Mecatronica Sistemelor de Franare

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  • 7/23/2019 Mecatronica Sistemelor de Franare

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    PROIECT DE LICEN

    MECATRONICA SISTEMELOR DEFRNARE

    Memoriu justificativ

    Pe suprafetele cu aderenta mare uscate sau ude ma!"r#tatea mas#n#l"r ec$#pate cu A%S "&t#n

    d#stante de franare ma# &une 'ma# scurte( decat cele fara A%S) *n s"fer cu al#tat# med## pe " mas#nafara A%S ar putea pr#ntr+" franare cadentata sa at#n,a perf"rmantele unu# s"fer #ncepat"r pe " mas#nacu A%S) T"tus# pentru un numar semn#f#cat#- de s"fer# A%S+ul #m&unataseste d#stantele de franare #n-ar## c"nd#t##) Te$n#ca rec"mandata pentru s"fer# #ntr+" mas#na ec$#pata cu A%S #ntr+" s#tuat#e deur,enta este sa apese pedala de frana pana la fund s# sa "c"leasca e-entualele "&stac"le)In asemenea s#tuat## A%S+ul -a reduce semn#f#cat#- sansele unu# derapa! s# p#erderea c"ntr"lulu# ma#ales pentru mas#n#le ,rele)

    Pe .apada s# macadam A%S+ul mareste d#stantele de franare) Pe aceste suprafete r"t#le &l"cates+ar adanc# s# ar "pr# -e$#c"lul ma# repede dar A%S+ul pre-#ne acest lucru) *nele m"dele de A%Sreduce acest efect mar#nd t#mpul de c#clare lasand astfel r"t#le sa se &l"c$e.e #n m"d repetat pentruper#"ade scurte de t#mp) A-anta!ul A%S+ul pe aceste suprafete este #m&unatat#rea c"ntr"lulu# mas#n## s#

    nu franarea des# p#erderea c"ntr"lulu# pe aceste suprafete ramane t"tus# p"s#la)Odata act#-at A%S+ul -a face ca pedala sa pulse.e) *n## s"fer# s#mt#nd acest efect reducapasarea pe pedala s# maresc astfel d#stanta de franare) Acest lucru c"ntr#&u#e la mar#rea numarulu# deacc#dente) D#n acest m"t#- un## c"nstruct"r# au #mplementat s#steme de as#stenta la franare ce ment#nf"rta de franare #n s#tuat## de ur,enta)

    Parlamentul Europeana -al#dat pr"punerea Comisiei Europene#n pr#-#nta d"tar## tutur"raut"tur#smel"r #ncepand d#n /001 cu un sistem de asistare la franare'ABS()Pr#n urmare #ncepand d#n anul /020 t"ate aut"m"lele n"# sunt ec$#pate 3d#n pr"duct#e3 cu ABS) C"nf"rm stat#st#c#l"r daca t"ate aut"m"lele aflate #n parcul aut" eur"pean ar f# f"st ec$#pate cuacest s#stem c#rca 2)200 d#ntre p#et"n## #mpl#cat# anual #n acc#dente rut#ere ar f# a-ut -#et#le sal-ate)Asta #n c"nd#t##le #n care #n "ct"m&r#e /004 d"ar 526 d#ntre -e$#culele n"# erau ec$#pate cu ABS)

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    *rmat"rul pas #n cadrul unu# -ast pr",ram eur"pean de amel#"rare a secur#tat## rut#ere -#.ea.a#ntr"ducerea #n d"tarea standard a sistemului electronic de control al stabilitatii'ESP( #ncepand d#n/02/)

    Cupr#ns7 Mem"r#u !ust#f#cat#- ))8888888888888)8888888)8)88888)8p,)9

    2) Intr"ducere 88888888888888)8)8888888888888888p,):

    /) S#stemul de fr;nare 8888888888)8888888888))88888)888p,)4

    /)2 # ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)4/)/ Clas#f#carea s#stemel"r de fr;nare )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)20/)9 C"mp"nen>a s#stemulu# de fr;nare )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)22/)5 N">#unea de adere>= ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)2//): F"r>a de fr;nare )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)29/)4 Parametr## capac#t=>## de fr;nare a aut"-e$#culel"r ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)2:/)4)2 Decelera>#a ma?#m= la fr;nare ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)2:/)4)/ T#mpul m#n#m de fr;nare 8888888)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))8)))))88))8)8p,)24/)4)9 Spa>#ul m#n#m de fr;nare ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)2@/)4)5 Spa>#ul supl#mentar de fr;nare )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)2@/)4): Mecan#sme de act#"nare a franel"r))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)21

