• roata care se sprijina pe un suport solid;
• plutirea in apa sau in aer;
• sustentatia aerodinamica in aer;
• sustentatia pneumatica;
• sustentatia magnetica.

• roata, care se rostogoleste pe un suport solid;
• elicea, care interactioneaza cu apa sau aerul;
• motorul cu reactie;
• motorul electric linear.

Pe baza acestui sistem functioneaza automobilele si locomotivele (respectiv vehiculele specifice transportului rutier si cele ale transportului feroviar). Prin punctele de contact ale rotilor cu suportul solid se transmite greutatea vehiculului, careia ii raspund forte verticale de reactie. Vehiculul (inclusiv rotile sale) este sustinut de roti.

Pentru ca roata sa poata deveni un organ de propulsie, trebuie sa i se aplice un cuplu de forte. Aceasta este o conditie necesara dar nu suficienta (de exemplu cazul unui autovehicul suspendat care nu are rotile in contact cu suportul solid, dar are rotile actionate de catre un motor).

Modul in care se realizeaza forta de propulsie este prezentat in figura urmatoare:

Fig. 3.1

Cuplul motor M se aplica rotii printr-un mecanism oarecare de transmisie. Cuplul motor M se descompune in doua forte , egale si de sens contrar, aplicate in centrul rotii, respectiv la obada rotii. Fortei F aplicate la obada rotii ii raspunde o forta Ft, de reactie, egala si de sens contrar. Daca forta de reactie Ft este suficient de mare (adica daca se poate considera ca roata este incastrata pentru moment in suport), punctul C de contact devine centru instantaneu de rotatie si roata se va rostogoli. Rezulta din cele prezentate anterior ca forta Ft de tractiune, se realizeaza numai daca frecarea de rostogolire dintre roata si suport este suficient de mare. Intre greutatea care apasa pe roata din partea vehiculului, inclusiv greutatea rotii, denumita presiune sau apasare pe roata, notata cu G, forta de tractiune Ft si coeficientul de frecare µ la rostogolire, exista urmatoarea relatie:

Valoarea µ are o limita maxima µ_max, denumita coeficient de aderenta, care depinde de natura materialelor care vin in contact. Daca la obada rotii se solicita o forta mai mare decat cea care rezulta din relatia:

roata nu se va mai rostogoli, ci se va ambala, adica se va roti cu o viteza mai mare decat cea corespunzatoare vitezei vehiculului. Acest fenomen se poate observa la pornirea autovehiculelor pe terenuri mlastinoase sau gheata sau la pornirea locomotivelor cu abur.

Valoarea maxima Fmax a fortei de tractiune care se poate dezvolta la obada se numeste forta de aderenta si este data de relatia:

O valoare a fortei de tractiune solicitata la obada mai mica decat Fmax, se realizeaza cu un coeficient de frecare mai mic decat µmax. Raportul se numeste coeficient de tractiune:

In sistemul de propulsie-sustentatie roata-suport de rulare se folosesc doua tehnici:

• roti de cauciuc umflate cu aer sub presiune, care ruleaza pe suporti nemetalici (drumuri asfaltate, betonate, pietuite sau de pamant) – tehnica transportului rutier;
• roti de otel pe sine de otel – tehnica transportului feroviar.

In transporturile rutiere contactul dintre roata si drum se face pe o suprafata relativ mare, cu o presiune pe cm2 de 1…5kgf. In transporturile feroviare, contactul se face pe o suprafata foarte mica, cu o presiune de circa 2000…3000 kgf/cm2.

Intre cele doua tehnici exista doua deosebiri esentiale si anume:

• in transporturile rutiere, suportul de rulare (drumul) constituie o banda mai mult sau mai putin larga, ghidajul fiind pus sub controlul conducatorului autovehiculului, in timp ce in transportul feroviar, suportul de rulare este constituit din doua fire de sine de otel, care asigura si ghidajul;
• valorile coeficientilor de aderenta sunt mult diferite, mai mici la calea ferata decat la transportul rutier si cu un grad de variatie in functie de viteza, de asemenea diferite.

In sistemul de propulsie-sustentatie roata-suport de rulare, se folosesc de obicei motoare termice cu ardere interna cu pistoane sau motoare electrice.

Aplicarea cuplului motor M la roti se poate face in mai multe variante constructive:

• Statica – aceasta consta in simpla atasare rigida a corpului motorului la mijlocul de transport care trebuie antrenat. Cazul tipic este reprezentat de catre motorul cu reactie fara elice, atasat rigid la aripile avionului, sau la fuselajul acestuia (in coada).
• Mecanica:
  1. Transmisia mecanica directa – se realizeaza prin montarea propulsorului direct pe arborele motorului M sau pe un ax intermediar, dupa cum se poate observa in figura 3.3. Cazurile tipice sunt reprezentate de catre propulsoarele cu elice E, antrenate de motoare termice cu piston, folosite in navigatia maritima si fluviala si in aviatie. Faptul ca la turatia zero (in momentul pornirii motorului), cuplul rezistent este foarte mic, permite cuplarea fara dispozitiv de cuplare-decuplare.
  2. Transmisia mecanica cu o singura treapta de transformare a turatiei – se realizeaza in general cu roti dintate, cilindrice sau conice (schemele de principiu sunt prezentate in figura 3.4). Cazuri tipice de astfel de transmisii sunt cele ale motoarelor electrice de tractiune ale vehiculelor electrice si diesel-electrice (locomotive, rame de metrou, tramvai).

     
     Fig. 3.3

  3. Transmisia mecanica diferentiala – la mijloacele de transport cu roti, parcurgerea unei curbe determina turatii diferite ale acestora. Rotile de pe firul exterior se vor invarti mai repede decat cele de pe firul interior, care parcurg o distanta mai mica. La vehiculele de cale ferata, diferenta de drum intre firul exterior si cel interior poate fi preluata pana la o anumita limita de conicitatea suprafetelor de rulare si apoi prn alunecare. Acest lucru nu este posibil la vehiculele rutiere, datorita faptului ca aderenta cauciuc-drum este mult mai mare decat aderenta otel-otel. Ca urmare intre rotile motrice ale aceleiasi punti, trebuie sa se intercaleze un dispozitiv, care, concomitent cu transmiterea cuplului motor, sa admita turatii diferite la rotile stanga-dreapta. In figura 3.5 este prezentat principiul de functionare al mecanismului diferential, in care s-a reprezentat un pinion angrenat cu doua cremaliere paralele.

     
     Fig. 3.5

  4. Transmisia mecanica cu mai multe trepte de transformare
  5. Ambreiajul mecanic
• Hidraulica
• Electrica