konacna verzija eksploatacija

51
UNIVERZITET U SARAJEVU FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA: Tehnička eksploatacija cestovnih vozila Tema rada: Proračun dinamičkih karakteristika vozila Predmetni nastavnik: Prof. Dr. Suada Dacić Asistent: Student: Dino Vrce Aid Avdagić Broj indeksa: 6789 6751 Usmjerenje: Cestovni saobraćaj Godina studija: III Rezultat rada:

Upload: muharem-omerdic

Post on 03-Oct-2015

238 views

Category:

Documents


13 download

DESCRIPTION

Tehnicka ekspaltacija cestovnih vozilaDijagramExelBrojeviKarakteristike

TRANSCRIPT

UNIVERZITET U SARAJEVUFAKULTET ZA SAOBRAAJ I KOMUNIKACIJE

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA:Tehnika eksploatacija cestovnih vozila

Tema rada: Proraun dinamikih karakteristika vozila

Predmetni nastavnik:Prof. Dr. Suada Daci

Asistent:

Student:Dino VrceAid Avdagi

Broj indeksa:67896751

Usmjerenje:Cestovni saobraaj

Godina studija:III

Rezultat rada:

Datum: Januar, 2015. God.ANALIZA DINAMIKIH KARAKTERISTIKA MOTORNIH VOZILAU okviru projektnog zadatka, za izabrano motomo vozilo potrebno je odrediti slijedece:1. Napraviti kratak uvod o vozilu i dati osnovne tehnicke podatke o vozilu.2. Definisati, izraunati i nacrtati otpore kretanja i snage potrebne za savladavanje otpora kretanja motorog vozila ( otpore kotrljanja, otpor vazduha i otpor uspona ).3. Prikazati vanjske brzinske karakteristike snage i momenta pogonskog agregata.4. Nacrtati diagram mjenjaa ( Slezingerov testerasti dijagram ).5. Definisati, izraunati i prikazati normalni dijagram vue kao i dijagram potrebne i raspoloive snage.6. Definisati, izraunati i prikazati zavisnost dinamikog faktora i koeficijent otporaputa, a zatim i zavisnost ubrzanja od brzine kretanja.7. Izraunati dinamike performanse vozila: vrijeme i put ubrzanja vozila od 0 do 100km/h, vrijeme ubrzavanja za dva interval brzine u predposljednjem i posljednjem stepenu prenosa. Uporediti dobivene rezultate sa podacima proizvodaa.8. Definisati, izraunati i prikazati put i vrijeme koenja vozilom.9. Definisati, izraunati i prikazati brzine zanoenja i prevrtanja vozila.10. U zakljuku zadatka rezimirati dinamike karakteristike analiziranog vozila, i datisvoj komentar.

Sadraj

Uvod

Audi A6jeautomobiliz gornje srednje klase njemake markeAudii proizvodi se od1994. Godine, od strane njemakog proizvoaa automobila Audi AG, sada ve i u svojoj etvrtoj generaciji. Kao nasljednik Audi 100, A6 je proizveden u Neckarsulmu, Njemaka - i dostupan je u salon i karavan varijanti.Sve generacije Audija A6 su u ponudi sa prednjim pogonom ili pogonom na sva etiri toka na tritu plasirani kao Audi Quattro. Drugi i treiiz generacije modela A6 su su dostupni sa platformom Allroad.Model koji e biti obraen u ovom seminarskom radu je Audi A6 (C7). 3.0 TDI, sa pogonom na prednje tokove i estostepenim runim mjenjaem.

Slika br. 1: Audi A6 (C7)

1. Osnovni tehniki podaci o vozilu

PogonPogon:prednjiPogonski sistem:goriva motoraGorivo:dizelUkupna maksimalna snaga:150 Kw (204 Ks)Ukupna mak obrtni moment:400 Nm

MotorCilindri:6, in VVentila po cilindru:4Kapacitet:2967 ccPrenik k hod:83,0 x 91,4 mmKompresije:16,8 :1Maksimalna snaga:150 kW (204 ks)Mak snaga RPM:3750 rpmMaksimalni obrtni moment:400 NmMaksimalni obrtni moment RPM:1250 tpmSistem goriva:common railTip motora:dohcTurbo:da, sa interkuleraKatalizator:filtera za esticeRezervoar:65 l

Performanse

Najvea brzina:242 km/hUbrzanje 0-100 km / h:7,6 sUrbana potronja:6,5 l/100kmUrbana potronja km:1 op 15,4Vangradska potronja:4,4 l/100kmVangradska potronja km:1 op 22,7Prosena potronja:5,3 l/100kmProsena potronja km:1 op 18,9Emisija CO2:139 g/kmNivo energije:C

asija

Prednje veanje:multi-linkZadnje veanje:multi-linkPrednje veanje:spiralne oprugeZadnje veanje:spiralne oprugePrednji stabilizator:DaZadnji stabilizator:DaPrednji pauze:ventilacijom diskZadnja pauze:discGuma:245/45R18Okretanje kruga:11,9 m

