cu volantul motorului. Din cauza dimensiunilor mai mici ale pl#ciide presiune a ambreiajului, comparativ cu volantul motorului, \ntotdeauna aparemai \nt@i uzura garniturilor care se freac# de placa de presiune.

_n ceea ce prive[te parcursul de schimb al discului de ambreiaj, trebuie men]ionatc# uzura discului de ambreiaj este foarte mult influen]at# de condi]iile de exploatare

20

Fig. 2.3. Construc]ia unui disc de ambreiaj cu indicarea uzurii posibile a garniturilor


ale automobilului respectiv, de modul \n care este ac]ionat ambreiajul \n timpulprocesului de demarare de pe loc, precum [i de condi]iile de exploatare, \n sensul\n care automobilul respectiv func]ioneaz# preponderent \n circula]ie urban#, saupe autostrad#. Ca ni[te valori orientative, \n cazul unui autoturism exploatat, at@t\n parcurs urban, c@t [i \n parcurs \n afara ora[elor, un disc de ambreiaj poaterezista p@n# la uzura complet# a garniturilor discului, peste 100.000 km. _n cazul\n care exploatarea autoturismului respectiv are loc preponderent \n ora[e, cum arfi cazul autoturismelor utilizate drept taxi urban, discul de ambreiaj se poate uzacomplet dup# un parcurs de circa 40.000 km. Din aceste motive, firmele care dauautoturisme \n leasing, ]in cont \n efectuarea schimburilor pieselor considerateimportante, printre care [i discul de ambreiaj, de specificul firmelor care utilizeaz#autovehiculele precum [i de m#rimea sumei ce reprezint# \ntre]inerea lunar# aautomobilelor respective.

La automobilele de transport marf#, cu dimensiuni ale garniturilor de fric]iunespre valorile maxime prev#zute din tabelul 2.1, \n cazul exploat#rii normale, \nspecial \n afara localit#]ilor, este necesar# schimbarea discurilor de ambreiaj dup#parcursuri echivalente de 500.000 km. Dac# se \nt@lnesc \ns# condi]ii speciale deexploatare, la acela[i tip de automobile, se poate \nt@lni situa]ia \n care schimbuldiscurilor de ambreiaj la acela[i tip de autovehicule de marf# s# fie necesar# a fiefectuat# la parcursuri de 50.000 km. Din acest punct de vedere trebuie estimat# \nmod judicios valoarea care s# aproximeze cel mai bine pentru autovehiculul asuprac#ruia se efectueaz# m#sur#torile estimative, parcursul la care va fi necesar# \nlo-cuirea discurilor de ambreiaj, datorit# uzurii maxime a garniturilor de fric]iune.Rezultatele se introduc \n fi[a de m#sur#tori L 2.

FI{A DE M~SURARE L 2TIP AUTOVEHICUL:

Marca:Num#rul discurilor de ambreiaj:


Se va determina cantitatea de particule emise prin uzura discurilor de ambreiajpe un kilometru [i se vor preciza regimurile de func]ionare (demaraj de pe loc,demaraj \n treptele superioare), care uzeaz# mai mult discurile de ambreiaj. Deasemenea, se va preciza amplasarea probabil# a locurilor de pe drumurile publiceunde se va aduna mai mult acest tip de particule emise.

21

Tabelul 2.2.



xxx

Lucrarea nr. 3

DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISEPRIN UZURA GARNITURILOR PL~CU}ELOR DE FR^N~

{I A DISCURILOR DE FR^N~


_n figura 3.1. [6] se prezint# varia]ia for]ei de fr@nare [i a decelera]iei \n func]iede timp, precum [i intervalele de timp ale procesului de fr@nare. Desf#[urareaprocesului de fr@nare poate fi \mp#r]it# \n mod teoretic \n cinci etape caracterizateprin timpii tl, t2, t3, t4 [i t5.

Timpul tl este timpul de reac]ie al conduc#torului din momentul sesiz#rii necesi-t#]ii de fr@nare [i p@n# la \nceperea cursei utile a pedalei de fr@n#.

_n decursul timpului tl se produce perceperea semnalului exterior de c#treconduc#tor [i efectuarea opera]iilor urm#toare: mutarea piciorului de pe accelera]iepe pedala de fr@n# [i \nl#turarea jocurilor din sistemul de comand# al fr@nei. Acesttimp este cuprins \ntre 0,4...1,5 s [i depinde de factorii fiziologici [i de experien]aconduc#torului auto. _n cazul \n care conduc#torii sunt preveni]i asupra scopuluiunor astfel de \ncerc#ri, timpul tl se \ncadreaz# \ntre 0,4...0,6 s.

Timpul t2 este timpul din momentul \nceperii cursei active a pedalei de fr@n#p@n# la \nceperea ac]iunii de fr@nare (timpul de \nt@rziere al mecanismului deac]ionare a fr@nei). Timpul t2 depinde de tipul mecanismului de ac]ionare a fr@nei[i se datoreaz# jocurilor din articula]ii [i deforma]iilor elastice ale p@rghiilor [itijelor \n cazul ac]ion#rii mecanice, [i rezisten]elor la curgere ale fluidului hidraulic

23

Fig. 3.l. Diagrama real# a procesului fr@n#rii automobilului


\n conducte [i deforma]iilor elastice ale conductelor, \n cazul fr@nelor cu ac]ionarehidraulic# sau pneumatic#. _n cazul ac]ion#rii hidraulice t2 este cuprins \ntre0,02...0,05 s, iar \n cazul ac]ion#rii pneumatice t2 este cuprins \ntre 0,20...0,50 s.

Timpul t3 este timpul din momentul \nceperii ac]iunii for]ei de fr@nare p@n# laatingerea valorii sale constante. La fr@nele cu ac]ionare hidraulic# t3 este cuprins\ntre 0,1...0,2 s, iar la cele cu ac]ionare pneumatic# t3 este cuprins \ntre 0,50...1,0 s.\n cazul autotrenurilor cu ac]ionare pneumatic#, din cauza lungimilor mari aleconductelor, timpul t3 poate atinge [i 1,5 s.

_n unele lucr#ri de specialitate suma t’ = t2 + t3 se \nt@lne[te sub denumirea detimpul de declan[are a sistemului de fr@nare (timpul din momentul \nceperii curseiactive a pedalei de fr@n# p@n# la atingerea valorii constante a for]ei de fr@nare).

