PUNTI PENTRU AUTOTURISME SI AUTOUTILITARE

CAPITOLUL 3 PUNTI PENTRU AUTOTURISME SI AUTOUTILITARE 3.1.Punti din spate 3.1.1.Punti motoare din spate Puntile motoare din spate ale autoturismelor si ale autoutilitarelor pot fi rigide cu suspensie dependenta si fractionate cu suspensie independenta. Ca punti motoare ele trebuie sa contina mecanismele pentru transmiterea fluxului de putere de la transmisia cardanica la rotile motoare respectiv transmisia principala, diferentialul si arborii planetari. Ceea ce diferentiaza constructiv puntile motoare din spate este sistemul de montare si de ghidare al puntilor si/sau al rotilor pe sasiu sau pe caroseria autoportanta. Cea mai simpla solutie de montare si de ghidare al PMS rigide este prin intermediul arcurilor lamelare, solutie care se foloseste la autoturisme de teren si la autoutilitare. In figura 3.1 se prezinta PMS rigida cu suspensie dependenta cu arcuri lamelare parabolice folosita pe autoutilitara VW LT.

Fig.3.1.PMS rigida cu suspensie dependenta de la VW LT Puntea are doua arcuri parabolice, fixate pe trompe prin bride, articulate fix la capatul din fata si prin intermediul unui cercel la capatul din spate. Ele au atat rol de element elastic cat si de a prelua integral fortele si momentele de reactie. Ultima lamela are rol de arc suplimentar (preia sarcini verticale mari), iar contactul capetelor sale cu arcul principal cand se transporta incarcaturi mari se face prin tampoane din material plastic. 1

Suspensia are doua amortizoare montate in fata axei rotilor, inclinat spre fata si o bara stabilizatoare articulata cu partea centrala de cadru, iar cu capetele prin doua bielete de trompele puntii. Folosirea arcului elicoidal drept element elastic al suspensiei impune adoptarea unui mecanism cu bare de reactie care sa preia fortele si momentele de reactie. Mecanismul patrulater dispus longitudinal cu brat triunghiular central preia integral fortele si momentale de reactie. O astfel de solutie este prezentata in figura 3.2.

Fig.3.2.PMS cu mecanism patrulater longitudinal de ghidare si brat triunghiular superior central Pe fiecare trompa este sudat cate un suport de care este fixat in partea de jos capatul din spate al unui brat longitudinal, capatul din fata fiind articulat de caroserie. In partea centrala superioara a carterului, de o parte si de alta, sunt articulate doua brate dispuse in V spre fata, astfel incat sa preia fortele transversale, iar impreuna cu bratele inferioare longitudinale preiau integral fortele longitudinale si momentele lor. Bratele inferioare au o

2

constructie masiva deoarece pe ele se monteaza arcurile elicoidate. Amortizoarele, dispuse inclinat spre interior, sunt articulate in spatele suportilor sudati pe trompe. O solutie constructiva mai simpla (are mai putine articulatii) este prezentata in figura 3.3.

Fig.3.3.PMS cu ghidare prin doua brate longitudinale si o bara Panhard (Mitsubishi Pajero): 1-carterul puntii motoare; 2-brat longitudinal; 3-articulatia elastica a bratului longitudinal cu sasiul; 4bara Panhard; 5-bara stabilizatoare. De trompele puntii se fixeaza cate un brat longitudinal forjat care este articulat elastic cu capatul din fata de sasiu. Cele doua brate preiau fortele longitudinale, dar momentele acestor forte solicita suplimentar arcurile. In spatele puntii este dispusa bara Panhard, articulata la capatul din stanga de trompa puntii, iar la capatul din dreapta de sasiu. Ea preia fortele transversale. Amortizoarele sunt dispuse in fata puntii si montate inclinat spre fata. Bara stabilizatoare este articulata cu partea sa centrala de punte, iar la capete prin doua bielete de sasiu. Ea este curbata in zona centrala pentru a ocoli capacul pinionului de atac. Bara Panhard impune o deplasare transversala a puntii (puntea se deplaseaza pe verticala pe o traectorie circulara cu centrul in axa articulatiei fixe a barei cu caroseria). Pentru a diminua aceasta deplasare lungimea barei 3

se adopta cat mai mare posibil. O ghidare pe verticala a puntii este realizata de macanismul Watts. Acesta consta din doua bare de reactie egale si paralele, dispuse transversal in planuri de nivel diferite, articulate cilindric la capetele exterioare de structura portanta, iar la capetele interioare de un levier cu brate egale dispus vertical in planul longitudinal al automobilului si articulat la mijloc pe grinda puntii. Problema ghidarii pe verticala a PMS rigide folosind drept elememte elastice arcuri lamelare este rezolvata simplu si elegant pe Maserati A6GCS din 1953. Puntea este prezentata in figura 3.4.A.

Fig.3.4.A PMS rigida Maserati A6GCS Montarea si ghidarea puntii se realizeaza prin doua mecanisme patrulater dispuse longitudinal, formate din doua bare de reactie laterale montate deasupre axei rotilor, articulate la capatul din spate de suporti fixati pe trompele puntii, iar la capetele din fata de caroserie si dintr-un brat triunghiular central montat sub axa rotilor, articulat la capatul din spate de carterul central al puntii, iar la capetele din fata de caroserie. Elementele elastice ale suspensiei sunt doua semiarcuri lamelare dispuse longitudinal, incastrate cu partea groasa de caroserie si articulate la varf prin articulatii mobile cu cercel de trompele puntii. Suspensia este prevazuta cu bara stabilizatoare si amortizoare cu levier. O solutie intermediara intre PMS rigida cu suspensie dependenta si PMS fractionata cu suspensie independenta poate fi considerata puntea DE DION, prezentata in figura 3.4.

4

Fig.3.4.PMS cu suspensie DE DION Carterul central cu transmisia principala si diferentialul este separat de punte si montat prin reazeme elastice pe caroserie, iar fluxul de putere se transmite la roti prin arbori planetari cu articulatii homocinetice (caracteristica a PMS fractionate). Fuzetele sunt montate la capetele unei bare transversale (tub De Dion), dispusa sub axa rotilor si arcuita spre spate. Pe ea se monteaza arcurile elicoidale in spatele axei rotilor pentru a permite trecerea arborilor planetari. Tubul de Dion este ancorat in partea din fata de doua brate dispuse in V si articulate la varf de o traversa ce se monteaza prin reazeme elastice pe caroserie. Pe brate se monteaza amortizoarele usor inclinate spre interior. Intre cele doua brate este montata bara stabilizatoare. Preluarea fortelor transversale este realizata de un mecanism Watts cu levierul articulat pe tubul De Dion. La majoritatea autoturismelor organizate dupa solutia “clasica” se foloseste puntea motoare spate fractionata cu suspensie independenta. Un sistem foarte raspandit de montare si de ghidare al rotilor acestei punti este cu brat triunghiular tras si axa de oscilatie inclinata fata de axa transversala (brat oblic). In figura 3.5 se prezinta PMS fractionata cu suspensie independenta si brate oblice trase folosita de BMW pe unele din modelele sale. 5

Fig.3.5.PMS fractionata cu brate oblice (BMW) Carterul central se fixeaza pe o grinda suport dispusa traversal, cu capetele usor deplasate spre fata, iar ansamblul astfel format este montat pe trei reazeme elastice (doua la capetele grinzii si al treilea in spatele carterului) pe coroseria autoportanta. Pe partile laterale ale grinzii sunt montate doua brate. Fiecare brat are forma triunghiulara si este articulat prin doua articulatii cilindrice elastice cu axele dispuse pe o dreapta inclinata cu 150 fata de transversala. La capatul din spate al bratului este fixata fuzeta rotii. Astfel bratul prin dispunerea si forma sa preia fortele longitudinale si transversale, dar momentele acestor forte solicita suplimentar arcul elicoidal in forma de butoi montat intre brat si caroserie. Amortizoarele sunt dispuse in spatele axei rotilor, usor inclinat spre fata, articulate la un capat de brate, iar la celalalt capat de caroserie. Bara stabilizatoare este articulata la capete de bratele oblice prin doua bielete, iar prin partea centrala de caroserie.