    9) A%S 'Ant#+l"c %ra#n, SBstem( ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)/9

    9)2 Scurt= #st"r#e a A%S+ulu# )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)/99)/ Rela>#a alunecare+aderen>= stal#tatea aut"-e$#cululu# n t#mpul fr;n=r## ))))))))))))))))))))))))))) )p,)/59)9 Pr#nc#p#ul de func>#"nare al A%S+ulu# ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))))))))))))))))p,)/@9)5 Elemente c"mp"nente ale su&ansam&lulu# mecatr"n#c A%S ))))))))))))))))))))) ))))))))))))))))))))))))))))))p,)929)5)2 Capt"r## de -#te.= a# r">## )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)9/9)5)2)2 Capt"r## pas#-# ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)9/

    /

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    9)5)2)/ Capt"r## act#-# )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)999)5)/ Capt"rul I)L)S))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)9:9)5)9 Capt"rul anal",#c))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)949)5)5 C"ntact"rul STOP)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)9@9)5): e$#cule cu 5 r"t# m"t"are))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,)99)5)4 %l"cul A%S )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))p,)91

    9)5)4)2#"narea ,rupulu# $#draul#c ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))p,)509)5)4)/) Calculat"rul A%S+ulu# 88888888)))8888888))8)888)8888)))p,)5:9): Re>eaua mult#ple?at= ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) )))))p,)5@

    5) Standul A%S888888)))888888888888888))8)888888)8 8p,):0

    5)2 M"t"rul de act#"nare ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) )))))))p,):25)/ C#rcu#tul $#draul#c ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) )))))))p,):/5)9 %utucul r"t## ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))p,):95)5 Calculat"rul A%S )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))p,):5

    :)C"nclu.##88888888888888)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))8888888 8)p,):4)%#&l#",raf#e 8888888888888))))888888)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))8 88p,):@2) Intr"ducere

    Spec#al#Gt## nu p"t spune cu cert#tud#ne c;nd s+a #n-entat aut"m"lul aceasta de"areceaut"m"lul a sufer#t dea lun,ul t#mpulu# numer"ase m"d#f#c=r# s# a f"st perfec>#"nat n m"d c"nt#nuu)T"tuG# pentru a a-ea un reper temp"rar ma# e?act s+a stal#t data de /1 #anuar#e 24 ca m"ment ncare a f"st #n-entat aut"m"lul) Aceasta este de fapt data c;nd #n,#nerul Carl %en. d#n Mannen$e#m a"&>#nut &re-etul pentru pr#mul -e$#cul ac>#"nat de un m"t"r cu ardere #ntern=) Carl %en. nu putea Gt#

    c= acest d"cument urma s= f#e c"ns#derat ma# t;r.#u cert#f#catul de naGtere al aut"m"lulu# G# n#c# nuputea &=nu# faptul c= &re-etul s=u a-ea s= de-#n= p#atra de temel#e pentru c"nstru#rea a m#l#"ane demaG#n# n lumea ntrea,=) Cum ar=ta HHaut"m"t"rul &re-etatHH c"nceput de Carl %en. Nu seasem=na c;tuG# de pu>#n cu un aut"m"l de ast=.# aducea ma# de,ra&= cu" tr=sur= desc$#s= d#n cele trase de ca#) Pe a?a d#n spate erau f#?ate d"u=r"># su&>#r# apr"ape de n=l>#mea unu# "m cu an-el"pe d#n cauc#uc dur G#sp#>e d#n s;rm=) Jn fa>a sc;ndur## de sup"rt pentru p#c#"are era d#spus= "m#c= r"at= cu sp#>e cu a!ut"rul c=re#a -e$#culul putea f# c"ndus pr#ntr+uns#stem de p;r,$##) Dac= s+ar ma# nt;ln# c#ne-a ast=.# pe strad= cu unasemenea tr#c#clu #+ar f# ,reu s= cread= c= este -"r&a de un aut"m"l) K# t"tuG# era cel d#nt;# -e$#cul

    aut"m"l + ad#c= aut"pr"pulsat Jn spatele &anc$ete# puf=#a un mecan#sm de antrenare sen.a>#"nal pentru ep"ca respect#-=7 unm"t"r de 0 CP cu ardere #ntern= cu un c#l#ndru G# r=c#t cu ap=) Acesta punea n m#Gcare a?a d#nspate G# r">#le pr#n #ntermed#ul un"r curele lan>ur# G# al un"r ar&"r#) Cea ma# mare G# -#.#l= p#es= eraun -"lant "r#."ntal turnat d#n f"nt=) Jn c=l=t"r##le sale de pr"&= tre&u#a ca %en. ma# nt;# s= p"rneasc= m"t"rul cu -"lantul) Ap"#s=rea repede n fa>= pe &anc$et= cupla n un#ca -#te.= G# pleca &u&u#nd de ."r) Or#cum cu 24 m$Acest ndr=.ne> str=m"G al aut"m"lulu# creat de Carl %en. p"ate f# -=.ut G# ast=.# la Mu.eul

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    Unde suntem astzi?