Timpul t4 este timpul de fr@nare propriu-zis#, av@nd loc o fr@nare intensiv# \ncare for]a de fr@nare Ff se men]ine la o valoare constant#, corespunz#toare for]eidezvoltate asupra pedalei de fr@n#.

_n cazul \n care for]a de fr@nare are valoarea maxim#, atunci se ob]ine spa]iulde fr@nare minim.

Timpul t5 este timpul de la sl#birea pedalei de fr@n# [i p@n# la anularea for]ei defr@nare. Acest timp este cuprins \ntre 0,2...0,3 s la fr@nele cu ac]ionare hidraulic# [i1,5...2,0 s la fr@nele cu ac]ionare pneumatic# (valorile superioare se pot \nt@lni \ncazul autotrenurilor). Se men]ioneaz# c# acest timp nu influen]eaz# spa]iul de fr@nare.

Trebuie subliniat c# din durata procesului de fr@nare (tl + t2 + t3 + t4 + t5), fr@nareaefectiv# necesar# opririi automobilului se realizeaz# doar \n timpul t4. Pe parcursultimpilor tl + t2 automobilul \[i p#streaz# practic neschimbat# viteza ini]ial#.

_n cazul autoturismelor de construc]ie recent#, ro]ile din fa]# sunt fr@nate prinintermediului fr@nelor de tip disc. Schematizarea unui astfel de sistem de fr@nareeste prezentat# \n figura 3.2. [6].

24

Fig. 3.2. Schema unui sistem de fr@nare cu disc [i pl#cu]e de fr@n#



Pentru determinarea cantit#]ii de particule emise prin uzura pl#cu]elor sau adiscurilor de fr@n#, se consider# un anumit tip de sistem de fr@n# ce echipeaz# unanumit tip de automobil.

Un etrier de fr@nare \mpreun# cu pl#cu]ele de fr@n# pot avea aspectul prezentat\n figurile 3.3. [i respectiv 3.4.

25

Fig. 3.3. Etrier de automobil (sec]iune longitudinal#)

Fig. 3.4. Etrier de automobil (sec]iune transversal#)


Un disc de fr@nare corespunz#tor etrierului din figurile 3.3 [i 3.4 poate prezentaaspectul [i dimensiunile din figura 3.5.

Pl#cu]ele de fr@nare prezint# dimensiuni ini]iale (grosimea materialului de uzur#a pl#cu]elor). _n urma fr@n#rilor repetate, grosimea pl#cu]elor se mic[oreaz#. Uzuramaxim# admis# a pl#cu]elor de fr@nare este p@n# la atingerea pl#cu]ei de o]el debaz#, din acel moment \ncep@nd o uzur# pronun]at# a discului, care poate producerizuri cu ad@ncimea mai mare de 0,40 mm (uzuri admise pe disc). Din acest motivunii constructori prev#d pl#cu]ele de fr@n# cu senzori de uzur#, care la atingereaunei st#ri avansate de uzur#, avertizeaz# asupra acestui fapt.

Un etrier de fr@nare prev#zut pentru discuri de fr@nare ventilate poate aveaaspectul prev#zut \n figurile 3.6 [i 3.7.

26

Fig. 3.5. Disc de fr@n#


27

Fig. 3.6. Etrier pentru disc ventilat (sec]iune longitudinal#)

Fig. 3.7. Etrier pentru disc ventilat (sec]iune transversal#)


Un disc de fr@nare ventilat corespunz#tor unui etrier ca cel din figurile anterioare,poate prezenta aspectul [i dimensiunile din figura 3.8.

28

Fig. 3.8. Disc de fr@nare ventilat


_n general, dimensiunile exterioare ale discurilor de fr@n# sunt limitate de dimen-siunile jantelor automobilelor pe care sunt montate.

Exist# \ns# [i situa]ii \n care, din dorin]a mont#rii unor discuri de fr@n# dedimensiuni mai mari, \n vederea m#ririi durabilit#]ii discurilor [i pl#cu]elor defr@n#, discurile s# fie montate nu la roat#, ci amplasate central la ie[irea din cutia deviteze, cum este cazul autoturismului Oltcit [1]. Din aceste motive diametrul disculuide fr@n# fa]# este \n acest caz specific 270 mm, \n timp ce diametrul discului defr@n# spate este de 208 mm.

Pentru aprecierea cantit#]ii de particule emise prin uzura pl#cu]elor de fr@n# aleunui automobil, se porne[te de la un anumit tip de automobil specificat. Se analizeaz#num#rul ro]ilor fr@nate prin intermediul fr@nelor disc, parcursul automobilului,dimensiunile ini]iale ale pl#cu]elor [i starea lor (dimensiunile) dup# un anumit parcurs.

Pentru m#surarea dimensiunilor se pot utiliza fie mijloace directe de m#surare,cum ar fi [ubler, rulet#, iar pentru determinarea dimensiunilor suprafe]elor de frecareale pl#cu]elor se poate utiliza h@rtie milimetric# sau se poate aproxima forma maicomplicat# a acestora cu suprafe]e geometrice mai simplificate.

3. Mod de lucru

Se stabile[te tipul de autovehicul asupra c#ruia se va efectua evaluarea cantit#]iide particule eliberate prin uzura pl#cu]elor de fr@n# [i a discurilor.

4. _nregistrarea [i interpretarea \nregistr#rilor

Rezultatele sunt cuprinse \n fi[ele de m#sur#tori L 3.1 [i L 3.2 [i tabelele 3.1.[i 3.2.

FI{A DE M~SURARE L 3.1TIP AUTOVEHICUL:

Marca:Tip fr@n# disc:

Num#r total de pl#cu]e de fr@n#:

Ca [i \n cazul uzurii discurilor de ambreiaj, uzura pl#cu]elor de fr@n# esteinfluen]at# mult de condi]iile de exploatare, de circula]ia preponderent urban#, sau\n afara ora[ului, precum [i de modul de ac]ionare mai intens sau mai ponderat al

29

Tabelul 3.1.


fr@nelor. Ca o exemplificare \n acest sens, se cunoa[te din statisticile de exploatarec# \n cazul func]ion#rii \n regim de exploatare preponderent urban, durata mediede utilizare p@n# la uzura complet# a pl#cu]elor de fr@n# la autoturisme de clas#medie este de 40.000 km.

S-a determinat, \n urma observa]iilor pe parcursul exploat#rii, c# nu numaipl#cu]ele de fr@n# se uzeaz#, ci chiar [i discurile de fr@n#. Acestea sunt confec]ionatedin font# \n mod uzual, de[i la automobilele cu destina]ii speciale, de putere sivitez# mai mari, pot fi realizate din pl#cu]e ceramice sau din carbon, ca [i \n cazulautomobilelor de formula 1.