6

Constructii bazate pe acelasi principiu difera prin forma grinzii suport si prin unghiul de inclinare al axei articulatiilor bratului oblic. In figura 3.6 se prezinta PMS fractionata cu suspensie independenta si brate oblice de la OPEL Omega.

Fig.3.6.PMS cu brate oblice OPEL: 1-grinda suport; 2,3,4,5reazemele elastice ale grinzii suport pe caroserie; 6-articulatiile centrale ale barei stabilizatoare; 7-carterul central;8-suportul articulatiei interioare a bratului oblic; 9-arcuri elicoidale in forma de butoi; 10-amortizoare; 11-arbori planetari. Grinda suport are forma de trapez isoscel cu baza mica spre spate si se monteaza prin 4 reazeme elastice dispuse la capete pe caroserie. Sub baza mica se monteaza carterul central, iar de laturile inclinate sunt articulate bratele oblice de forma triunghiulara cu axele inclinate la 100 fata de transversala. La varful din spate al bratelor oblice sunt montate fuzetele rotilor. Arcurile elicoidale butoi sunt montate intre brate si caroserie, amortizoarele sunt dispuse in spatele axului rotilor si montate usor inclinat spre interior, bara stabilizatoare este articulata cu partea centrala de grinda suport, iar la capete prin bielete cu bratele oblice.

7

Pentru montarea si ghidarea rotilor la PMS fractionata se poate folosi si mecanismul patrulater transversal cu brate neegale. O astfel de solutie utilizata de AUDI este prezentata in figura 3.7.

Fig 3.7.PMS fractionata cu patrulater transversal cu brate neegale: 1grinda suport; 2,3-reazemele elastice ale grinzii suport pe caroserie; 4brat inferior triunghiular; 5-brat superior triunghiular. Montarea puntii pe caroseria autoportanta se face prin patru elemente. O grinda suport in forma de U pe care se monteaza carterul central cu capacul pinionului de atac alungit mult spre fata si bratele inferioare in forma de triunghi, iar ansamblul se monteaza prin patru reazeme elastice pe caroserie. Doua placi suport laterale care dubleaza contraaripile si pe care se monteaza bratele superioare in forma de triunghi. Un suport central pe care se sprijina printr-un reazem elastic trompa pinionului de atac. Arcurile elicoidale cilindrice si amortizoarele sunt montate concentric pe verticala intre bratele inferioare si suportii laterali. Se constata ca distanta pe verticala dintre articulatiile bratelor triunghiulare cu fuzeta este foarte mare, element care inbunatateste ghidarea rotilor, iar bratul triunghiular superior este mult deplasat spre exterior, permitand o distanta mare intre suportii laterali, respective o largime mare a portbagajului.

8

Ghidarea rotilor PMS fractionate se poate face si prin folosirea mecanismului patrulater tras (dispus longitudinal), asa cum se vede din figura 3.8.

Fig.3.8.PMS fractionata cu mecanism patrulater tras (RENAULT Spider) Puntea are urmatoarele particularitati constructive: doua brate triunghiulare trase, dispuse suprapus, sunt articulate cu varfurile din fata de caroseria autoportanta din aluminiu, iar cu varful din spate de fuzeta prin articulatii sferice; fuzeta are un levier transversal de care este articulata o bara de reactie cu lungime variabila dispusa longitudinal (prin lungimea sa variabila permite reglarea convergentei rotii, iar impreuna cu bratul transversal al fuzetei blocheaza bracarea rotii); grupul elastoamortizor al suspensiei este dispus longitudinal, foarte inclinat spre fata (aproape orizontal), este articulat la capatul din spate de bratul longitudinal superior, iar la capatul din fata de caroseria autoportanta. Pentru ghidarea cat mai riguroasa a rotilor se adopta sistemul cu brate multiple (multilink sau Mehrlenker). Constructia PMS fractionate cu brate multiple cu suspensie independenta este prezentata in figura 3.9.

9

Fig.3.9.PMS fractionata cu brate multiple (BMW): 1-brat longitudinal inferior; 2-articulatia cilindrica elastica a bratului longitudinal cu caroseria;3-brat transversal superior; 4-brat transversal inferior; 5suport central; 6,7-reazemele elastice ale suportului central pe caroserie; 8-bieleta barei stabilizatoare; 9-amortizor; 10-carter central; 11-arc elicoidal; Oh –Centrul articulatiei bratului longitudinal cu caroseria. Fuzeta este montata la capatul bratului longitudinal inferior dispus sub axa rotii, care este articulat prin capatul din fata de caroserie si este ghidata transversal de bratul transversal inferior, articulat la capatul exterior de fuzeta, iar la capatul interior de suportul central. In partea de sus, fuzeta este articulata cu bratul transversal superior, care la randul sau este articulat de suportul central. Suportul central este montat prin patru reazeme elastice de caroserie, iar in interiorul sau se monteaza carterul central al puntii. Arcurile elicoidale sunt dispuse intre bratele transversale superioare si caroserie, amortizoarele sunt dispuse vertical in spatele axei rotilor si articulate intre bratele longitudinale inferioare si caroserie, iar bara stabilizatoare are capetele articulate la bratele transversale superioare prin bielete.

10

O constructie asemanatoare, dar cu o ghidare mai riguroasa a bratului longitudinal inferior, este prezentata in figura 3.10.

Fig.3.10.PMS fractionata cu brate multiple (HONDA) Bratul longitudinal inferior are montata la capatul din spate fuzeta, la mijloc se sprijina pe caroserie printr-o articulatie cilindrica, iar la capatul din fata este articulat de caroserie printr-un brat transversal inferior. In partea din spate, bratul longitudinal portfuzeta este articulat printr-un brat transversal inferior de grinda suport dispusa transversal si arcuita in jos. Aceasta se monteaza pe caroserie. Corpul fuzetei se dezvolta pe verticala in sus si este articulat la capat printr-un brat transversal superior de caroserie. Blocul elastoamortizor al suspensiei (arcul elicoidal si amortizorul sunt montate concentric) este dispus pe verticala putin in spatele axei rotii si este articulat intre bratul transversal inferior si caroserie. Carterul central se sprijina la partea din spate printr-un reazem elastic de grinda suport, iar in partea din fata sus este montat pe caroserie.

11

3.1.2.Punti nemotoare din spate La automobilele organizate dupa solutia compacta “totul in fata” (majoritatea autoturismelor si unele autoutilitare) puntea din spate are numai rol de sustinere si de rulare. Constructiv, puntea din spate nemotoare poate fi: - rigida cu suspensie dependenta; - semirigida cu deformare la torsiune controlata; - fractionata cu suspensie independenta. Puntea din spate nemotoare rigida este montata si ghidata simplu pe caroserie prin intermediul arcului lamelar, asa cum se vede in figura 3.11.

Fig.3.11.PS rigida cu arcuri monolamelare (FORD) Puntea propriuzisa consta dintr-o grinda centrala cu sectiuna tubulara, care are montate la capete fuzetele, proiectate astfel incat axul rotii sa fie deasupra axei grinzii (se realizeaza reducerea nivelului podelei in zona puntii din spate). Tot la capetele grinzii, putin spre interior, sunt sudate flansele orizontale pentru montarea arcurilor parabolice. Fiecare arc 12

parabolic monolamelar este asamblat pe flansa grinzii prin bride si o placa superioara, care constitue si suportul pentru arcul suplimentar din cauciuc (are rol si de tampon limitator de cursa) si pentru articulatia amortizorului, dispus intr-un plan longitudinal si putin inclinat spre fata. La capatul de sus amortizorul este articulat printr-un suport de pasajul rotii. Arcurile parabolice monolamelare sunt articulate fix la capatul din fata si printr-un cercel la capatul din spate de longeroane. Ele preiau reactiunile longitudinale si momentele lor. O bara Panhard preia reactiunile transversale. O astfel de constructie se foloseste si la FIAT Doblo. La autoutilitarele lansate in fabricatie dupa anul 2000 este oferita optional si versiunea de punte spate rigida cu suspensie pneumatica. In figura 3.11.A este prezentata o astfel de punte care echipeaza la cerere noul Fiat Ducato.