Transmisija

1. brzina:3,78:12. brzina:2,05:13. brzina:1,28:14. brzina:0,94:15. brzina:0,69:16. brzina:0,57:17. brzina:-8. brzina:-9. brzina:-Hod unazad:3,33:1Prodavnica Ration (kraj):3,49:1RPM na 120 km / h (teoretski):1.850 rpm

Bezbjednost

ABS: DaElectronic Brake Distribution (EBD): DaKonice asistent: DaVazduni jastuk za vozaa: DaVazduni jastuk: DaBoni vazduni jastuci: Da (prednji)Head / zavese jastuci: Da (prednji & zadnji)Elektronski program stabilnosti (ESP):DaKontrola trakcije: DaZakljuavanje razliku: DaCrash test: 5

Teine

Prazna masa: 1600 kgMaks. nosivosti: 605 kgMaks. dozvoljena masa: 2205 kgMaks. Masa prednja osovina:- kgMaks. Masa prednja osovina:- kgMaks. prikolica masa koi: 1800 kgMaks. prikolica masa bez konice: 750 kgMaks. Lopta za tampu: 85 kgMaks. optereenje krova: 100 kg

Vanjske dimenzije

Duina:4915 mmirina:1874 mmVisina:1455 mmMeuosovinsko rastojanje:2912 mmPrednji track:1627 mmZadnji trag:1618 mm

Prtljag / Cargo

Zapremina prtljanika: 530-995 lSill visina: 655 mm

Unutranje dimenzije

Udaljenost naslon / pedale: 920-1160 mmHeadspace napred: 955-1035 mmDuina naslona prednjeg: 650 mmDuina sedita napred: 500 mmUnos visina prednjeg: 515 mmEnterijer irina fronta: 1530 mmUdaljenost naslon napred / nazad: 625-890 mmHeadspace pozadi: 775 mmDuina sedita zavaliti nazad: 930 mmDuina sedita pozadi: 665 mmVisina sedita pozadi: 465 mmEnterijer irina zadnjeg: 350 mmUdalj. Sedite zavaliti 2nd/3rd reda sedita: 1500 mm

Usvojene vrijednosti

Stepen korisnosti mjenjaa i glavnog prenosnika

Prvi stepen prenosa 10.95

Drugi stepen prenosa 20.96

Trei stepen prenosa 30.97

etvrti stepen prenosa 40.98

Peti stepen prenosa 50.97

esti stepen prenosa 60.97

Stepen prenosa glavnog prenosa 00.97

Koeficijent rotirajuih masa

11,481

21,181

31,096

41,068

51,058

61,052

Koeficijenti prijanjanja

Suh kolovoz0,95

Mokar kolovoz0,5

Zaleen kolovoz0,2

2. Otpori kretanja i snaga potrebna za savladavanje tih otpora

Pri kretanju vozila vozila pojavljuju se otpori koji se suprostavljaju tom kretanju. Otpori se javljaju u zavisnosti od uslova kretanja, vremenskih uslova itd. Sile otpora pri kretanju vozila iz stanja mirovanja (pokretanje vozila iz mjesta) zavise od stanja kolovoza, pneumatika i mase vozila, a potiu od plastinih i elastinih deformacija podloge, elastinih deformacija tokova i inercionih sila kao sile otpora ubrzanju. U principu ove sile se ne uzimaju pri proraunu ukupnih sila kao otpori kretanju, s obzirom da su sile pri kretanju vozila na viim brzinama u principu sile otpora vjetra uvjek vie, dok su pri mirovanju iste jednaki nuli. Sile i momenti otpora pokretanju vozila iz mjesta su posebno vani kod prorauna spojnice, pogotovokod teretnih i vunih vozila. Otpore moemo podijeliti na:

Otpore kotrljanja (Rf) ; Otpor zraka (Rv) ; Otpor ubrzanja (Rj) ; Otpor uspona (Ru) ; Otpor prikolice (Rp) .

Moemo napisati da vrijedi sljedei izraz za sumu svih otpora:R = Rf+Rv+Rj+Ru+RpAko je vozilo kree po ravnoj podlozi moemo napisati:

R=G*f + + Snaga koja je potrebna za kretanje motornog vozila moze se dobiti iz : Puk = P= R vA snagu za savladavanje pojedinih otpora cemo dobiti :Pf = Rf v ; Pv= Rv v ; Pu = Ru v

2.1. Otpor kotrljanja

Otpor kotrljanja Rf zavisi od toga da li se vozilo nalazi na horizontalnom putu ili na usponu.Za prvi sluaj (=0) otpor kotrljanja je jednak:Rf = G fZa sluaj kada se vozilo nalazi na usponu otpor kotrljanja je jednak:Rf = G f cosG teina vozila, koja je jednaka proizvodu mase vozila gravitacionog ubrzanja (G= mg),f - koeficijent otpora kotrljanju.Koeficijent otpora kotrljanju dobijamo koristei sljedei izraz:f = fo +f1v +f2v4Za radijalne pneumatike fo ,f1 i f2 imaju sljedee vrijednosti: fo=9,9110-3 = 0,00991f1=1,9510-5 = 0,0000195f2=1,7610-9 = 0,00000000176