_n continuare, se poate determina cantitatea de particule de font# emis# prinuzura discurilor de fr@n#. Un disc de fr@n# simplu, cu dimensiuni asem#n#toarecelui prezentat \n figura 3.5. poate avea o uzur# admis# a mic[or#rii grosimii salede la 12,7 mm p@n# la 10 mm, \n timp ce un disc ventilat, cu dimensiuniasem#n#toare celui prezentat \n figura 3.8., poate prezenta o uzur# admis# de la 20mm la 18 mm. _n cazul ajungerii la dimensiunea minim# prev#zut# de constructor,discul de fr@n# trebuie \nlocuit.


Marca:Tip fr@n# disc:

Num#r total de discuri de fr@n#:


Se va determina cantitatea de particule emise prin uzura pl#cu]elor de fr@n# peun kilometru. Se va determina apoi cantitatea de particule de font# emise prinuzura discurilor de fr@n#, \n cazul c@nd discurile de fr@n# sunt confec]ionate dinfont#. De asemenea, se va preciza amplasarea probabil# a locurilor de pe drumurilepublice unde se vor aduna cantit#]i mai mari din acest tip de particule emise prove-nind de la fr@n#ri, at\t prin uzura pl#cu]elor de fr@n# (particule de compozi]ie necu-noscut#) c@t [i prin uzura discurilor de fr@n# (particule de font#).

30

Tabelul 3.2.


xxx

Lucrarea nr. 4

DETERMINAREA CANTIT~}II DE PARTICULE EMISEPRIN UZURA GARNITURILOR SABO}ILOR DE FR^N~

{I A TAMBURILOR DE FR^N~


Fr@na simplex are \n compunere un sabot primar [i un sabot secundar care potfi articula]i sau flotan]i. _n func]ie de modul de ac]ionare al sabo]ilor se deosebesc:fr@ne cu deplasare egal# a sabo]ilor [i for]e de ac]ionare diferite (Sl ≠ S2); fr@ne cudeplasare independent# a sabo]ilor [i for]e de ac]ionare egale (Sl = S2 = S).

Fr@na simplex cu deplasare egal# a sabo]ilor are o uzur# egal# a garniturilor defrecare. Momentul de fr@nare este cu ceva mai redus dec@t la fr@na simplex cu for]eegale de ac]ionare a sabo]ilor. Deplas#rile egale ale sabo]ilor se realizeaz# cu dispozi-tive mecanice cu o cam# simpl# sau cu pene transversale. Fr@na simplex cu ac]ionareasabo]ilor cu for]e egale prezint# o uzur# mai mare a garniturii de frecare a sabotuluiprimar. Ac]ionarea acestei fr@ne se face \n general cu un dispozitiv hidraulic (cupistoane av@nd acela[i diametru) [i mai rar cu dispozitive mecanice. Aceast# fr@n#prezint# o construc]ie simpl# [i sigur#. Fr@na simplex nu este echilibrat#, transmi-]@ndu-se pun]ii o reac]iune radial#, care \ncarc# suplimentar lag#rele ro]ii.

31

Fig. 4.1. Construc]ia unei fr@ne simplex


_n figura 4.1. [6] se prezint# construc]ia unei fr@ne simplex, la care sabo]ii 13 [i14 sunt articula]i la cap#tul de jos \n bol]urile 4, fixate de talerul 6 [i str@nse cupiuli]ele 7. Tot de taler este fixat [i cilindrul receptor 17, prev#zut cu arcul 18.Garnitura de frecare a sabotului 13 (primar) are uneori o lungime mai mare dec@t asabotului 14 (secundar), pentru a se ob]ine o uzur# uniform# a celor doi sabo]i.

Jocul la partea superioar# a sabo]ilor se poate regla cu excentricele 3, prev#zutecu bol]urile 8, pe care se afl# arcurile 9 pentru fixarea excentricelor \n diferitepozi]ii. Arcul 16 men]ine sabo]ii sprijini]i pe excentricele 3.

La partea inferioar#, sabo]ii sunt prev#zu]i cu buc[ele excentrice 5, montate pebol]urile 4, care permit reglarea jocului dintre sabo]i [i tambur la partea inferioar#.Fiecare sabot este asigurat s# nu se deplaseze lateral cu ajutorul arcului 11, str@nssub [aiba 12 de c#tre prezonul 10, fixat de taler.

Mecanismul de ac]ionare pentru fr@na de sta]ionare este compus din levierul(p@rghia) 2, articulat \n punctul 19, tija 1 [i cablul de ac]ionare 15.


Se efectueaz# m#sur#tori asupra unui sistem de fr@nare cu sabo]i [i tambur.Trebuie precizat faptul c# dimensiunile generale ale ansamblului tambur-sabo]isunt limitate de c#tre dimensiunile jantelor care echipeaz# automobilul respectiv.Dimensiunile tamburilor, cum ar fi diamentrul [i l#]imea lor, se determin# prinm#surare direct# cu ajutorul ruletei. L#]imea de lucru a sabo]ilor se m#soar# deasemenea \n mod direct.

Sabo]ii pot prezenta garniturile lipite cu solu]ii aditive speciale pe t#lpile sabo-]ilor, caz \n care garniturile se pot uza p\n# la dispari]ia total# a grosimii garnituri-lor de fric]iune. Acest mod de confec]ionare a asamblarii sabot-garnitur# este \nt@lnitdin ce \n ce mai mult \n cazul autoturismelor [i a autoutilitarelor de capacitatemedie.

_n cazul \n care garniturile sunt asamblate pe sabo]i prin intermediul niturilor,se realizeaz# \n acest mod o grosime de uzur# a garniturilor de fric]iune mai mic#dec\t grosimea total# a garniturilor, \n schimb ob]in@ndu-se o siguran]# mai mare\n func]ionare [i posibilit#]i mai mici de desprindere accidental# a garniturilor depe sabo]i.

Astfel, \n figura 4.1. este prezentat# solu]ia constructiv# \n cadrul c#reiagarniturile sunt nituite pe sabo]i prin intermediul unor nituri confec]ionate, ca [i \ncazul fix#rii pe disc a garniturilor de ambreiaj, din metale mai moi, pe baz# dealam#, cupru, aluminiu etc.

3. Mod de lucru

Se analizeaz# construc]ia unui ansamblu tambur de fr@n# cu sabo]i de [email protected] determinarea dimensiunilor elementelor aflate \n frecare, se poate apela lasistemul m#sur#torilor directe sau la desene de execu]ie [i de ansamblu.