Fig. 3.11.A Punte spate rigida cu suspensie pneumatica (FIAT DUCATO) Constructia puntii propriuzisa este asemanatoare cu cea precedenta, cu deosebirea ca sectiunea transversala a grinzii este patrata. Suspensia puntii este pneumatica, iar toate componentele suspensiei (rezervorul de aer comprimat, electrocompresorul, dispozitivele pneumatice de control si conductele de legatura) sunt montate pe o platforma portanta, montata la randul sau prin reazeme elastice pe baza caroseriei utilitarei. Montarea si ghidarea puntii se face prin intermediul a doua lamele parabolice dispuse longitudinal si montate pe grinda puntii prin bride. Cu capetele din fata lamelele sunt articulate de baza caroseriei, iar pe laturile scurte si arcuite mult in jos din spate sunt montate pernele de aer in forma de tub cilindric. Suportii de sus ai pernelor de aer sunt montati pe platforma portanta. Fortele transversale sunt preluate de o bara Panhard dispusa deasupra grinzii puntii,

13

articulata cu capatul din stanga de grinda, iar cu capatul din dreapta de platforma portanta. Tampoanele elastice limitatoare de cursa sunt montate pe baza caroseriei, iar in cazul unui soc se sprijina pe placa de fixare a lamelelor parabolice. Amortizoarele sunt dispuse in planuri longitudinale si mult inclinate spre spate, sunt articulate cilindric de flansele sudate la capetele grinzii puntii cu capatele inferioare, iar cu capetele superioare de baza caroseriei. Intreaga constructie se monteaza pe vehicul fara modificari ale bazei caroseriei si ridica foarte putin nivelul platformei de incarcare. Daca se folosesc arcuri elicoidale puntea trebuie prevazuta cu mecanism de montare si de ghidare. Un mecanism simplu folosit de AUDI este prezentata in figura 3.12.

Fig.3.12.Punte spate rigida AUDI: 1-bara Pnahard; 2-contrafisa; 3suportul comun al barei Panhard si al contrafisei; 4-suportul din stanga al contrafisei; 5-guseu spatial; 6-brat longitudinal. Puntea consta dintr-o grinda cu sectiunea deschisa in V si deschiderea in jos, cu deformatie la torsiune controlata (preia si rolul barei stabilizatoare si este dublata in interior de o bara cilindrica), dispusa sub axa rotilor, care are sudate la capete fuzetele. Pe grinda sunt sudate prin suprapunere si intarite cu gusee spatiale doua brate longitudinale, iar spre capatul din stanga in spate este sudat suportul articulatiei barei Panhard. Grupurile elastoamortizoare ale suspensiei sunt articulate cu capetele inferioare de grinda, sunt dispuse intr-un plan transversal, inclinate spre interior si articulate prin capetele superioare cu contraaripile. O contrafisa preia partial eforturile din suportul dreapta al articulatiei barei Panhard cu caroseria si le transmite la un suport de pe partea stanga.

14

O solutie asemanatoare se foloseste si pentru puntea din spate a autoutilitarei RENAULT Trafic. Ea este prezentata in figura 3.13.

Fig.3.13.Puntea spate rigida RENAULT Trafic A: 1-puntea propriuzisa; 2-bara Panhard; 3-contrafisa; 4-amortizor; 5-arc butoi; 6suprt superior arc; 7-fuzeta; 8-siguranta elastica; 9-rulment roata; 10piulita de capat a fuzetei; 11-capac de protectie; B: 1-surub de fixare a articulatiei bratului longitudinal; 2-surub de fixare a articulatiei barei Panhard; 3-surub de fixare a contrafisei; C: X-cota de reglaj pentru montarea amortizorului si a puntii (X=392±2mm). Fata de constructia precedenta sunt urmatoarele deosebiri: bratele longitudinale si grinda sunt in acelasi plan; la capetele grinzii sunt sudate doua flanse pe care se monteaza prin suruburi fuzetele si permit ridicarea 15

axelor rotilor fata de axa grinzii; suportii inferiori ai arcurilor si amortizoarelor sunt sudati in spatele grinzii; arcurile butoi scurte sunt montate pe verticala; amortizoarele sunt dispuse in planuri longitudinale si inclinate mult spre spate; bara Panhard si contrafisa sunt dispuse deasupra grinzii in planul vertical care contine si axele rotilor (se micsoreaza solicitarile in punte). Toate solutiile constructive adoptate pentru punte permit obtinerea unei podele plane si cu un nivel coborat, fara a reduce mult garda la sol. Folosirea barei Panhard pentru preluarea fortelor transversale este simpla si economica, dar introduce o deplasare transversala a puntii cu efecte negative asupra stabilitatii si confortului. Nissan rezolva aceasta problema folosind pe modelul Maxima un mecanism transversal care asigura deplasarea pe verticala a puntii, mecanism bazat pe schema cinematica “Scott-Russell” prezentata in figura 3.14.

Fig.3.14.Schema cinematica Scott-Russell Daca se dimensioneaza barele astfel incat raportul lungimilor “ac” si “bc” este egal cu raportul lungimilor “bc” si “cd”, la oscilatia manivelei “ac” traectoria punctului “d” este o dreapta. Articuland punctul “d” de caroserie, punctul “a” de grinda puntii, iar punctul “b” tot de grinda puntii (articulatia “b” are o constructie sepeciala), se obtin pentru punctele “a” si “b” traectorii rectilinii verticale (deci o deplasare pe verticala a puntii) si o traectorie circulara cu centrul in “d” pentru punctul “c”, mecanismul preluand fortele transversale, asa cum se vede din figura 3.15. 16

Fig.3.15.Solutia Nissan de preluare a fortelor transversale si de deplasare pe verticala a puntii: A-schema mecanismului care inlocuieste bara Panhard: B-dispunerea mecanismului pe automobil. Posibilitatea deplasarii laterale a axului “b” fata de centrul alezajului din biela este asigurata de o bucsa speciala din elastomer, care are o rididitate mare pe verticala si o rigiditate mica pe orizontala.

17

O constructie deosebita de punte spate rigida este puntea “Omega” folosita pe Fiat Panda si Lancia Y 10 si prezentata in figura 3.16.

Fig.3.16.Puntea spate rigida “Omega” (FIAT) Ea consta dintr-o grinda arcuita in forma de “Ω” cu partea deschisa spre spate. La capetele grinzii sunt sudate flanse pentru montarea lagarelor rotilor. Grinda este articulata cilindric in partea centrala cu caroseria. De partile laterale sunt articulate doua brate dispuse simetric si inclinat fata de planul longitudinal, axele articulatiilor bratelor fiind putin sub nivelul articulatiei centrale. Cu capatul din fata bratele sunt articulate tot cilindric de caroserie. In acest fel se anuleaza efectul fortelor laterale in curbe. Arcurile elicoidale sunt dispuse vertical in fata axei rotilor si se sprijina pe suporti sudati pe partile laterale ale grinzii. Astfel arcurile sunt mai tari si realizeaza o sustinere mai buna a caroseriei in curbe. Amortizoarele sunt articulate cilindric de capetele grinzii foarte aproape de roti, sunt dispuse intr-un plan transversal si mult inclinat spre interior. Centrul de ruliu este la mijlocul axei rotilor si este influentat de inaltimea articulatiilor cu caroseria. Lagarul si butucul rotii la aceasta punte are o constructie deosebita si sunt prezentate in figura 3.17.

