FACULTATEA TRANSPORTURI Student: CATEDRA AUTOVEHICULE RUTIERE Grupa: LABORATOR DINAMICA AUTOVEHICULELOR Data: 31.03.2006

LUCRARE LDA 2CARACTERISTICI GEOMETRICE SI

CONSTRUCTIVE ALE PNEULUI. CONSTRUIREA MODELULUI SIMPLIFICAT AL PNEULUI

2.1 Scopul lucrariiAnaliza elementelor sectiunii transversale ale anvelopei de

autovehicul, determinarea caracteristicilor sale geometrice si mecanice si construirea modelului simplificat al pneului.

2.2 Materiale necesare•Una sectiune transversala de anvelopa de autovehicul;•Instrumente pentru masurat dimensiuni liniare (rigla, subler);•Instrument de calcul (minicalculator);•Standarde pentru dimensiuni de anvelope.

2.3 Principiul metodei si modul de lucruStudentul va executa un desen-schita al sectiunii de anvelopa aflata pe

masa de lucru, pe un format A4 (vedere frontala). Pe desen se vor indica partile componente ale sectiunii, iar in referat se vor indica urmatoarele:

- rolul fiecarei componente;- diametrul aproximativ al firului de cord, in mm;- numarul de pliuri ale carcasei si al brekerului.Pe desenul-schita se vor indica principalele dimensiuni ale sectiunii de

anvelopa stiudiata, in mm:- inaltimea sectiunii (H);- latimea sectiunii (Bu);- latimea benzii de rulare (Bb);- grosimea benzii de rulare (δb);- latimea de asezare a anvelopei (Bas);- latimea unui talon (bt);

1

- grosimea stratului protector in zona talonului, a flanelului si a umarului carcasei anvelopei.

Dupa determinarea acestor caracteristici geometrice, se va calcula raportul nominal de aspect al sectiunii (δna), indicandu-se tipul de sectiune

rezultat: δna= (2.1)In functie de valoarea dimensiunilor masurate, se va alege din

standardele corespunzatoare tipodimensiunea anvelopei din care face parte sectiunea analizata, specificandu-se:

- marimea anvelopei si a jantei, cu explicarea fiecarei cifre si simbol din notare;

- dimensiunile principale ale anvelopei si ale jantei;- parametrii regimului de exploatare (gama presiunilor aerului din

pneu, incarcarea radiala corespunzatoare admisibila si viteza maxima de deplasare).

Pentru construirea modelului simplificat al pnelului, in vederea determinarii variatiei unghiului de inclinare al firului de cord in functie de pozitia punctului pe anvelopa, β=β(r), precum si a variatiei deformatiei radiale a pneului in functie de presiunea aerului, W=W(pa), se va considera anvelopa in constructie diagonala.

a) – Partile componente ale unei sectiuni de anvelope

b) – Caracteristici geometrice ale sectiunii anvelopei (ex: anvelopa 145 SR 13)

Fig. 2.1 – Caracteristici constructive si geometrice ale sectiunii unei anvelope de autovehicul

Variatia unghiului de inclinare al firului de cord (β) in functie de

pozitia punctului pe anvelopa are la baza relatia: (2.2) in

care δl este alungirea relativa a firului de cord, δl=4%;

2

rc – raza cilindrului dispozitivului folosit la fabricarea anvelopei; se calculeaza cu relatia:

rc=320·k [mm] (2.3) unde k este un factor de corectie, functie de valoarea diametrului exterior al anvelopei (De):

(2.4)

α – unghiul de croiala al pliului; se poate calcula, particularizand relatia (2.2) pentru r=re, cand β=βe≈52º, astfel:

r – distanta de la punctul curent situat pe anvelopa fata de axa de rotatie a pneului.

Se va intocmi schita modelului simplificat al pneului analizat si se vor stabili caracteristicile sale, astfel ca, in final, sa se exprime variatia deformatiei radiale a pneului (W), in functie de presiunea aerului din pneu

(pa), folosind relatia: (2.6)

in care r0 este raza libera a pneului, r0≈re;rf – raza de curbura a firului de cord;Eb – modulul de elasticitate echivalent al benzii de rulare.

Expresia , din relatia (2.6) se poate calcula in functie de dimensiunile sectiunii de anvelopa (cand pa=0) cu ajutorul relatiei:

in care H0, Bo sunt dimensiunile initiale ale

sectiunii, Bj – latimea jantei.

