konstruktivne karakteristike osnovnih elemenata privrednih...

Konstruktivne karakteristike osnovnih elemenata privrednih motornih vozila

U komponente koje proizvođači mogu nabavljati iz različiith izvoraspadaju svi osnovni sistemi pogona i donjeg postroja teretnog vozila:

-pogon vozila: motor, transmisija,

-osovine,

-sistem za oslanjanje,

-sistem za upravljanje,

-točkovi i pneumatici,-točkovi i pneumatici,

-sistem za kočenje,

-nadgradnja i oprema.

Proizvođači komponenti unificiraju i standardizuju ugradnekarakteristike u cilju usaglašenosti sa komponentama drugihproizvođača.

Motor

• izlazne karakteristike dizel motora (spoljašnje brzinskekarakteristike snage, obrtnog momenta i specifične potrošnjegoriva)

• emisija izduvnih gasova,

• konstruktivne karakteristike:

• dimenzije motora i gabariti u odnosu na osu kolenastog vratila,

• masa motora i položaj težišta,

• prirubnica kućište zamajca/zvono menjača,

• položaj tačaka za pričvršćenje nosača motora.

Motor

• izlazne karakteristike dizel motora (spoljašnje brzinskekarakteristike snage, obrtnog momenta i specifične potrošnjegoriva)

1300

1200

1000

1100

900

800

300 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

205

g/kW h

210

215

220

230

240

260

280

700

600

500

400

Broj obrtaja (o/min)

p (kN/m )e2

turbodizel motor Perkins Phaser 180Ti (134kW pri 2600 o/min)

Motor

Tip motora A B C D E F masa, kgBF4M1013FC 740 616 897 290 355 122 432BF6M1013EC 1024 622 897 290 355 122 572

Motor

Prirubnica motora i menjača

SAE A B C1/2 23 25 1/2 24 3/81 20 1/8 21 3/4 20 7/82 17 5/8 19 1/4 18 3/83 16 1/8 17 3/4 16 7/84 14 1/4 15 7/8 154 14 1/4 15 7/8 15

A B C1/2 584,2 647,7 619,11 511,2 552,5 530,22 447,7 489,0 466,73 409,6 450,9 428,64 362,0 403,2 381,0

Frikciona spojnica u uključenom stanju (bez proklizavanja) prenosi snagu sa kolenastog vratila motora u neizmenjenom stanju:

nulazno= nizlazno= nmotor

Mu = M i = Mmotor

SpojnicaSpojnica

Najveći teorijski obrtni moment koji spojnica može da prenese:

MSmax= N · μ · r · z

MSmax= (1,5..2,5) Mmax

22

33

3

2

us

us

rr

rrr

−−

=

Spojnica

Menjač

Menjač treba da zadovolji sledeće zahteve:

• opterećenje obrtnim momentom

• polazak vozila u teškim uslovima (natovareno vozilo, velik uspon): definiše maksimalni prenosni odnos transmisije,

• postizanje maksimalne brzine vozila, (iako postoje zakonska ograničenja u saobraćaju: kod nas autobusi i teretna vozila do 7,5t NDMV - 80 km/h, na autoputu 100 km/h; teretna preko 7,5t NDM – 70 km/h, na autoputu 90 km/h...),NDM – 70 km/h, na autoputu 90 km/h...),

• kretanje vozila u najekonomičnijem režimu: definiše minimalni prenosni odnos transmisije.

MenjačMenjač

Zavisnost između parametara snage na kolenastomvratilu motora i na pogonskim točkovima:

- brzina kretanja, km/h (1 m/s = 3,6 km/h)

rD - dinamički poluprečnik točka, m

TRi

nr0,377v D ⋅⋅=

D

n - broj obrtaja kolenastog vratila, o/minn = 30 ω / π

- obimna sila na pogonskim točkovima, N

iTR - ukupni prenosni odnos u transmisiji, iTR = i m iGP

im - prenosni odnos u menjačuiGP - prenosni odnos glavnog prenosnika

D

TRTRO r

MiηF

⋅⋅=

MenjačMenjač

Menjač

Gabaritne dimenzije menjača ZF 9S1110 TD.