18

Fig.3.17.Lagarul si butucul rotii de la puntea “Ω” Caracteristic este faptul ca lagarul si butucul rotii formeaza un subansamblu unic (fabricat de SKF). Inelul exterior al rulmentului radial axial cu doua randuri de bile este proiectat sub forma unei flanse si se monteaza prin suruburi direct pe flansa de la capatul grinzi puntii. Inelul interior are o constructie masiva si se termina spre exterior cu o flansa pe care se monteaza tamburul cu suruburi-stift de centrare pentru janta rotii, fixarea definitiva a tamburului pe flansa realizandu-se cu suruburile de montare a rotii. Astfel rolul butucului rotii este preluat de inelul interior masiv al rulmentului. Rulmentul butuc cuprinde si sistemul de etansare. O constructie aparuta la inceputul anilor 1970 pentru puntea din spate nemotoare este grinda in forma de “H” trasa. Ea consta din doua brate longitudinale sudate la capetele unei grinzi transversale dispusa in fata axei rotilor. Bratele sunt articulate cilindric de caroserie cu capetele din fata, iar la capetele din spate sunt sunt sudate fuzetele. Grupurile elastoamortizoare 19

ale suspensiei sunt dispuse cel mai adesea vertical pe axa rotilor si articulate de capetele din spate ale bratelor pe partea interioara (fata de fuzete). Astfel puntea preia toate fortele si momentele de reactie. Grinda are sectiunea deschisa in forma de U sau de V si deformarea la torsiune controlata, astfel ca preia si rolul barei stabilizatoare (in interiorul profilului U sau V al grinzii este montata o bara cu rol stabilizator). Schema constructiva si modul de transmitere a fortelor transversale sunt prezentate in figura 3.18.

Fcy2

Y2s

Y2d

Fig.3.18.Schema constructiva si modul de transmitere a fortelor transversale la puntea cu grinda in forma de H trasa. Daca automobilul se inscrie in viraj asupra lui actioneaza componenta transversala a fortei centrifuge, care se transmite puntii din spate prin articulatiile cu bratele Fcy2 si determina la contactul rotilor cu calea reactiunile Y2s si Y2d . Notand cu Fox reactiunile din articulatiile grinzii H cu caroseria se constata ca apare un moment care roteste puntea fata de caroserie datorita elasticitatii articulatiilor cu δh si imprima un caracter supravirator automobilului. M Z = ( Y2 s + Y2 d ) ⋅ r = Fox ⋅ b0 ⇒ Fox =

( Y2 s + Y2 d ) ⋅ r b0

20

Cu cat sunt mai lungi bratele longitudinale si cu cat sunt mai apropiate articulatiile cu caroseria, ca atat cresc reactiunile F ox si se accentuiaza caracterul supravirator. Acest fenomen este evidentiat in figura 3.19.

Fig.3.19.Caracterul supravirator al automobilului cu punte H trasa Solutia prezinta urmatoarele avantaje: - constructie simpla (o singura grinda in forma de H si doua articulatii); - montare si demontare usoare ale intregii punti; - necesita putin spatiu; - prindere simpla pentru arcuri si amortizoare; - permite o suprapunere avantajoasa a arcului si amortizorului; - grinda transversala poate prelua si rolul barei stabilizatoare; - masa nesuspendata redusa; - modificare redusa a caderii rotilor la actiunea fortelor laterale; - pozitie convenabila pentru centrul de ruliu al puntii; - reducerea tendintei de ridicare a spatelui automobilului la franare. Dezavantaje: - tendinta supraviratoare la actiunea fortelor laterale; - solicitari mari la torsiune si la forfecare in grinda transversala; - solicitari mari in sudurile care asambleaza bratele laterale cu grinda transversala. In figura 3.20 se prezinta puntea din spate cu grinda trasa in forma de H de la VW Golf 1 (unul dintre primele autoturisme care au folosit aceasta solutie).

21

Fig.3.20.Punte din spate cu grinda trasa in forma de H (VW Golf) Constructia se caracterizeaza prin urmatoarele: grinda transversala are sectiunea in forma de U cu deschiderea spre fata si este dublata in zona centrala de o bara cilindrica cu rol stabilizator; asamblarea prin sudura dintre bratele laterale si grinda transvesala este ranforsata spre spate prin gusee spatiale cu raza mare; grupurile elastoamortizoare sunt dispuse pe verticala in planul transversal al axei rotilor; articulatiile cilindrice ale grinzii cu caroseria au o ghidare laterala pe con pentru a diminua valoarea unghiului δh si prin aceasta comportarea supraviratoare a puntii in viraj. Puntea spate cu grinda H trasa poate fi asociata si cu arcul bara de torsiune dispus transversal, asa cum se vede din figura 3.21, punte folosita de RENAULT pe multe din modelele sale.

22

Fig.3.21.Punte din spate cu grinda trasa in forma de H (RENAULT): 1-brat longitudinal lateral; 4-bara de torsiune exterioara; 7-suport longitudinal; 8-bara de torsiune interioara; 9-amortizor; 10-traversa cu sectiune in V; 11-bucsa canelata pentru fixarea barei 4; 12-lagar central pentru barele de torsine; 13-bucsa canelata pentru fixarea barei de torsiune 8. Puntea prezinta urmatoarele particularitati constructive: grinda trasa in forma de H este formata din doua brate longitudinale si o grinda transversala cu sectiune in forma de V, cu deschiderea inspre fata, asamblate prin sudura; grinda nu este articulata direct de caroserie, ci pe doi suporti laterali care se monteaza pe caroserie prin reazeme elastoamortizoare; articulatiile cilindrice dintre grinda H si suportii laterali au o constructie tubulara pentru a permite incastrarea barei transversale de torsiune in suporti; bara de torsiune interioara, cu rol preponderent stabilizator, este demontabila si se rigidizeaza prin bucse canelate cu bratele laterale ale grinzii H; un lagar central dublu, dispus in planul longitudinal de simetrie asigura montarea si ghidarea celor doua bare de torsiune prin caneluri; amortizoarele, articulate cilindric, sunt dispuse in planuri longitudinale si mult inclinat spre fata pentru a reduce nivelul podelei. O rezolvare deosebita a problemelor specifice puntii cu grinda trasa in forma de “H” este prezentata in figura 3.21.A. Tendinta supraviratoare a 23

Fig.3.21.A.Punte cu grinda trasa in forma de “H” (FIAT GRANDE PUNTO) puntii este diminuata prin dispunerea axelor articulatiilor cilindrice ale grinzii inclinat fata de transversala. Partea centrala a grinzii deformabila la torsiune are sectiune tubulara variabila; astfel efectul stabilizator este realizat fara utilizarea unei bare suplimentare. Arcurile elicoidale botoi scurte sunt montate pe axele rotilor, intre bratele grinzii si podeaua portbagajului, iar amortizoarele sunt montate vertical, in spatele axelor rotilor, foarte in exterior; astfel s-a obtinut o latime mare a portbagajului. Pentru puntea din spate nemotoare fractionata cu suspensie independenta se folosesc solutii de montare si de ghidare ale rotilor asemanatoare cu cele de la PMS fractionata dar cu probleme constructive mai putine deoarece dispar mecanismele de putere. In figura 3.22 se prezinta constructia puntii spate fractionate cu brat triunghiular tras, folosita de VW pe Transporter.

24

Fig.3.22.Punte din spate cu brate triunghiulare trase (VW) Puntea este formata din doua brate triunghiulare dispuse longitudinal (brate trase) care au montate pe varfurile din spate fuzetele, iar prin varfurile din fata dispuse pe o axa transversala si mult departate intre ele sunt articulate cilindric de caroserie. Pentru automobilul static incarcat, bratele sunt aproape orizontale. Arcurile elicoidale butoi sunt montate vertical in fata axei rotilor, iar amortizoarele dispuse intr-un plan longitudinal sunt mult inclinate spre fata. Se obtine astfel o podea plata cu un nivel scazut fara a afecta garda la sol. Caracterul supravirator al puntii este mult diminuat. La autoturisme folosirea bratelor triunghiulare trase late este dificila din considerente de spatiu si de montare. O solutie este puntea cu brate trase inguste prezentata in figura 3.23.