    Pentru c#ne-a care a r#d#cat cap"ta unu# Mercedes AM< d#n anul /020 de e?emplu sau a unu#%M ser#a @ c"ntemp"ran G# a -=.ut ap"# &"rdul superc"mputer#.at al acest"r maG#n# p"ate spune c=n#c# cel ma# ndra.ne> -#.#"nar d#n sec"lul I nu+G# putea #ma,#na unde -a a!un,e aut"m"lul)

    Aut"m"lul de ast=.# este un c"mple? de su&ansam&le mecatr"n#ce men#te s= m&un=t=>easc= lama?#mum parametr## de func>#"nare a# m"t"rulu# s= m=reasca s#,uran>a c#rcula>#e# s= pr"te!e.emed#ul nc"n!ur=t"r G# s= creasc= c"nf"rtul pasa,er#l"r)

    Acest lucru este p"s#l cu a!ut"rul a sute de sen."r# ser-"m"t"are s# calculat"are carec"ntr"lea.= f#ecare su&ansam&lu al aut"-e$#cululu#) P;n= G# apr#nderea unu# &anal &ec de plaf"n#er= seface cu a!ut"rul unu# m#cr"c"ntr"ller 'm#cr"c$#p cu s"ft #nte,rat( pentru a apr#nde lum#na treptat G# nu&rusc) S#mpla ac>#une de parcare a aut"m"lulu# este as#stat= de sen."r# de parcare camere -#de" sauma# n"u este e?ecutat= aut"mat de aut"-e$#cul) Jn ceea ce pr#-eGte s#,uran>a c#rcula>#e# e?#st= numer"ase s#teme de pr"tec>#e pr#ntre caream#nt#m7 airbagurile 'fr"ntale laterale c"rt#n= pentru ,enunc$#( ABS+ul care este un s#stem deant#&l"care a r">#l"r la fr;narea de ur,en>= cu r"lul de a reduce d#stan>a de fr;nare G# de a men>#ne

    aut"m"lul pe d#rec>#a d"r#t= ESP+ul este un pr",ram care as#,ur= mpreun= cu A%S+ul stal#tateaaut"m"lulu# pe suprafete alunec"ase etc) T"ate aceste s#steme mecatr"n#ce neces#ta sen."r#calculat"r s"ft G# elemente de ac>#"nare) Este de la s#ne n>eles c= d#a,n"st#carea s# repararea aut"m"lel"r m"derne neces#t= unpers"nal d#n ce #n ce ma# spec#al#.at la #ntersec>#a cel"r tre# d"men##7 mecan#c= electr"n#c= G##nf"rmat#c= ntr+un cu-;nt mecatronic)Pract#c d#n aut"m"lul de acum 200 de an# nu au ma# r=mas dec;t pr#nc#p##le de func>#"nare alem"t"arel"r 'Ott" s# D#esel( dar s# acestea -"r d#sp=rea "dat= cu d#spar#>#a resursel"r petr"l#ere c;nd"men#rea -a trece la aut"m"le electr#ce)

    Necesitatea cresterii gradului sigurantei rutiere

    Odata cu cresterea dens#tat## traf#culu# rut#er s# a -#te.e# med## de deplasare s+au #nmult#t s#numarul e-en#mentel"r rut#ere astfel cresterea ,radulu# de secur#tate a de-en#t un d"men#u pr#"r#tarpentru c"nstruct"r## de aut"m"le) Acest -ast s# c"mple? d"men#u al secur#tat## se p"ate #mpart# #n tre# mar# cate,"r##7

    Securitatea activa 'pr#mara( care repre.#nta ansam&lul de s#steme ce au ca sc"p e-#tareaacc#dentel"r) D"men#ul #n care se re,aseste7 le,atura cu s"lul er,"n"m#e -#.#l#tate #nf"rmarec"nducat"r) E?emple 7 A%S ESP trenul rulant -"lan re,lal pe #nalt#me suprafete -#trate) Securitatea pasiva 'secundara( f##nd def#n#te ca ansam&lul de s#steme ce au ca sc"p pr"tect#apasa,er#l"r #n t#mpul pr"ducer## c"l#.#un#l"r) Securitatea tertiana este ansam&lul de s#steme cu r"l #n accelerarea #nter-ent##l"r m#!l"acel"r de

    secur#tate s# c"nsta #n m#!l"acele de pre-en#re a acc#dentel"r #n lant m#!l"ace de l"cal#.are aaut"-e$#c"lulu# s# m"dul de acces #n #nter#"rul acestu#a) D#n aceasta cate,"r#e fac parte7 s#stemul deapelare #n ca. de ur,enta pr#n