32


_n figura 4.2. se prezint# dimensiunile pe care le poate avea un sabot de auto-mobil. Se precizeaz# c# \n acest caz garnitura de fric]iune este lipit# cu adezivispeciali de talpa sabotului.

33

Fig. 4.2. Sabot de automobil cu garnitura lipit#



Se alege un anumit tip de automobil asupra c#ruia se va efectua determinareacantit#]ii de particule emise prin uzura garniturilor sabo]ilor de fr@n#. Rezultatelese trec \n fi[ele de m#sur#tori L 4.1 [i L 4.2 [i \n tabelele 4.1. [i 4.2.


Marca:Tip fr@n# sabot-tambur:

Num#r total de sabo]i de fr@n#:

Ca [i \n cazul uzurii pl#cu]elor de fr@n#, uzura sabo]ilor de fr@n# este de asemeneainfluen]at# mult de condi]iile de exploatare, de circula]ia preponderent urban# saupreponderent \n afara ora[ului, precum [i de modul de ac]ionare mai intens saumai ponderat al fr@nelor. Ca o exemplificare \n acest sens, se cunoa[te din statisticilede exploatare c# \n cazul func]ion#rii \n regim de exploatare preponderent urban,durata medie de utilizare p@n# la uzura complet# a sabo]ilor de fr@n# la autoturismede clas# medie este de circa 70.000 km.

Este de asemenea cunoscut c# nu numai sabo]ii de fr@n# se uzeaz#, ci chiar [itamburii de fr@n#. Ace[tia sunt confec]iona]i din font# \n mod uzual.

_n figura 4.3. se prezint# construc]ia [i dimensiunile pe care le poate prezentaun tambur de fr@n# care echipeaz# un automobil.

Rizurile admise pe suprafa]a interioar# a tamburului pot prezenta ad@ncimea de40 de sutimi de mm, iar m#rirea diametrului interior prin uzura general# a fonteidin care este confec]ionat tamburul este de maxim 2 mm.

Parcursul la care devine necesar# \nlocuirea tamburilor, datorit# uzurii lor, estecuprins \ntre 200.000 [i 300.000 km la autoturisme de clas# medie [i parcursurimai mari la autovehiculele grele de marf#.

34

Tabelul 4.1.


35

Fig. 4.3. Construc]ia [i dimensiunile unui tambur de fr@n# de automobil


FI{A DE M~SURARE L 4.2.TIP AUTOVEHICUL:

Marca:Tip fr@n# sabot-tambur:

Num#r total de tamburi de fr@n#:


Se va determina cantitatea de particule emise prin uzura sabo]ilor de fr@n# peun kilometru. Se va determina apoi cantitatea de particule de font# emise prinuzura tamburilor de fr@n#. De asemenea, se va preciza amplasarea probabil# a locu-rilor de pe drumurile publice unde se vor aduna cantit#]i mai mari din acest tip departicule emise provenind de la fr@n#ri, at@t prin uzura garniturilor sabo]ilor defr@n# (particule de compozi]ie necunoscut#), c@t [i prin uzura tamburilor de fr@n#(particule de font#).

36

Tabelul 4.2.


xxx

Lucrarea nr. 5

DETERMINAREA EXPERIMENTAL~ {I TEORETIC~A CARACTERISTICILOR DE CONSUM

_N ULTIMA TREAPT~ A AUTOMOBILELOR.EXPRIMAREA ANALITIC~ {I EVALUAREA ERORILOR PROBABILE


Consumul de combustibil al automobilelor depinde at@t de tipul, puterea [iconstruc]ia motorului, c@t [i de caracteristicile [i construc]ia [asiului [i de condi]iile\n care are loc mi[carea automobilului (\nc#rc#tur#, vitez# [i m#rimea rezisten]elorla \naintare).

Determinarea consumului de combustibil al motorului se face experimental,odat# cu ridicarea caracteristicilor sale, [i se exprim# prin consumul specific c[g],necesar pentru ob]inerea a 1 C.P. sau a unui kW din puterea motorului timp de oor#, la un anumit regim de lucru [i anume [15]:

c = 1.000 Ch/P [g/CP * h] sau [g/kW*h], (5.1)

unde:Ch este masa combustibilului consumat \n timp de o or#, \n kg;P este puterea efectiv# dezvoltat# de motor la regimul considerat, \n CP sau kW.

Consumul specific de combustibil c al motorului este un parametru, care sepoate utiliza la aprecierea calit#]ii de economie a motorului \nsu[i, la func]ionareasa \ntr-un anumit regim; acesta \ns# nu poate da o imagine a consumului de combus-tibil al autovehiculului, \n condi]ii de exploatare.

Pentru a putea aprecia rentabilitatea automobilelor \n ceea ce prive[te consumulde combustibil, este necesar s# se foloseasc# parametri astfel ale[i, \nc@t cu ajutorullor s# se poat# pune \n eviden]#, at@t valoarea consumului, c@t [i influen]a asuprarentabilit#]ii automobilului, a condi]iilor \n care are loc mi[carea – ca viteza, felul[i starea drumului – [i a anumitor caracteristici ale automobilului ca greutatea,factorul aerodinamic, rapoartele de transmitere ale schimb#torului de viteze [i angre-najului principal etc.

Cel mai utilizat parametru de consum al automobilului este consumul de com-bustibil la 100 km parcur[i, exprimat \n kilograme (Ckg

100) [i consumul la 100 kmparcur[i exprimat \n litri (C1

100).