25

Fig.3.23.Punte cu brate trase inguste (FIAT) Puntea consta din doua brate trase inguste, dispuse longitudinal, care au la capetele din spate montate fuzetele, iar cu capetele din fata sunt articulate cilindric de partea fixa a puntii. Aceasta consta din doi suporti laterali dispusi longitudinal, cu sectiune in forma de U si deschiderea in jos, fixati la capetele unei traverse cu sectiune tubulara. Articulatiile dintre bratele trase inguste si suportii laterali sunt dispuse in fata axei traversei, iar arcurile elicoidale dispuse vertical sunt montate intre bratele trase si suporti in spatele axei traversei, dar in fata axei rotilor. Bara stabilizatoare este ghidata pe traversa de un suport simplu si este ancorata prin capetele arcuite mult de bratele trase prin bucse din cauciuc.Tot ansamblul se monteaza pe caroserie prin patru reazeme elastice dispuse la capetele suportilor laterali. Constructia este simpla si compacta, dar ghidarea rotilor este precara, iar solicitarile din brate mari (indeosebi solicitarea la torsiune), asa cum se vede din figura 3.24.

26

-Y

+Y Z

Fig.3.24.Solicitarea la torsiune a bratului tras ingust Momentul de torsiune din brat are expresia: M t = Z ⋅ a + Y ⋅ rd

Imbunatatirea ghidarii rotilor se obtine prin adoptarea bratelor trase in forma de L cu laturile transversale intrepatrunse si cu ghidare reciproca, care se preteaza foarte bine la folosirea barelor de torsiune dispuse transversal (in prelungire) drept elemente elastice pentru suspensii. O astfel de solutie este prezentata in figura 3.25.

27

Fig.3.25.Punte din spate cu brate trase in forma de L si suspensie independenta cu bare de torsiune transversale dispuse in prelungire (RENAULT): 1-brate trase in forma de L; 2-latura transversala a bratului din stanga; 3-idem a bratului din dreapta; 4-bare de torsiune transversale; 5,6-lagare intre laturile transversale ale bratelor trase; 7suporti laterali; 8-bara stabilizatoare; 9-amortizoare. Laturile transversale ale bratelor trase au sectiune tubulara variabila, se intrepatrund pe o lungime mare si se ghideaza reciproc prin doua lagare aflate la distanta mare. Se obtine astfel o buna ghidare a rotilor. La capetele din spate ale bratelor trase se monteaza fuzetele. Intre laturile longitudinale ale bratelor trase se monteaza simplu bara stabilizatoare. Barele de torsiune, cu lungimi egale si asezate in prelungire, sunt solidarizate prin caneluri la capetele interioare cu laturile transversale ale bratelor trase, iar la capetele exterioare de suportii laterali, care asigura si sprijin in exterior bratelor trase. Se poate spune ca laturile longitudinale ale bratelor trase sunt situate intre 28

doua reazeme departate, obtinandu-se o ghidare a rotilor ca la bratul triunghiular lat tras. Amortizoarele sunt montate vertical in spatele fuzetelor. Suportii laterali, care sustin intreaga punte se monteaza pe caroserie. Barele de torsiune transversale dispuse in prelungire au lungime mica, deci proprietati elastice mai reduse. Se compenseaza acest dezavantaj folosindu-se barele de torsiune transversale dispuse alaturat, care permit practic dublarea lungimii barelor de torsiune. Se modifica insa mult constructia puntii, asa cum se vede din figura 3.26.

Fig.3.26.Punte din spate cu brate trase in forma de L si bare de torsiune transversale dispuse alaturat (CITROEN): 1-grinda transversala; 2-bare de torsiune transversale dispuse alaturat; 3-bara stabilizatoare; 4-reazem elastic din fata; 5-reazem elastic din spate; 6suport lateral; 7-amortizor; 8-bucsele elastice ale amortizorului; 9capac de inchidere; 10-rulmenti cu ace; 11-antretoaza; 12,13-elemente de etansare; 14-bratul in forma de L a suspensie;15-tampon elastic limitator de cursa; 16-placa de fixare a bratului; 17-inel distantier; 18tambur; 19-rulment roata; 20-inel elastic; 21-saiba plata; 22-piulita fuzetei; 23-capac de inchidere; 24-butuc roata. Puntea prezinta urmatoarele particularitati constructive: sprijinul bratelor trase in grinda transversala se face pe rulmenti cu ace; bara stabilizatoare este incastrata in bratele trase prin intermediul placilor de fixare; bara de torsiune a rotii din dreapta, dispusa in fata grinzii transversale, este incastrata cu capatul din stanga de flansa laterala a grinzii transversale, iar cu capatul din dreapta de partea din fata a bratului tras din 29

dreapta; bara de torsiune a rotii din stanga, dispusa in spatele grinzii transversale, este incastrata cu capatul din dreapta de flansa laterala a grinzii transversale, iar cu capatul din stanga de bratul tras din stanga; pentru a permite montarea barei de torsiune a rotii din stanga, flansa laterala stanga a grinzii transversale are o decupare in partea din spate; amortizoarele dispuse in planuri longitudinale si mult inclinat spre spate sunt articulate de bratele trase si de suportii laterali; grinda transversala este montata prin suruburi pe cei doi suporti laterali; ansamblul puntii este montat prin suportii laterali pe caroserie prin patru tampoane elastice simetrice diferite ca montaj, de constructie speciala, care realizeaza autodirectionarea puntii; datorita acestei dispuneri, barele de torsiune sunt solicitate si la incovoiare. Bratul tras in forma de T cu latura transversala mai scurta si cu lagare fixe cu rulmenti cu role conice se poate cupla perfect cu o suspensie hidropneumatica, asa cum se vede din figura 3.27.

Fig.3.27.Punte spate cu brate trase si suspensie hidropneumatica (CITROEN): 1-grinda transversala; 2-suporti elastici ai grinzii; 3-bara stabilizatoare; 4-brat tras in forma de T; 5-tampon limitator; 6-fuzeta; 7-rulmenti cu role conice; 8-butuc roata; 9-siguranta elastica; 10piulita fuzetei; 11-capac; 12-antretoaza exterioara; 13-antretoaza interioara; 14-saibe de reglaj; 15-mansete de etansare; 16-discuri laterale de strangere; 17-corector de inaltime; 18-comanda corectorului de inaltime; 19-burduf de protectie; 20-cilindru suspensie; 22-sfera suspensie. 30

Constructia prezinta urmatoarele particularitati: bratele trase in forma de T cu latura transversala scurta se sprijina prin lagare fixe cu rulmenti cu role conice pe suporti ai grinzii transversale; la capatul din spate al bratului se monteaza fuzeta, iar in zona sa centrala tamponul elastic limitator de cursa; pe partea de jos a laturii scurte bratul are un suport pentru montarea barei stabilizatoare si un levier vertical pentru articulatia cu tija cilindrului suspensiei hidropneumatice, care se monteaza pe un suport al grinzii transversale; ansamblul suspensiei se monteaza prin patru suporti elastici pe caroserie; se obtine astfel o ghidare riguroasa pe verticala a rotilor. Pentru montarea si ghidarea rotilor puntii din spate fractionate se poate folosi o varianta a mecanismului MacPherson, asa cum se vede din figura 3.28.

Fig.3.28.Punte spate fractionata cu mecanism MacPherson si brat longitudinal (FORD): 1-grinda suport; 2-bara stabilizatoare; 3-brat transversal fata; 4-brat transversal spate; 5-brat longitudinal; 6-suport brat longitudinal; 7-fuzeta; 8-butuc roata; 9-traductor turatie roata;10amortizor;11-arc elicoidal; 12-burduf de protectie; 13-tampon limitator; 14-lagar superior; 15-bieleta bara stabilizatoare; 16,1731

suport elastic bara stabilizatoare; 18-piulita amortizorului; 19-surub de fixare a lagarului superior; 20-surub fixare amortizor in fuzeta. Unii autori incadreaza aceasta solutie de punte in categoria multibrat. Se obtine o ghidare foarte buna a rotilor atat datorita lungimii mari a bratelor transversale (ele se apropie uneori de planul longitudinal de simetrie), cat si datorita bratului longitudinal. La unele constructii, bratul transversal din spate 4 are lungime variabila, fiind posibila astfel reglarea paralelismului rotilor. Montarea si ghidarea rotilor la puntile spate fractionate se realizeaza foarte bine daca se folosesc mecanisme multibrat. O astfel de punte spate se prezinta in figura 3.29.