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    #$ Sistemul de fr!nare

    #$% &eneraliti

    S#stemul de fr;nare are r"lul de a reduce -#te.a aut"-e$#cululu# t"tal sau par>#al de #m"l#.area aut"-e$#cululu# sta>#"nat sau de as#,urare a une# -#te.e c"nstante la c"&"r;rea une# pante)

    Jncet#n#rea sau "pr#rea r">#l"r este "&>#nut= pr#n frecarea ntre un element f#? c"nectat ntr+un fel saualtul cu car"ser#a sau Gas#ul -e$#cululu# 'pl=cu>e de fr;n= sau sa&">#( G# un element s"l#dar cu r">#le nm#Gcare 'd#scur# de fr;n= tam&ur#() S#stemul de fr;nare tre&u#e s= transf"rme ener,#a c#net#c= n ener,#e cal"r#c= G# s= e-acue.e c;tma# rap#d aceast= c=ldur=) De a#c# re.ult= c= elementele s#stemulu# de fr;nare ntre care e?#st= frecaretre&u#e s= a#&= " &un= re.#sten>= la temperatur= nalt= G# " &un= c"nduct#l#tate term#c=) S#stemele de fr;nare actuale sunt capale s= "&>#n= decelera>## de 4 )))4: msQ pentruaut"tur#sme G# de 4 msQ pentru cam#"ane) Efectul este ma?#m c;nd r">#le sunt fr;nate p;n= la l#m#ta de&l"care) S#stemul de fr;nare tre&u#e s= ndepl#neasc= urmat"arele c"nd#>## 7+s= as#,ure " fr;nare s#,ur=

    +s= as#,ure #m"l#.area aut"-e$#cululu# n pant=+s= f#e capal de anum#te decelera>## #mpuse+fr;narea s= f#e pr",res#-= f=r= G"cur#+s= nu neces#te d#n partea c"nduc=t"rulu# un ef"rt prea mare+ef"rtul apl#cat la mecan#smul de ac>#"nare al s#stemulu# de fr;nare s= f#e pr"p"r>#"nal cu decelera>#apentru a perm#te c"nducat"rulu# s= "&>#n= #ntens#tatea d"r#t= a fr;n=r##+f"r>a de fr;nare s= ac>#"ne.e n am&ele sensur# de m#Gcare ale aut"m"lulu#+fr;narea s= nu se fac= dec;t la #nter-en>#a c"nduc=t"rulu#+s= as#,ure e-acuarea c=ldur## ce #a naGtere n t#mpul fr;n=r##+s= se re,le.e uG"r sau c$#ar n m"d aut"mat+s= a#&= " c"nstruc>#e s#mpl= G# uG"r de ntre>#nut)

    'n procesul de franare intra ( factori esentiali)

    *actorul mecanic Incet#n#rea sau "pr#rea r"t#l"r este "&t#nuta pr#n frecarea #ntre un element f#? 'placute de frana sausa&"t#( s# un element s"l#dar cu r"t#le #n m#scare 'd#scur# de frana tam&ur#() S#stemul de franare tre&u#e sa transf"rme ener,#a c#net#ca #n ener,#e cal"r#ca s# sa e-acue.e catma# rap#d aceasta caldura)De a#c# re.ulta urmat"arele cal#tat# #nd#spensale 7+ " &una re.#stenta la temperatura #nalta + " &una c"nduct#l#tate term#ca)

    *actori psi+ologiciTimpul de reactie Acesta este t#mpul care se scur,e #ntre percept#a "&stac"lulu# s# de&utul efect#- al franar##) Acestt#mp -ar#a.a #n funct#e de #nd#-#d s# #n funct#e de starea ,enerala a "r,an#smulu# este #n med#e de 0@:sec)

    Distanta de oprire

    :

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    Este d#stanta parcursa pe durata t#mpulu# de react#e plus d#stanta de franare) Pe de alta parte d#stanta de franare "pt#ma este funct#e 7+ de -#te.a -e$#cululu#+ de c"ef#c#entul de frecare+ de decelerat#a p"s#la 'funct#e de caracter#st#ca de franare a -e$#cululu#()

    ,istanta parcur...