1 – ulazno vratilo, 2 – davač neutrala, 3 – davač odabranog opsega, 4 – davač aktiviranog hoda unazad, 5 - izlazno vratilo,

6 – čep za ispuštanje ulja, 7 – čep za sipanje i kontorlu nivoa ulja, 8 – prirubnica za PTO

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor prenosnih odnosa

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

Kriterijum za izbor najvećeg (ili jednog od najvećih) prenosnih odnosa menjača može biti maksimalna potrebna ili mogu ćaobimna sila na pogonskim točkovima:

TRTRO r

MiηF

⋅⋅=

DO r

GPmaxTR

maxODmax,m iMη

Fri

⋅⋅⋅

=

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

• maksimalni uspon koji vozilo može da savlada• raspoloživo prijanjanje pogonskih točkova (na podlozi sa dobrim

prijanjanjem) • postizanje veoma malih brzina kretanja ("puzajuće" brzine) na

određenom broju obrtaja motora, npr. kod teretnih i radnih vozila...

TRTRO r

MiηF

⋅⋅=

DO r

GPmaxTR

maxODmax,m iMη

Fri

⋅⋅⋅

=

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

Izbor minimalnog prenosnog odnosa u menjaču (najviši stepen prenosa):• kinematski uslov za postizanje maksimalne brzine kretanja vozila na

maksimalnom broju obrtaja motora, ili• postizanja putne brzine u određenom brzinskom režimu rada motora...

i

nr0,377v D ⋅⋅=

GPmax

maxDmin,m iv

nr.i

⋅⋅⋅

=3770

TRi

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

S

spliter iS = 1,1..1,3odnos približno upola manji od susednih stepeni prenosa glavnog menjača

glavni menjač iGM

reduktor iR = 3..4redukcija veća od raspona prenosnih odnosa glavnog menjača

R

S

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor broja stepeni prenosa

Spoljašnja brzinska karakteristika motora (puna linija) i parcijalne brzinske karakteristike karakteristike (isprekidane linije)

uslov: da je najveća brzina kretanja u nižem stepenu prenosa pri nmax jednaka ili veća od brzine kretanja vozila pri nMmax

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor broja stepeni prenosa

Elastičnost motora po broju obrtaja:en = nmax / nMmax > 1

uslov: da je najveća brzina kretanja u nižem stepenu prenosa pri nmax jednaka ili veća od brzine kretanja vozila pri nMmax

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor broja stepeni prenosa

Elastičnost motora po broju obrtaja:en = nmax / nMmax > 1

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

GPim

maxD

GPim

maxMD

ii

nr0,377

ii

nr0,377

⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

+1

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor broja stepeni prenosa

Elastičnost motora po broju obrtaja:en = nmax / nMmax > 1

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

GPim

maxD

GPim

maxMD

ii

nr0,377

ii

nr0,377

⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

+1

im

max

im

maxM

i

n

i

n=

+1

nmaxM

max

im

im en

n

i

i==

+1

Menjački prenosnikMenjački prenosnik

Izbor broja stepeni prenosa

Elastičnost motora po broju obrtaja:en = nmax / nMmax > 1

BSP > logen(iTRmax/iTRmin) + 1,

GPim

maxD

GPim

maxMD

ii

nr0,377

ii

nr0,377

⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

+1

im

max

im

maxM

i

n

i

n=

+1

nmaxM

max

im

im en

n

i

i==

+1

11 −= BSPn

BSPm

m ei

i

BSP > log en(iTRmax/iTRmin) + 1,

BSP > log en(im max/im min) + 1,

Zglobna vratila

Maksimalni obrtni moment kojem može biti izloženo zglobno vratilo u transmisiji koncepcije 4 × 2 sa zadnjim pogonom određuje se prema:

•maksimalnom obrtnom momentu na izlazu iz menjača i

•maksimalnom momentu na pog. vratilu sa aspekta maksimalnog prijanjanja.

mmax,mmaxmax,v iMM η⋅⋅=

GPGP

maxODmax, iη

FrM

⋅⋅

=ϕ

Zglobna vratila

Na broj oslonaca i zglobova utiče kritična brzina zglobnog vratila, u funkciji dužine vratila.