Fig.3.29.Punte spate cu mecanism multibrat (HONDA): 1-fuzeta; 2brat longitudinal; 3-articulatie cilindrica centrala a bratului longitudinal; 4-articulatia bratului longitudinal cu bratul transversal inferior din fata; 6-brat transversal superior; 7-brat transversal inferior spate; 8-grup elastoamortizor al suspensiei; 10-tambur; 11-brat transversal inferior din fata; 12-aeticulatia bratului transversal inferior fata cu caroseria. 32

Ca schema cinematica solutia este similara cu cea prezentata in figura 3.8, dar lipsesc constrangerile impuse de functia de punte motoare din spate. O punte spate fractionata multibrat cu suspensie independenta si cu posibilitatea de reglare a paralelismului rotilor este prezentata in figurile 3.30 si 3.31.

Fig.3.30.Punte spate fractionata multibrat (FORD): 1-grinda suport transversala; 2-bara stabilizatoare; 3-brat transversal inferior spate; 4brat transversal superior; 5-brat transversal inferior fata; 6-brat longitudinal; 7-arc elicoidal; 8-tampon limitator; 9-disc elastic superior; 10-bieleta bara stabilizatoare; 11-ranforsare intre suportii bratelor transversale inferioare din fata; 12-suport articulatie brat longitudinal; 13-butuc roata; 14-traductor ABS; 15-bucsa elastica centrala pentru bara stabilizatoare; 16-amortizor.

33

Fig.3.31.Idem dispunere pe automobil: 1-grinda suport transversala; 2-surub cu excentric pentru reglarea paralelismului rotilor; 3-bieleta bara stabilizatoare; 4-bucsa bara stabilizatoare; 5-bara stabilizatoare; 6-brat transversal inferior spate; 7-fixare bieleta bara stabilizatoare; 8fixare amortizor; 9-fixare grinda suport transversala; 10-traductor ABS; 11-brat transversal superior; 12-brat transversal inferior fata; 13-brat longitudinal. Schema cinematica este asemanatoare cu cea de la HONDA cu deosebirea ca, bratul transversal inferior din fata este articulat de bratul longitudinal in spatele articulatiei acestuia cu suportul de pe caroserie, iar lungimea bratului transversal inferior din spate este mai mare (articulatia sa cu grinda suport se apropie de planul longitudinal de simetrie al automobilului si este montata pe un excentric pentru reglare). Puntea din spate folosita de VW pe autoturismul GOLF V se bazeaza pe aceeasi schema cinematica, dar realizarea este diferita prin: forma grinzii transversale suport; bratul longitudinal este piesa separata care se asambleaza de fuzeta prin suruburi, iar suportul articulatiei bratului longitudinal cu caroseria, sub forma de caseta, este realizat din tabla ambutisata; arcurile elicoidale se sprijina cu capatul de sus direct pe caroserie si nu pe grinda suport, fara insa sa depaseasca nivelul punctelor de prindere ale grinzii suport; amortizoarele dispuse aproape vertical sunt articulate cu capatul de jos pe fuzeta, iar cu capatul de sus pe pasajele rotilor; bieletele barei stabilizatoare sunt articulate pe fuzete; bratul transversal superior este mult mai arcuit in jos pentru a ocoli grinda longitudinala a podelei portbagajului; axul rotii este corp comun cu fuzeta. 34

Fig. 3.32 Puntea spate multi-brat Volkswagen Golf V

35

Eficienta diferitelor solutii de ghidare a rotilor puntii din spate poate fi apreciata prin valoarea variatiei unghiului de inclinare a planului longitudinal al rotilor la actiunea unei forte transversale de 1000N: - punte spate multibrat: un grad (Alfa Romeo); - punte spate MacPherson cu trei brate inferioare: doua grade (Lancia); - punte spate cu brat tras ingust: trei grade (Fiat Punto). 3.2. Punti din fata 3.2.1. Punti nemotoare din fata La majoritatea autoturismelor si autoutilitarelor, puntile nemotoare din fata sunt punti fractionate cu suspensie independenta. Se folosesc solutii constructive specifice puntii din fata (trebuie asigurata bracarea rotilor) asemanatoare cu cele prezentate pana acum. Una dintre cele mai raspandite solutii de mecanism de ghidare si de fixare a rotilor puntii din fata este mecanismul patrulater transversal cu brate neegale. In figura 3.33 se prezinta puntea fata nemotoare cu suspensie independenta cu arcuri elicoidale folosita pe autoutilitarele VW LT 28-35.

36

Fig.3.33.PF nemotoare cu patrulater transversal (VW)

cu brate neegale

Bratul triunghiular superior este articulat cilindric de traversa suport a puntii, fixata la randul sau pe baza structurii portante, iar cu varful lateral este articulat printr-un pivot sferic de fuzeta. El este decupat in partea centrala pentru a permite dispunerea suportului comun pentru grupul elastoamortizor, suport fixat de traversa. Bratul inferior este ingust si mai lung, cu zona centrala largita pentru a permite montarea arcului si a amortizorului. El este articulat cilindric de grinda suport si printr-un pivot sferic de fuzeta. Pentru a putea prelua fortele longitudinale bratul inferior este dublat de un tirant. Pentru a obtine o buna ghidare a rotilor si forte mai mici in articulatiile elastice ale bratelor, Mercedes foloseste fuzeta inalta (distanta dintre cei doi pivoti mare, cu pivotul superior dispus deasupre rotii), asa cum se vede din figura 3.34.

Fig.3.34.PF nemotoare cu patrulater transversal si distanta mare dintre pivoti: 4-brat inferior; 5-fuzeta; 6-brat superior; 7-pivot inferior; 8-

37

pivot superior; 9-flansa butuc roata; 29-levier fuzeta; 34-disc ventilat; 43-janta roata. O ghidare buna a rotii se obtine daca se adopta solutia de la autobuze, respectiv bratul inferior cu o lungime mult mai mare fata de bratul superior, asa cum se vede din figura 3.35.

Fig.3.35.PF nemotoare cu patrulater transversal si brat inferior lung (Bentley Shadow) Ambete brate au forma triunghiulara, cu bratul inferior mult mai lung fata de bratul superior, solutie posibila datorita formei deosebite de organizare a partii din fata a autoturismului (grupul motor-transmisie, impreuna cu PF sunt montate pe un cadru dreptunghiular montat prin patru reazeme elastice pe caroserie). Arcurile si amortizoarele sunt dispuse concentric si vertical, intre bratele inferioare si suportii montati pe contraaripile din fata. Mecanismul patrulater transversal cu brate neegale poate fi usor intagrat in cele mai diferite forme de structuri portante si cu cele mai diferite

38

moduri de dispunere a blocurilor elastoamortizoare ale suspensiei. In figura 3.36 se prezinta o astfel de solutie.

Fig.3.36.PF cu patrulater transversal cu brate neegale si dispunere orizontala a grupurilor elastoamortizoare (Renault SPIDER)

39

Este un cabriolet sport de doua locuri, cu motor central dispus transversal, structura portanta din profiluri tubulare din aluminiu si caroseria din materiale compozite. In aceste conditii singura solutie pentru puntea si suspensia fata este adoptarea mecanismului patrulater transversal cu arcul si amortizorul dispuse orizontal si actionate de un levier vertical montat pe bratul superior, printr-o tija cu lungime reglabila. Fiecare brat se prezinta sub forma unei placi triunghiulare cu marginile bordurate si ranforsate pe linia pivot articulatie spate cu un profil transversal. O punte din fata nemotoare bazata pe mecanismul patrulater transversal care foloseste drept element elastic un arc lamelar dispus transversal, acesta preluand si rolul bratului inferior, este prezentata in figura 3.37.