37


Cunosc@nd consumul de combustibil orar Ch [kg/h] [i viteza V [km/h], consumulCkg

100 este:

Ckg100 = Ch * 100/V [kg/100 km] (5.2)

Consumul de combustibil la 100 km se exprim# \n mod uzual \n litri, deoarece\n acest mod corespunde cu modul de exprimare a capacit#]ii rezervoarelor decombustibil de pe automobile, precum [i a celor din depozitele de distribu]ie [i cuaparatura de la pompele comerciale de combustibil pentru automobile. Dac# senoteaz# cu ρ [kg/dm3], densitatea combustibilului, atunci rela]ia dintre consumulla 100 km exprimat \n litri C1

100 [i consumul exprimat \n kilograme Ckg100 este,

]in@nd seama de densitatea ρ a combustibilului:

C1100 = Ckg

100/ρ = Ch * 100/(ρ * V) [l/100 km] (5.3)

}in@nd seama de rela]ia (5.1.), consumul la 100 de km, \n func]ie de consumulspecific c [i de puterea efectiv# dezvoltat# de motor, este:

Ckg100 = c * P/(10 * V) [kg/100 km] (5.4)

[iC1

100 = c * P/(10 ρ * V) [l/100 km] (5.5)

Un alt parametru convenabil pentru exprimarea rentabilit#]ii, din punctul devedere al economiei de combustibil, este num#rul E de kilometri care se pot parcurge,prin consumarea unui litru de combustibil. Dependen]a dintre acest parametru [iconsumul C1

100 este urm#toarea:

E = 100/C1100 [l/100 km] (5.6)

Utilizarea parametrului E – care este foarte pu]in introdus \n practica exploat#rii\n Europa continental# – este totu[i foarte ra]ional#, deoarece u[ureaz# [i face maiclar# eviden]a consumului, simplific# calculul distan]ei care se poate parcurge dec#tre automobil cu o anumit# cantitate de combustibil con]inut# \n rezervor [i u[u-reaz# compararea, din punct de vedere al rentabilit#]ii, a diverselor modele de auto-mobile. Parametrul E este utilizat mai larg \n S.U.A. [i \n Marea Britanie, exprim@ndnum#rul de mile care se pot parcurge cu un galon de combustibil.

Consider@nd coresponden]a dintre unit#]ile de m#sur# (1 mil# terestr# ≈ l,609 km;1 galon S.U.A. = 3,785 l; 1 galon Marea Britanie = 4,546 l), se ob]in urm#toarelerela]ii de dependen]# \ntre consumul C1

100 [i parametrii corespunz#tori ES.U.A. [iEM.B. utiliza]i \n S.U.A. [i respectiv \n Marea Britanie:

C1100 = 235/ ES.U.A. [l/100 km], (5.7)

38


[i C1100 = 282/EM.B. [l/100 km], (5.8)

rela]ii \n care ES.U.A. [i EM.B. sunt exprima]i \n mile/galon S.U.A, respectiv mile/galon Marea Britanie.

Rela]iile de dependen]# dintre parametrul E km/100 km] [i parametrii ES.U.A. [iEM.B. sunt urm#toarele:

E = 0,425 * ES.U.A. [l/100 km] (5.9)[i

E = 0,365 * EM.B. [km/100 km] (5.10)

Pentru a se putea studia economicitatea unui automobil, este necesar s# secunoasc# modul de varia]ie a parametrului de consum, \n func]ie de vitez# [i decoeficientul de rezisten]# specific#, asociat cu drumul. Aceast# dependen]# reprezen-tat# grafic constituie caracteristica de consum a automobilului. Parametrul de con-sum, care se reprezint# grafic \n func]ie de vitez# pentru diferite valori ale rezisten]eiasociate cu drumul, este consumul de combustibil Ckg

100 sau C1100.

Caracteristica de consum pentru un etaj al schimb#torului de viteze este repre-zentat# \n figura 5.1. [15]. Fiecare dintre curbe reprezint# dependen]a dintre consu-mul Ckg

100 [i viteza automobilului pentru o anumit# valoare a coeficientului derezisten]# ψ. Curba inferioar# CB pentru ψ = 0 reprezint# consumul conven]ionalpentru cazul unor rezisten]e nule asociate drumului, ceea ce poate avea loc la depla-sarea automobilului pe o pant# p de valoare p = f (valoarea coeficientului derezisten]# la rulare) \n cobor@re.

Curba superioar# AB reprezint# varia]ia consumului de combustibil, cu vitezapentru admisiunea total# 100% (clapeta de accelera]ie deschis# complet, respectivtija pompei de injec]ie \mpins# la maximum, \n cazul motorului Diesel). Absciselepunctelor de intersec]ie a curbei superioare AB cu curbele caracteristicii de consum

39

Fig. 5.l. Caracteristica de consum a unui automobil


pentru diverse valori ale rezisten]ei asociate drumului ψ reprezint# vitezele maximeale automobilului pentru aceste valori ale rezisten]ei drumului. Verticala AC cores-punde vitezei minime a automobilului, determinat# de tura]ia minim# la care motorulmai prezint# \nc# o func]ionare stabil#.

_n mod obi[nuit, caracteristica de consum se calculeaz# [i se construie[te pentrutreapta cea mai rapid# [i pentru cea imediat inferioar# a schimb#torului de viteze.


Se analizeaz# o caracteristic# de consum a unui automobil. Scopul lucr#rii esteexprimarea analitic# a caracteristicii de consum, precum [i evaluarea erorilor \nexprimarea analitic# a acestei caracteristici. _n figura 5.2. se prezint# caracteristicade consum a automobilului Dacia 1300 \n treapta a patra de vitez# [2].

Cercet#torii francezi au efectuat \ncerc#ri asupra vehiculului Peugeot 205.Evolu]ia consumurilor \n func]ie de vitez# pentru fiecare raport al cutiei de

viteze poate fi descris# simplu printr-o ecua]ie calculat# dup# regresiunea celormai mici p#trate asupra tuturor consumurilor elementare.

Ecua]ia este [10] de forma:

C = x + y * V2 + z/V, (5.11)

cu C, consumul de combustibil \n l/100 km [i V, viteza \n km/h, x, y [i z fiind ni[teconstante. Aceste ecua]ii sunt prezentate \n tabelul 5.1.

40

Fig. 5.2. Caracteristica de consum a autoturismului Dacia 1300\n treapta a patra a schimb#torului de viteze


Modelele pentru treapta I [i II nu au o valoare prea mare de corelare, fiind datnivelul sc#zut al valorii lui R (valori de 0,45 [i respectiv 0,66).

Se prezint# \n continuare metoda celor mai mici p#trate, motiv pentru careurm#toarele paragrafe sunt scrise cu alte caractere de litere.

Lucrarea prezent# \[i propune s# exprime teoretic caracteristica de consum a autovehicululuirespectiv. Se va \ncerca determinarea unei ecua]ii, prin regresiune dup# metoda celor mai micip#trate. Se consider# c# reprezentarea grafic# din figura 5.2. poate fi descris# printr-o parabol#de gradul 2, de forma:

C = a + b * V + c * V2 (5.12)

Modelarea propus# este diferit# de ecua]ia propus# de cercet#torii francezi [10], vezi [irela]iile din tabelul 5.1.