1900

2000

2100D

užin

a

1500

1600

1700

1800

60 80 100 120 140

Duž

ina

prečnik vratila

Maksimalna dužina vratila u funkciji spoljašnjeg prečnika cevi (preporuke Eaton Fuller za vratila teretnih vozila)

Zglobna vratila

Prirubnice zglobnog vratila sa nazubljenim spojem - XS (nazubljenje je u X pod uglom od 70°), ISO 8667 za prirubnice menjača i ISO 12667 za prirubnice pogonskih vratila

Pogonske osovine

Osnovni podaci koji definišu karakteristike pogonske osovine:

• najveće dozvoljeno opterećenje osovine (tehničko) - zadnja osovina nosi statički 60-75% NDMV,

• najveća dozvoljena masa skupa vozila,

• raspoloživi prenosnih odnosa glavnog prenosnika.

1300

1200

1000

1100

900

800

300 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

205

g/kW h

210

215

220

230

240

260

280

700

600

500

400

Broj obrtaja (o/min)

p (kN/m )e2

Pogonske osovine

Ograničavajući faktor može biti najveća snaga ili moment motora, a u zavisnosti od namene vozila, mogu postojati razlike u vrsti kočnica, tipu glavnog prenosnika, blokiranju diferencijala i sl.

Konstruktivne karakteristike pogonskih osovina su:

• ukupna širina,

• širina prirubnica točkova,

• masa sklopa osovine,

• pozicije oslonaca sistema za oslanjanje,• pozicije oslonaca sistema za oslanjanje,

• prirubnica točka: broj vijaka i prečnik na kojem se nalaze,

• položaj i dimenzije prirubnice pogonskog vratila.

Pogonske osovine

Zadnja pogonska osovina sa kočnicama (MAN): raspon dozvoljenih opterećenja 5,2 – 13 t, (skup vozila od 12 – 70 t) prenosni odnosi glavnog prenosnika (hipoidno ozubljenje) 2,71 – 5,28. Mase osovina 284 – 790 kg. Ukupna širina (A): 1860 –2034 mm. Točkovi: 17,5" – 22,5", B – širina prirubnica točkova, C - razmak između oslonaca sistema za oslanjanje: 900 – 1025 mm, H – rastojanje između prirubnice pogonskog vratila i ose točkova, J – udaljenost ose prirubnice pogonskog vratila od sredine osovine

150,0

200,0

250,0

Fo1

Fo2

Fo3

Fo4

Fo5

Fo6

Fo7

Fo8

Transmisija Transmisija privredniprivrednihh vozilavozila

Vučno-brzinska karakteristika kipera 16t, 265 kW

0,0

50,0

100,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Fo

, kN

v, km/h

Fo8

Fo9

Fo10

F0k

F3k

F10k

F33k

Fo11

Fo12

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

Fo1

Fo2

Fo3

Fo4

Fo5

Fo6

Fo7

Fo8

Transmisija Transmisija privredniprivrednihh vozilavozila

Vučno-brzinska karakteristika tegljača 40t, 265 kW

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Fo

, kN

v, km/h

Fo8

Fo9

Fo10

Fo11

Fo12

F0k

F0p

F3k

F3p

F7k

F7p

F26k

F26p

Prednja (upravljačka) osovina

Osnovni podaci koji definišu karakteristike prednje osovine:

• najveće dozvoljeno opterećenje osovine (tehničko): prednja osovina statički nosi 25-40% NDMV

• raspon prenosnih odnosa glavnog prenosnika i najveća dozvoljena masa skupa vozila, (ako je i pogonska, kod vozila za teške uslove i vanputnih vozila – podvrsta G).