40

Fig.3.37.PF cu patrulater transversal si arc lamelar transversal (FIAT): 1-arc lamelar transversal; 2-tampon elastic. Puntea este foarte simpla constructiv, foloseste numai articulatii cilindrice, articulatia dintre fuzeta si portfuzeta este de tipul fuzeta pumn – portfuzeta furca, rulmentul axial este montat intre fuzeta si bratul superior al portfuzetei, bratul inferior al portfuzetei se prelungeste in jos cu doua urechi intre care se monteaza boltul arcului lametar. Arcul lamelar simetric este dispus transversal si incastrat in partea sa centrala, situata in planul longitudinal, de caroserie prin bride si placi de inchidere. Suspensia are doua trepte de rigiditate: prima mai mica cand lucreaza o jumatate de arc, a doua 41

mai mare cand tamponul 2 intra in contact cu arcul lamelar. Suspensia este prevazuta cu bara stabilizatoare, articulata la capete de arcul lamelar prin bielete scurte. Amortizorul este articulat intre o nervura a portfuzetei si contraaripa si este dispus intr-un plan transversal, inclinat spre interior. Ochiul arcului realizat in lamela principala are forma cursiva si este consolidat de cea de a doua lamela, deoarece ruperea arcului inseamna si ruperea bratului inferior al puntii, adica posibilitate de accident grav. Pentru PF nemotoare se poate folosi si mecanismul McPherson, asa cum se vede din figura 3.38.

Fig.3.38.PF nemotoare McPherson (Opel Omega): 1-Tub amortizor; 2-tija amortizor; 3-taler inferior arc; 4-suport bieleta bara stabilizatoare; 5-bieleta bara stabilizatoare; 6-traversa suport a puntii; 7-bara stabilizatoare; 8-suport motor; 9-taler superior arc; 10-lagar elastic superior cu rulment axial cu bile; 11-tampon limitator de cursa; 12-burduf de protectie; 13-brida elastica pentru montarea amortizorului pe fuzeta; 14-butuc roata cu rulment inclus; 15-fuzeta; E-centrul articulatiei superioare; G-centrul pivotului inferior; rs -deport transversal negativ. 42

Rulmentul axial lucreaza intre talerul superior al arcului (tubul amortizorului) si reazemul elastic (tija amortizorolui). 3.2.2.Punti motoare din fata Puntile motoare din fata rigide cu suspensie dependenta se folosesc foarte rar la autoturisme si la autoutilitare. Ele se intalnesc la unele autoturisme de teren. Arborele planetar este format din doua parti, una mai lunga solidarizata prin caneluri cu pinionul planetar si alta mai scurta solidarizata cu butucul rotii. Intre cele doua parti este dispusa o articulatie homocinetica. Constructia pivotului este deosebita, deoarece ea trebuie sa permita montarea arborelui planetar. O astfel de punte, cu articulatie bicardanica la arborele planetar si pivot cilindric fractionat este prezentata in figura 3.39.

Fig.3.39.PF motoare rigida: 1 si 2-rulmenti cu ace care flancheaza articulatia bicardanica; 3-arbore planetar; 4-butuc roata; 5-fuzeta; 6contrapiulita; 7-piulita; 8-flansa arborelui planetar; 9-simering; 1043

lagar pivot superior; 11-lagar pivot inferior; EG-axa pivotului cilindric fractionat. Fiecare semipivot, bine etansat, este prevazut cu cate un rulment axial, un rulment dublu cu ace si o retea de canale de ungere. Cavitatea sferica formata intre portfuzeta si piesa de capat a grinzii puntii in care este dispusa articulatia bicardanica este etansata cu o un inel metalic si o garnitura. Toate autoturismele fabricate in prezent si organizate dupa solutia compacta “totul in fata” au puntea din fata motoare fractionata cu suspensie independenta. Puntea din fata motoare fractionata, cu mecanism patrulater transversal cu brate neegale, se utilizeaza pentru autoturismele cu motorul dispus longitudinal. In figurile 3.40 si 3.41 este prezentata constructia unei astfel de punti motoare cu bara de torsiune longitudinala montata pe bratul inferior (Oltcit).

Fig.3.40.Punte motoare fata cu mecanism patrulater transversal si bara de torsiune longitudinala (Oltcit): 1-pneu; 2-pivot inferior; 3-fuzeta; 4 si 7-simeringuri; 5-rulment roata; 6-siguranta elastica; 8-butuc roata; 9-piulita fuzeta; 10-deflector; 11-pivot superior; 12-cap de bara; 13bieleta de directie; 14-tirant; 15-brat superior; 16-ax brat superior; 17-

44

mecanism cremaliera; 18-bara de torsiune longitudinala; 19-lama de flexiune; 20-arbore planetar; 21-amortizor; 22-brat inferior.

Fig 3.41.Ansamblul bratelor inferior si superior ale puntii fata (Oltcit): a)ansamblul brat inferior – bara de torsiune – lama de flexiune; b)ansamblul brat superior – amortizor; 1-surub fixare amortizor; 2flexibloc inferior amortizor; 3-brat inferior; 4-capac; 5 si 10-garnituri de etansare; 6 si 9-rulmenti cu ace; 7, 16, 21-suruburi; 8-palier brat inferior; 11-deflector; 12-bara de torsiune longitudinala; 13-ghidaj lama de flexiune; 14-saiba de etansare; 25, 28, 29-saibe plate; 15capac de etansare; 17-bucsa de etansare; 18-suport prindere bara de torsiune; 19-lama de flexiune; 20-tampon limitator; 22-tirant; 23-brat superior; 24-amortizor; 26 si 30-piulite; 27-articulatie brat superior; 31-flexibloc superior amortizor; 32-ax brat superior; 33-placa de sprijin. Particularitati constructive: bratul superior forjat din otel aliat formeaza cu tirantul sau un brat triunghiular; bratul inferior in forma de L, forjat din otel aliat; bara de torsiune longitudinala (diametru 20,6 mm si lungime 550 mm) este incastrata prin caneluri la capatul din spate al laturii longitudinale a bratului inferior, iar la capatul din spate, printr-un suport de lama de flexiune; rolul barei stabilizatoare este luat de o lama de flexiune

45

montata transversal; toate articulatiile mecanismului patrulater sunt articulatii fixe sau cu rigiditate foarte mare (rulmenti cu ace, alveole si bucse din material plastic); unghiul de fuga poate fi reglat prin deplasarea longitudinala a bratului inferior. Puntea motoare din fata tip McPherson are urmatoarele avantaje: - simplitate constructiva (numar redus de brate si de articulatii); - masa nesuspendata redusa; - ghidare buna a rotii (variatie redusa a ecartamentului si a caderii rotii); - spatiu transversal larg intre roti care permite amplasarea transversala a grupului motor-transmisie; - permite dispunerea coaxiala a arcului, amortizorului si a tamponului elastic limitator de cursa care poate fi conceput si ca arc suplimentar. Dintre dezavantale se mentioneaza: - constructie complicata si solicitari suplimentare pentru amortizor; - articulatia grupului elastoamortizor al suspensiei cu masa suspendata are o constructie complicata; dispunerea transversala a grupului motor-transmisie impune ca arborii planetari sa aiba lungimi diferite, ceea ce conduce la urmatoarele dezavantaje: nesimetrie constructiva (arbori planetari diferiti); nesimetrie cinematica (unghiurile de asezare ale arborilor planetari diferite); nesimetrie dinamica (arborele planetar lung trebuie echilibrat suplimentar si solicitari diferite la roti, deoarece mai ales in treptele inferioare momentul la arborele planetar scurt este mai mare decat momentul la arborele planetar lung). Acest dezavantaj poate fi compensat prin constructia simetrica a celor doi arbori planetari, asa cum se vede in figura 3.42.

Fig.3.42.Dispunerea arborilor planetari la puntea motoare McPherson: a)arbori planetari cu lungimi diferite; b)arbori planetari cu lungimi egale. Solutiile constructive de baza pentru puntea fata motoare McPherson sunt prezentate in figurile 3.43 si 3.44. 46

Fig.3.43. Punte fata motoare McPherson cu brat triunghiular inferior: 1-suport grup elastoamortizor; 2-arc elicoidal; 3-amortizor; 5-ax volan; 6-brat inferior triunghiular; 7-grinda suport a puntii; 8mecanism de directie pinion-cremaliera. Se remarca urmatoarele particularitati constructive: bratul inferior are forma triunghiulara; grinda suport se prezinta sub forma unui cadru; mecanismul de actionare a directiei cu pinion-cremaliera este dispus in spatele si deasupra axei rotilor si este montat pe caroserie. Aceasta solutie constructiva se foloseste pentru orice clasa de automobil.