_n continuare se prezint# aplicarea metodei celor mai mici p#trate la caracteristica de consum.Metoda de regresiune aplicat#, conform teoriei celor mai mici p#trate, la o func]ie de forma

parabol# de gradul 2, este prelucrat# \n continuare [8].Fie func]ia:

y = A + Bx + Cx2 (5.13)

Fig. 5.3. Consumurile pentru autovehiculul Peugeot 205 GL\n diferite trepte de viteze

41

Tabelul 5.1.Ecua]iile consumului pentru autoturismul Peugeot 205 [11]


Dac# (xi, yi) sunt coordonatele unui punct atunci yi – A – Bxi – Cxi2 este eroarea \n acel punct, iar

(5.14)

este suma p#tratelor acestor erori. Func]ia (3.7) cea mai probabil# se realizeaz# atunci c@nd Φeste minim#. Condi]iile de minim pentru func]ia Φ se ob]in atunci c@nd A, B [i C iau asemeneavalori \nc@t:

(5.15)

Se ob]ine sistemul de 3 ecua]ii liniare cu 3 necunoscute:

2∑(yi - A - Bxi - Cxi2)(-1) = 0

2∑(yi - A - Bxi - Cxi2)(-xi) = 0 (5.16)

2∑(yi - A - Bxi - Cxi2)(-xi

2) = 0

Prin efectuarea sumelor [i simplificarea cu factorul 2, se ob]ine \n final sistemul:

NA + (∑xi)B + (∑xi2)C = ∑yi

(∑xi)A + (∑xi2)B + (∑xi

3)C = ∑xiyi (5.17)(∑xi

2)A + (∑xi3)B + (∑xi

4)C = ∑xi3y

_nlocuind valorile xi [i yi se rezolv# sistemul, necunoscutele fiind A, B [i C. Din datelepentru autovehiculul prezentat anterior [i rezolv@nd cu datele avute la dispozi]ie, s-a ob]inutecua]ia pentru consum la viteze stabilizate \n cazul autoturismului Dacia 1300.

Ecua]ia dedus# pe baza datelor experimentale ale autoturismului Dacia 1300, are expresia:

y = 0,0005x2 - 0,0216x + 5,5028 (5.18)

unde y este consumul de combustibil \n litri la 100 km, iar x este viteza \n km/h.Reprezent@nd pe acela[i grafic, at@t datele m#surate din figura 5.2. c@t [i valorile calculate

cu ajutorul rela]iei (5.18), se ob]ine reprezentarea din figura 5.4.Se poate constata o bun# aproximare a reprezent#rii teoretice fa]# de datele efectiv m#surate.

Automobilul nu poate func]iona \n treapta a patra la viteze mai mici de 40 km/h. Verificarea coeficientului de corela]ie dintre datele reale prelevate [i func]ia teoretic# stabilit#

este prezentat# \n continuare. Coeficientul de corela]ie (R) este un indicator [8] care m#soar# intensitatea leg#turii dintre

dou# variabile x [i y._n practic# se utilizeaz# rela]ia:

(5.19)

unde n este num#rul punctelor de m#sur#tori, iar xi [i yi sunt valorile perechilor de puncte.

42


Cu c@t coeficientul de corela]ie are valori mai apropiate de 1, cu at@t corela]ia dintre variabilelex [i y este mai puternic#. _n cazul \n care R = 0, variabilele sunt independente sau necorelate, iarpentru R = 1 rezult# dependen]a func]ional# \ntre cele dou# variabile.

Pentru a nu se lucra cu radicali, uzual se calculeaz# p#tratul coeficientului de corela]ie, notatcu R2.

_n practic# se consider# c# dac#:0 ª R2 ª 0,2 nu exist# o leg#tur# semnificativ#;0,2 ª R2 ª 0,5 exist# o leg#tur# slab#;0,5 ª R2 ª 0,75 exist# o leg#tur# de intensitate medie;0,75 ª R2 ª 0,95 exist# o leg#tur# puternic#;0,95 ª R2 ª 1,00 putem vorbi de o leg#tur# relativ determinist# (func]ional#).Calcul@nd pentru exemplul dat anterior R2 , se ob]ine valoarea R2= 0,993 , ceea ce ne indic#

un \nalt grad de corelare.


Rezultatele se trec \n fi[a de m#sur#ri L 5.l.

FI{~ DE M~SURARE L 5.1TIP AUTOVEHICUL:

Marca:Sursa caracteristicii de consum:

Pentru prelucrarea datelor referitoare la caracteristica de consum, se poate deasemenea utiliza un fi[ier EXCEL, apel@ndu-se la utilitatea grafic# [i ecua]ia ata[at#graficului respectiv, \mpreun# cu coeficientul de regresiune.

Fig. 5.4. Caracteristica de consum [i reprezentarea ecua]iei (5.18)

43


Se poate efectua prelucrarea [i a altor caracteristici de consum ale unor auto-mobile. Se va cerceta posibilitatea aproxim#rii caracteristicilor de consum [i cualte ecua]ii matematice, \n corela]ie cu coeficien]ii de regresiune calcula]i \n fiecarecaz \n parte.

_n figura 5.5. se prezint# caracteristica de consum a autoturismului Oltcit Club [1].


Se vor analiza coeficien]ii de corela]ie ob]inu]i pentru exprimarea analitic# aecua]iilor, reprezent@nd consumul de combustibil \n func]ie de vitez# pentru cazurilespecifice analizate.

Fig. 5.5. Caracteristica de consum a autoturismului Oltcit Club

44


xxx

Lucrarea nr. 6

DETERMINAREA PE CALE EXPERIMENTAL~ PE STANDA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL,

PE BAZA EMISIILOR POLUANTE LA AUTOMOBILE


Dac# consumul de combustibil este calculat prin intermediul testului de emisii,calculul este efectuat \n conformitate cu “balan]a carbonului”.

Pentru testele efectuate \n S.U.A., Taiwan [i Koreea de sud, consumul decombustibil pentru autovehiculele cu motoare Diesel (\n mile pe galon) se calculeaz#cu formula:

FCD(mpg) = 2778/®0,866 * (HC) + 0,429*(CO) + 0,273 * (CO2)¯ (6.1)

Consumul de combustibil pentru automobilele echipate cu motoare cu aprindereprin sc@nteie se calculeaz# cu formula:

FCS(mpg) = 5174 * 104 * CWF * ρG/Ÿ®(CWF * HC) + 0,429 * CO) + + (0,273 * CO2¯ * ®0,6 * ρG * NHV) + 5471¯ (6.2)

unde:CWF este frac]iunea greut#]ii carbonului,ρG este densitatea combustibilului,NHV este valoarea c#ldurii medii specifice a combustibilului,CO este emisia de monoxid de carbon exprimate \n g/mil#,CO2 este emisia de bioxid de carbon exprimat# \n g/mil#,Valoarea consumului rezult# \n mile pe galon (mpg).