Konstruktivne karakteristike prednje osovine su:

• ukupna širina,

• širina prirubnica točkova,• širina prirubnica točkova,

• uglovi zakretanja upravljačkih točkova,

• razmak osa osovinica rukavca (KPI),

• masa sklopa osovine,

• pozicije oslonaca sistema za oslanjanje,

• prirubnica točka: broj zavrtnjeva i prečnik na kojem se nalaze,

• položaj i dimenzije prirubnice pogonskog vratila (ako je i pogonska).

U zavisnosti od namene vozila, mogu postojati razlike u vrsti kočnica, tipu glavnog prenosnika, blokiranju diferencijala i sl.

Prednja (upravljačka) osovina

Nepogonska prednja upravljačka osovina MAN VOK-08: dozvoljeno opterećenje 8,2 t, masa sklopa osovine 454 kg, max ugao zakretanja spoljašnjeg/unutrašnjeg točka 33°/49°, A – ukupna širina, C – razmak između oslonaca sistema za oslanjanje, D – rastojanje od ose točkova do sredine poprečne spone, E – razmak između osa osovinica rukavaca, F – rastojanje od ose točka do oslonca sistema za oslanjanje

Prednja (upravljačka) osovina

Ofset (pomerenost) naplatka Trag točkova

Ukupna širina osovine

Sistem za oslanjanje

Gibnjevi prenose opterećenje između osovine i šasije na dva mesta po strani vozila.

Vazdušni jastuci opterećenje prenose na mestu oslonca na šasiji.

Zbog proširenja rama na prednjem delu i/ili zbog prostora za zakretanje prednjih točkova, prednji gibnjevi se postavljaju ispod krakova rama.

Oslonci gibnjeva se zavrtnjima pričvršćuju na donji deo profila rama.

Amortizeri se oslanjanju na nosače pričvrćene za gornji deo profila rama (zbog dužine).

Sistem za oslanjanje

Sistem za oslanjanje

Sistem za oslanjanje

Jedna od karakteristika sistema za oslanjanje je krutost elastičnih elemenata (N/mm ugiba). Osnovne dimenzija gibnja su dužina, širina i debljina lista, i broj listova. Sabijanje sistema za oslanjanje je ograničeno gumenim graničnicima.

Sistem za oslanjanje

Položaj opružnih elemenata sistema za oslanjanje u odnosu na sredinu vozila stvara veće sile prilikom bočnih sila koje deluju na vozilo, konkretno u krivini. Iz tog razloga, i zbog visokog težišta teretnih vozila, ugrađuju se poprečni stabilizatori.

Sistem za oslanjanje

Položaj opružnih elemenata sistema za oslanjanje u odnosu na sredinu vozila stvara veće sile prilikom bočnih sila koje deluju na vozilo, konkretno u krivini. Iz tog razloga, i zbog visokog težišta teretnih vozila, ugrađuju se poprečni stabilizatori.

Naplaci

Izbor naplataka je u funkciji dimenzija pneumatika (nazivni prečnik i širina), osovinskog opterećenja i namene vozila.

Točkovi se na glavčini centriraju preko zavrtnjeva (imaju konusnu podlošku) ili preko venca na glavčini (donja strana navrtke je ravna).

Prečnik kruga, mm

broj zavrtnjeva

unutrašnji prečnik otvora za centriranje

naplatka*, mmprečnik naplatka

165 8 121 17,5"275 8 221 17,5" – 22,5"335 10 281 22,5"

Naplaci

Sredina naplatka je pomerena u odnosu na površinu naleganja prirubnice glavčine (tzv. ofset). Vrednost ofseta utiče na trag točkova i neophodno je da bi udvojeni točkovi bili dovoljno udaljeni da im se bokovi ne dodiruju. U katalozima pneumatika za privredna vozila, daje se podatak o preporučenom rastojanju sredina tragova udvojenih točkova.