47

Fig.3.44.Punte fata motoare McPherson cu brat inferior ingust si tirant: 1-suport superior grup elastoamortizor; 2-arc elicoidal; 3amortizor; 4-bara stabilizatoare; 6-brat ingust; 7-grinda suport a puntii; 8-mecanism de directie pinion-cremaliera. Se remarca urmatoarele particularitati constructive: bratul inferior forjat din otel este ingust (are forma de I), iar pentru a prelua fortele longitudinale are nevoie de un tirant; rolul tirantului este preluat de partea laterala a barei stabilizatoare, care cu partea sa centrala este articulata elastic de caroserie; mecanismul de actionare al directiei cu pinion-cremaliera este dispus in fata si sub axa rotilor si este montat pe grinda suport; grinda suport are o constructie compacta. Aceasta solutie constructiva se foloseste pentru autoturismele de clasa foarte mica si mica. Constructia reala a puntii fata motoare McPherson este foarte diferita de la un automobil la altul. Diferentele constructive sunt localizate in urmatoarele zone: - forma si constructia bratului inferior si a articulatiilor sale cu grinda suport si cu fuzeta; - prinderile dintre fuzeta si pivotul sferic, respectiv amortizor; - forma si constructia lagarului elastic superior oscilant; - constructia si dispunerea rulmentului axial; - dispunerea barei stabilizatoare, integrarea ei in constructia puntii si legaturile cu masa suspendata si cu masa nesuspendata; - valoarea deportului transversal (negativa sau pozitiva). 48

In continuare se vor prezenta cateva solutii constructive reprezentative de punti motoare fata tip McPherson.

Fig.3.45.Punte motoare fata tip McPherson Citroën: 1-grinda suport; 2-antretoaze; 3-bara stabilizatoare; 4 si 5-lagar elastic pentru bara stabilizatoare; 6-bieleta barei stabilizatoare; 7-amortizor; 8-burduf de protectie; 9-arc elicoidal; 10-taler superior arc; 11-tampon elastic; 12rulment axial; 13-saiba plata; 14-palier elastic oscilant; 15-disc profilat; 16-piulita strangere amortizor; 17-dop de protectie; 18-butuc roata; 19-fuzeta; 20-rulment roata; 21-siguranta elastica; 22-protector pivot; 23-brat triunghiular; 24-articulatie elastica a bratului triunghiular. Caracteristici constructive: bratul triunghiular este forjat, alungit spre spate, articulat cilindric cu grinda suport si cu pivot sferic presat in alezajul din varful bratului; pivotul este fixat prin strangere in bratul inferior al fuzetei, iar amortizorul se strange cu brida elastica in bratul superior al fuzetei; lagarul elastic superior oscilant nu este demontabil, iar rulmentul axial este montat intre talerul superior al arcului si lagarul elastic; lagarul 49

elastic oscilant se monteaza pe contraaripa cu flansa si suruburi; bara stabilizatoare este articulata cilindric elastic de grinda suport si cu bielete lungi la capete de tubul amortizorului; deport transversal negativ.

50

Fig.3.46.Punte motoare fata tip McPherson VW Golf 4:1-grinda suport; 2-suport grup motor; 3-bara stabilizatoare; 4 si 5 (medalion)lagar elastic pentru bara stabiliztoare; 5- articulatiile bratului triunghiular (in fata cilindrica, in spate oscilanta);6-bieleta barei stabilizatoare; 7-brat triunghiular; 8-pivot sferic; 9-fuzeta; 10protector; 11-rulment roata; 12-siguranta elastica; 13-disc zimtat ABS; 14-butuc roata; 15-piulita arborelui planetar; 16-amortizor; 17tampon limitator; 18-burduf de protectie; 19-arc elicoidal conic; 20taler superior arc; 21-rulment axial; 22-palier elastic oscilant; 23piulita amortizor; 24-disc profilat; 25-piulita fixare palier elastic. Caracteristici constructive: bratul triunghiular este forjat, alungit spre spate, articulat cilindric elastic in fata cu grinda suport, cu lagar elastic oscilant in spate si cu pivot sferic demontabil spre fuzeta; pivotul este fixat pe con in fuzeta, iar amortizorul cu brida elastica; rulmentul axial se monteaza intre talerul superior al arcului si palierul elastic oscilant, care este monobloc si se aseaza direct intr-un locas de pe contraaripa; montarea palierului elastic se face cu o piulita pe tija amortizorului; bara stabilizatoare este articulata cilindric elastic de grinda suport si prin bielete scurte la capete de bratele triunghiulare.

51

Fig.3.47.Punte motoare fata tip McPherson Renault Caracteristici constructive deosebite fata de solutiile precedente: bratul triunghiular este ambutisat din tabla, are forma simetrica, este articulat cilindric elastic de caroserie si cu un pivot sferic demontabil de fuzeta; pivotul se fixeaza in bratul inferior al fuzetei pe cilindru si brida elastica; rulmentul axial se monteaza intre suportul inferior al arcului si talerul amortizorului; deportul transversal este negativ; solutia se foloseste la modelele din clasa mica.

52

Fig.3.48.Punte motoare fata tip McPherson FIAT GRANDE PUNTO

53

Caracteristici constructive: brat triunghiular nesimetric din tabla ambutisata articulat cilindric spre fata si oscilant spre spate; bara stabilizatoare montata pe placa suport si articulata de amortizoare prin bielete lungi pentru a imbunatati efectul stabilizator; arcurile elicoidale montate dezaxat pentru a reduce fortele transversale din amortizoare si a imbunatati comportara suspensiei la micile neregularitati stradale; placa suport cu o rigiditate sporita situata in partea cea mai de jos a automobilului imbunatateste comportarea la la ciocniri frontale. 3.3.Lagarele si butucii rotilor Pentru rotile autoturismelor se folosesc rulmenti radial-axiali montati in “O”. Rulmentii cei mai folositi sunt rulmentii dubli cu bile. Rulmentii cu role conice montati in lagar, fie separat, fie ca rulmenti dubli se folosesc mai rar datorita montajului mai pretentios. Variantele constructive pentru rulmentii radial-axiali dubli cu bile sunt prezentate in figura 3.50.

Fig.3.50.Variante constructive pentru rulmentii radial-axiali dubli cu bile ale rotilor autoturismelor Rulmentul din figura 3.50.a este din prima generatie si are inelele interior, respectiv exterior presate pe butuc si in alezajul din fuzeta. Rulmentul din figura 3.50.b are inelul exterior realizat sub forma unei flanse pe care se monteaza organele mobile ale mecanismelor de franare (discuri sau tamburi), el preluand astfel si rolul butucului rotii. Rulmentul din figura 3.50.c are realizate sub forma de flanse, atat inelul exterior, cat si inelul interior; astfel el preia rolul butucului si al fuzetei si inglobeaza si elementele de etansare ale lagarului. Un astfel de rulment a fost prezentat cu

54

inelul interior realizat sub forma unui butuc plin, pentru lagarul rotii din spate a autoturismului FIAT PANDA (figura 3.17). La autoturismele mari (clasa medie, superioara, tot-teren) tamburul este realizat ca piesa separata de butucul rotii. El se asambleaza pe flansa butucului cu suruburi speciale (cap zenc, suruburi stift de centrare pentru janta rotii), dar fixarea finala se face prin suruburile de fixare ale jentii rotii cu pneu (figura 3.51.a). La autoturismele mici (clasa foarte mica si mica) tamburul face corp comun cu butucul, iar fixarea rotii se face direct pe piesa butuc-tambur. In acest caz la demontarea tamburului se demonteaza si lagarul rotii (figura 3.51.b). La aceasta constructie se foloseste un rulment dublu radial-axial cu role conice.

a. b. Fig.3.51.Butucul si tamburul rotii: a)butuc si tambur piese separate: 1butucul rotii; 2-tamburul; b)butuc-tambur corp comun 3

55