Pentru Japonia [i Koreea de Sud, consumul se calculeaz# dup# urm#toareleformule, pentru motoarele Diesel:

FCD(km/l) = 735/®0,866 * (HC) + 0,429 * (CO) + 0,273 * (CO2)¯ , (6.3)

iar pentru motoarele cu aprindere prin sc@nteie:

FCS(km/l) = 640/®0,866 * (HC) + 0,429 * (CO) + 0,273 * (CO2)¯, (6.4)

45


unde:HC este emisia de hidrocarburi exprimat# \n g/km,CO este emisia de oxid de carbon exprimat# \n g/km,CO2 este emisia de bioxid de carbon exprimat# \n g/km.

Pentru Europa (ECE), consumul de combustibil se calculeaz# cu urm#toareleformule, pentru motoarele Diesel:

FCD(1/100 km) = ®0,866 * (HC) + 0,429 * (CO) + + 0,273 * (CO2)¯/ (ρG/0,1155) (6.5)

iar pentru motoarele cu aprindere prin sc@nteie:

FCS (1/100 km) = ®0,866 * (HC) + 0,429 * (CO) + 0,273 * (CO2)¯/ (ρG/0,1154) (6.6)

unde:HC este emisia de hidrocarburi exprimat# \n g/km,CO este emisia de oxid de carbon exprimat# \n g/km,CO2 este emisia de bioxid de carbon exprimat# \n g/km.

_n cazul autoturismelor \ncercate, motoarele fiind cu aprindere prin sc@nteie,au fost utilizate urm#toarele date constante \n cazul aliment#rii cu benzin#:

ρG = 0,759 kg/litru,NHV = 18.244 BTU/LB (unit#]i termice britanice pe livr#),CWF = 0,866/l (frac]iunea greut#]ii carbonului),HCratio = 1,85% (raportul hidrocarburilor).


Determin#rile se pot efectua pe un stand tip Pierburg, model 1997, cu analizorde gaze Pierburg AMA 2000, tip B [i stand cu rulouri Zôllner, cu o singur# rol#, cudiametru de 48 de ]oli. Astfel de standuri de \ncerc#ri sunt \n dotarea uzinelorconstructoare de automobile din Rom@nia sau la sediul Registrului Auto Rom@n.

C@teva dintre caracteristicile acestui stand sunt date \n continuare.Diametrul rolelor: 48 ]oli (1219,2 mm);Distan]a exterioar# a rolelor: 2200 mm;Distan]a interioar# a rolelor: 700 mm;Sarcina maxim# pe role: 3000 kg;Viteza maxim# simulat#: 200 km/h;Greutatea echivalent#: 2,5 t conform ISO 1940;Suprafa]a rolelor: lis#;Iner]ia de baz# (accelera]ia echivalent# a pieselor \n mi[carea de rota]ie): 1360 kg.

46


_n figura 6.1. se prezint# schema de principiu a standului de m#surare a emisiilor [8].

3. Mod de lucru

Emisiile de evacuare se efectueaz# prin calculul maselor [8]. Masele emisesunt calculate conform ecua]iei:

Mi = Vmax * Qi * kH * Ci * 10-6 + Mi,mc (6.7)

\n care:Mi este masa emis# a poluantului i, exprimat# \n mg,Vmax = volumul diluat de emisie, exprimat \n l/test sau \n l/faz#, [i corectat la

condi]iile standard,ρi = densitatea poluantului i \n g/l la temperatura standard [i corectat la condi]iile

standard,kH = factor de corec]ie de umiditate pentru calculul emisiilor de azot (numai

pentru NOx),Ci = concentra]ia poluantului i \n mostra de evacuare diluat#, exprimat# \n ppm

[i corectat# pentru concentra]ia poluantului i \n aerul de dilu]ie,Mi,mc = corec]ia modal# pentru poluantului i, exprimat# \n g (numai pentru

testele modale cu facilitatea <row exhaust sampling>).

47

Fig. 6.1. Schema standului de m#surare a emisiilor


Condi]iile standard, pentru diferite zone geografice din lume sunt urm#toarele:ECE: T = 273,14 K, p =101,33 kPa;S.U.A.: T = 293,15 K, p = 101,33 kPa;Japonia: T = 273,15 K, p = 101,3 kPa;Taiwan: T = 298,15 K, p = 101,33 kPa.

Datele constante pentru substan]ele emise analizate sunt urm#toarele:ρHC = 0,619 g/l,ρCO = 1,249 g/l,ρNOx = 2,053 g/l,ρCO2 = 1,964 g/l,ρCH4 = 0,720 g/l,ρHCHO = 1,429 g/l.

Pentru orice alte condi]ii standard, densitatea este corectat# conform formulei:

ρ = ρ0 * (P * T0)/(P0 * T) (6.8)

Concentra]iile corectate se calculeaz# cu formula:

Ci = Ce – Cd * (1-1/DF), (6.9)

unde:Ci este concentra]ia poluantului i \n mostra de evacuare diluat#, exprimat# \n

ppm [i corectat# pentru concentra]ia poluantului i \n aerul de dilu]ie;Ce este concentra]ia poluantului i \n partea diluat# de evacuare ca m#surat#,

exprimat# \n ppm;Cd este concentra]ia poluantului i \n aerul de dilu]ie ca m#surat#, \n ppm;DF este factorul de dilu]ie.Factorul de dilu]ie se calculeaz# astfel:

DF = 13,4/®CCO2 + (CHC + CCO) * 10-4¯ , (6.10)

iar pentru motociclete:

DF = 14,5/®CCO2 + (CHC + 0,5 * CCO) * 10-4¯, (6.11)

\n care:CCO2 este concentra]ia de CO2 \n proba diluat# de evacuare, exprimat# \n volume

la sut#;CHC este concentra]ia de hidrocarburi \n proba diluat# de evacuare, exprimat#

\n ppm de carbon echivalent;CCO este concentra]ia de oxid de carbon \n proba diluat# de evacuare, exprimat#

\n ppm.

48


Se efectueaz# de asemenea [i un calcul pentru factorul de corec]ie al umidit#]iipentru oxizii de azot.