Pentru calculul modulului de elasticitate echivalent al benzii de

rulare se va utiliza relatia generala:

in care Ai, Ei reprezinta

aria, respectiv, modulul de elasticitate ale componentei i, conform modelului simplificat adoptat al pneului.

3

Fig. 2.2 – Modelul simplificat al pneului

Gama de presiuni ale aerului, pentru care se vor calcula deformatiile radiale ale pneului, vor fi cele extrase din standarde corespunzatoare tipodimensiunii anvelopei in constructie diagonala.

2.4. Rezultatele masuratorilor si prelucrarea datelorElemente geometrice ale sectiunii de anvelopa analizata, determinate

prin masuratori directe, vor fi evidentiate direct pe desenul-schita executat de student.

Dupa culegerea tipodimensiunilor de anvelope, caracteristicile lor dimensionale, precum si ceilalti parametrii mentionati la pct. 2.3 vor fi centralizati in tabele de forma celor prezentate mai jos.

Tab. 2.1 – Dimensiuni principale ale anvelopei analizate

Marimea anvelopei

Varianta constructiva

Simbol janta

Bu, mm

H,mm

De, mm

Raza staticars, mm

Raza dinamicard, mm

6,40 - 13 diagonala 157 122,6 550 249 247.4

145 SR13 radiala 4 Jx13 163 135 639 297 304

Tab. 2.2 – Parametrii regimului de exploatare al anvelopei analizateMarimeaanvelopei

Variantaconstructiva

Presiuni de regim, bar1,2 1,4 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5

Sarcina nominala pe anvelona, daNdiagonala 315 355 415 440 465 490 510

Pentru analiza variatiei β=β(r) se vor utiliza relatiile (2.2) – (2.5), pe baza carora vor fi calculate valorile centralizate in tab. 2.3.

Studiul variatiei W=W(pa) se va efectua pe baza valorilor centralizate in tab 2.4, in urma utilizarii relatiilor (2.6)-(2.8) si al parametrilor masurati direct pe sectiunea de anvelopa analizata.

4

Tab. 2.3 – Valorile unghiului de inclinare al firului de cord (β), in functie de distanta punctului curent aflat pe pneu fata de axa de rotatie (r), la anvelopa , cu βe=52º, δl=4%, α= si re= mm

Pentru anvelopa in constructie radiala :r, mm =152,4 180 200 230 260 =275

β, grade 25,21 30,26 34,05 40,09 46,7 50,3Pentru anvelopa in constructie diagonala :

r, mm =184,3 200 240 270 300 =319,5

β, grade 31,06 34,05 34,05 49,11 57,4 63,45

Tab. 2.4 – Caracteristicile modelului simplificat al pneului

Componente Ei, daN/cm²

Ai, cm² Ai·Ei, daN

,daN

, cm²

Eb, daN/cm²

cauciuc 30 70 2100 9520000 546 17435,6cord 20000 476 9520000

Tab. 2.5 – Valorile deformatiei radiale (W), in functie de presiunea aerului (pa), la anvelopa

Pa [bar]

1.2 1.4 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5

W 0.01572 0.01834 0.02227 0.02489 0.02751 0.03013 0.03275

Pa [bar] 315 355 415 440 465 490 510W 4.1265 4.6505 5.4365 5.764 6.0915 6.419 6.681

Pe baza valorilor centralizate in tab. 2.3 si tab. 2.5, se vor reprezenta grafic variatiile β=β(r) si W=W(pa).

2.5 Concluzii si observatiiSe vor face aprecieri privitoare la precizia masuratorilor efectuate

asupra sectiunii de anvelopa analizate si a implicatiilor ce rezulta la alegerea si modelarea pneului respectiv.

Se vor interpreta valorile si alura curbelor obtinute pe baza reprezentarilor grafice ale variatiilor analizate.

5

Variatia deformatiei radiale a pneului (W) in functie de presiunea aerului din pneu

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Pa [bar]

W [

cm

]

Variatia deformatiei radiale a pneului (W) in functie de presiunea aerului din pneu

012345678

0 100 200 300 400 500 600

Pa [daN]

W [

mm

]

6

Variatia unghiului de inclinare al firului de cord la anvelopa diagonala

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400

r [mm]

b [

gra

de]

Variatia unghiului de inclinare al firului de cord la anvelopa radiala

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150 200 250 300

r [mm]

b [

gra

de]

7

Erorile aparunte sunt datorate masuratorilor care nu sunt exacte dar si din cauza aproximarilor care au intervenit in calcule.

Dupa cum putea observa din graficele de mai sus deformatiile radiale W sunt liniare cu cresterea presiunii in pneu.

8