Ofset je pozitivan ako je sredina naplatka pomerena ka sredini vozila, tj. prirubnica je pomerena ka napolje.

elementi naplatka: 1 – obruč, 2 – disk naplatka, 3 – spoj diska i obruča, 4 – površina naleganja prirubnice,

5 – prečnik otvora za zavrtnje, 6 – ofset, 7 – prečnik centralnog otvora, 8 – prečnik otvora za zavrtnje,

Kočnice

Deklarisana karakteristika je maksimalni moment kočenja, kao i NDMV i NDMS za koje su namenjeni. Veličina kočnica utiče na minimalni prečnik naplatka zbog ugradnje, a moment kočenja je definisan za zadati najveći prečnik točka.

Osnovne karakteristike pneumatskih kočnih cilindara su površina membrane, izražene u kvadratnim inčima i radni pritisak vazduha. Tipične vrednosti su 7, 9, 10, 18, 20, 24, 27, 30, 36 in2. Ostali podaci su hod klipa i ugradne dimenzije, kod tristop cilindara i pritisak otkočivanja (oko 4 – 5 bar).

Tip kočnice WABCO PAN 17 PAN 19-1 plus PAN 22-1 PAN 25

Kočni moment po točku, 14 kNm 21 kNm 24 kNm 25 kNmKočni moment po točku,

max

14 kNm 21 kNm 24 kNm 25 kNm

dimenzije diska 330x34 mm 375x45 mm 430x45 mm 525x41 mm

površina kočnih pločica 240 cm2 292 cm2 340 cm2 340 cm2

masa (sa pločicama) 23 kg 32 kg 36 kg 39 kg

naplatak 17,5” 19,5”/ 22,5" 22,5” 25”

Najveće doz. opterećenje

osovine

7 t 9 t 10 t 12 t

Kočnice

Kočnice

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

F [N

]

0

2000

0 200 400 600 800 1000 1200

p [kPa]

Sila na klipnjači pneumatičkog kočnog cilindra SAF MO S 24 00 B 6 0 (24") u zavisnosti od

pritiska

Kočnice

•Podaci o karakteristikama pneumatičkog kočnog sistema - mehaničko oslanjanje osovine

•Podaci na pločici priključnog vozila o karakteristikama pneumatičkog kočnog sistema -oslanjanje sa vazdušnim jastucima

Pneumatski sistem

rezervoari za vazduh, u zavisnosti od konfiguracije vozila (4×2, 6×4 itd.) i namene i sistema za oslanjanje (Scania). Primer: tegljač 4×2 ili 6×2 sa gibnjevima na zadnjoj osovini: B1, B2, J1 i J2. Kamion 4×2 sa pneumatskim oslanjanjem sa dva jastuka: B1, B2 i dva rezervoara C

Upravljački servo-mehanizam

Upravljački servo-mehanizam teretnih vozila se na prvom mestu odabira prema najvećem dozvoljenom opterećenju prednje osovine. Karakteristike mehanizma su:

• obrtni moment na izlaznom vratilu (na primer za osovinska opterećenja od 3 do 7,5 t od obrtni moment se kreće u granicama oko 1300 do preko 7000 Nm),

• radni pritisak u hidrauličkom sistemu (100 – 160 bar),

• potreban protok hidrauličke pumpe,

• prenosni odnos mehanizma, tj. broj obrtaja vratila upravljača od jednog do drugog krajnjeg položaja (oko 5 - 6 obrtaja upravljača),

• ugao zakretanja izlaznog vratila (oko 90°),

• ugradne mere.

Upravljački servo-mehanizam