Pentru corectarea efectelor umidit#]ii asupra rezultatelor ob]inute pentru oxidulde azot, trebuie utilizat# ecua]ia:

KH = 1/®1 - 0,00329 * (H-10,71)¯, (6.12)

unde: H = 6,211 * Ra * Pd/®PB - Pd * Ra * 10-2¯_n ecua]ia 6.12 se aplic# urm#toarele defini]ii:H – umiditatea absolut#, exprimat# \n grame de ap# per kilogram de aer uscat;Ra – umiditatea relativ# a aerului ambiant, exprimat# la sut#;Pd – presiunea de satura]ie a vaporilor la temperatura ambiental#, \n kPa;PB – presiunea aerului \n camera de testare, exprimat# \n kPa.

4. _nregistrarea [i prelucrarea m#sur#torilor

Simularea iner]iei [i a condi]iilor de drum se efectueaz# pe stand prin simulareaelectric# a iner]iei [i amplasarea automobilului de \ncercat pe role.

Pentru a regla iner]ia [asiului dinamometrului \n scopul de a corespunde greut#]iireale a automobilului, este disponibil# simularea electric# a iner]iei.

Semnalul de accelera]ie m#surat este \nmul]it cu diferen]a dintre iner]ia dorit#[i iner]ia de baz# a standului pentru a produce exact for]a necesar# de trac]iune.

Simularea deplas#rii pe drum este efectuat# \n conformitate cu formula:

F = Rwg sinα + F0 + Flv + F2vn + Rwxdν/dt (6.13)

unde:F este for]a de trac]iune;g este 9,8l m/s2;Rw este greutatea de referin]# a automobilului \n kg;g Rw sinα este for]a la pant#;F0 este coeficient independent de vitez# al for]ei de trac]iune \n N;F1 este coeficientul dependen]ei puterii 1;ν este viteza automobilului \n m/s,F2 este coeficientul dependen]ei for]elor neliniare;n este exponent variabil cu valoare \ntre 1 [i 3 (cu o zecimal#);Rg este iner]ia de baz# a dinamometrului [asiului dinamometric;Rw

x = Rw – Rg adic# iner]ia care trebuie simulat# electric;dν/dt este accelera]ia \n m/s2.

Parametrii pot fi lua]i fie din catalogul de parametri, sau pot fi introdu[i \n modliber \n orice moment. Valoarea for]ei de trac]iune este calculat# on-line pentruorice vitez#.

49


_n fa]a automobilului de \ncercat se poate instala un ventilator, care s# simulezev@ntul frontal [i care s# asigure r#cirea corespunz#toare a motorului [i altor ansambleale automobilului, care func]ioneaz# pe standul de \ncercare. Condi]iile v@ntuluifrontal sunt cel mai bine simulate atunci c@nd ventilatorul func]ioneaz# cu o tura]ievariabil# cu viteza automobilului. Astfel, tura]ia ventilatorului este controlat# \nconformitate cu formula:

nV = n0 + nl * v + n2 * ν2 (6.14)

unde no, nl [i n2 sunt ni[te constante cu valoare cunoscut#.


Datele prelevate sunt analizate [i interpretate \n func]ie de scopurile pentrucare se efectueaz# m#sur#torile, respectiv determinarea consumurilor de combustibil\n diferite regimuri de deplasare, pe baza emisiilor poluante din gazele de evacuareale automobilelor.

50


xxx

Lucrarea nr. 7

DETERMINAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL{I A EMISIILOR POLUANTE IN CAZUL UNUI AUTOMOBIL

PREV~ZUT CU MOTOR CU CARBURATOR


Pe un stand de m#sur#tori ca cel prezentat \n lucrarea nr. 6, se pot determinaconsumurile de combustibil pentru un autoturism, pe baza emisiilor de elementepoluante. Determin#rile se pot efectua, at@t la viteze stabilizate, c@t [i \n regimurilede accelerare [i decelerare.


Se efectueaz# determin#rile pentru un autoturism marca DAEWOO, modelulTico, utiliz@nd standul de emisii prezentat \n lucrarea nr. 6. Autoturismul Tico esteprev#zut cu un motor av@nd capacitate cilindric# 796 cm3 cu puterea maxim# 41CP la 5500 rot/min [i cuplul maxim 6 daN*m la 2500 rot/min. Emisiile poluantecorespund normelor EURO II, datorit# dispozitivelor prev#zute conform Anexei 1.

3. Mod de lucru

Se consider# un ciclu de \ncercare, ca cel prev#zut \n tabelul 7.1. Datele au fostprelucrate dup# studii statistice privind circula]ia \n ora[e mari din Rom@nia, cupreponderen]# circula]ia aglomerat# din ora[ul Bucure[ti [11].

51

Tabelul 7.1.Datele ciclului de \ncercare


Reprezentarea grafic# a ciclului respectiv este redat# \n figura 7.1.

Condi]iile atmosferice la care au avut loc determin#rile respective sunt cuprinse\n tabelul 7.2. Datele din fi[ele de m#sur#ri sunt preluate din [10].

52

Fig. 7.l. Schematizarea ciclului de \ncercare considerat

Tabelul 7.2.Condi]iile meteorologice la datele efectu#rii testelor



53

Test: D-GEORG

Num#rul testului: I0007006

Specifica]ii: Autoturism Tico, motor rece

Op]iunea testului: Analiza modal# diluat#

Faza I. Raportul modalTabelul 7.3.

Rezultatele \ncerc#rilor, autoturism Tico, motor receConcentra]ii Grame modale


54

Test: D-GEORG

Num#rul testului: I0007007

Specifica]ii: Autoturism Tico, motor cald

Op]iunea testului: Analiza modal# diluat#

Tabelul 7.4.Rezultatele \ncerc#rilor, autoturism Tico, motor cald

Concentra]ii Grame modale


Amplasarea autoturismului Tico pe standul de \ncercare este prezentat# \nfigurile 7.2. [i 7.3. [9]. Tabelele cu rezultatele de m#sur#tori au fost reprodusedup# [10].

55

Fig. 7.2. Amplasarea autoturismului Tico pe standul de \ncercare

Fig. 7.3. Autoturismul Tico pe stand [i ventilatorul amplasat frontal



Se vor compara consumurile de combustibil [i emisiile de substan]e poluantedintre regimurile cu motor rece [i motorul \nc#lzit complet. Datele din tabel permitcalculul emisiilor poluante de HC, CO, CO2 [i NOx \n grame pe kilometru, fiindcuprinse distan]ele prev#zute \n fiecare din fazele ciclului respectiv parcurs.

56

Documents

Poluare Si Economie I