V(kmh)20406080100120140160180200220

Rf (N)157,2159,3162,7169,0180,4199,8230,6276,9343,5435,7559,5

Slika br.2: Otpor kotrljanja

2.2. Otpor zraka

Svakom kretanju tijela kroz neku sredinu javljaju se otpori te sredine. Ti otpori nazivaju se otpori zraka. Pri kretanju vozila kroz neku zranu sredinu javlja se otpor zraka. Pri malim brzinama taj otpor nema nekog uticaja na kretanje vozila, dok pri veim brzinama ima itekako uticaja. Otpor zraka koji djeluje na vozilo zavisi od nekoliko faktora : Koeficijenta oblika (Cx) ; eone povrine vozila (A) ; Gustoe zraka (; Kvadrata brzine (.Otpor zraka rauna se prema sljedeem izrazu :

Za nae vozilo imamo sljedee vrijednosti:Cx = 0.26A = 2.18

v (kmh)20406080100120140160180200220

Rv (N)10,943,798,4174,9273,3393,6535,7699,7885,61093,31322,9

Slika br.3: Otpor vazduha

2.3. Otpor uspona

Pri kretanju vozila uz neki uspon javlja se otpor uspona. On zavisi od teine vozila i ugla uspona.Takoer moemo rei da on moe biti pozitivan i negativan. Pozitivan je ukoliko se kreemo uz brdo, a negativan ukoliko se sputa niz neki pad.

Rauna se po sljedeoj formuli:Ru = G*sinG = m*g pri emu je :G- ukupna teina vozilam- masa vozilag- gravitaciono ubrzanjeG = m*g = 1600*9,81 = 15696 N

U (%)5%10%15%20%25%30%35%40%

( )2,865,718,5311,314,0316,6919,2921,8

R (N)783,161561,652328,143075,573805,184507,795185,175828,99

Slika br. 4: Otpor uspona

2.4. Ukupni otpori

Za u = 0 :

Ruk=Rv+Rf

v (kmh)20406080100120140160180200220

Ru (N)168,1203,0261,1343,9453,7593,4766,3976,61229,11529,01882,4

Slika br. 5: Ukupni otpor

Za u = 5%

Ruk=Rv+Rf+Ru

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 951,36 986,26 1044,33 1127,17 1236,97 1376,64 1549,58 1759,88 2012,36 2312,29 2665,70

u = 10 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 1.729,89 1.764,79 1.822,85 1.905,69 2.015,49 2.155,16 2.328,10 2.538,41 2.790,88 3.090,82 3.444,22

u = 15 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 2.496,27 2.531,17 2.589,24 2.672,08 2.781,88 2.921,55 3.094,49 3.304,79 3.557,27 3.857,20 4.210,61

u = 20 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 3.243,70 3.278,60 3.336,67 3.419,51 3.529,31 3.668,98 3.841,92 4.052,22 4.304,70 4.604,63 4.958,04

u = 25 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 3.973,31 4.008,21 4.066,28 4.149,12 4.258,92 4.398,59 4.571,53 4.781,83 5.034,31 5.334,24 5.687,65

u = 30 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 4.675,92 4.710,82 4.768,89 4.851,73 4.961,53 5.101,20 5.274,14 5.484,44 5.736,92 6.036,85 6.390,26

u = 35 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru5.353,305.388,205.446,275.529,115.638,915.778,585.951,526.161,826.414,306.714,23 7.067,64

u = 40 %

V (kmh)20406080100120140160180200220

Ru 5.997,12 6.032,02 6.090,09 6.172,93 6.282,73 6.422,40 6.595,34 6.805,64 7.058,12 7.358,05 7.711,46

Slika br. 6: Krive ukupnih otpora

Snaga koja je potrebna za kretanje motornog vozila moe se dobiti iz izraza:Puk = R vA snagu za savladavanje pojedinih otprora emo dobiti :Pf = Rf v ; Pv= Rv v ; Puk= Ruk v.

v (kmh) 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00 200,00 220,00

v (m/s) 5,56 11,11 16,67 22,22 27,78 33,33 38,89 44,44 50,00 55,56 61,11

Rf (N)157,2159,3162,7169180,4199,8230,6276,9343,5435,7559,5

Rv (N) 10,93 43,73 98,40 174,94 273,34 393,61 535,75 699,75 885,63 1.093,36 1.322,97

Ru (N) 168,13 203,03 261,10 343,94 453,74 593,41 766,35 976,65 1.229,13 1.529,06 1.882,47

Pf (kW) 0,87 1,77 2,71 3,76 5,01 6,66 8,97 12,31 17,18 24,21 34,19

Pv (kW) 0,06 0,49 1,64 3,89 7,59 13,12 20,83 31,10 44,28 60,74 80,85

Pu (kW) 0,93 2,26 4,35 7,64 12,60 19,78 29,80 43,41 61,46 84,95 115,04

Slika br. 7: Snaga potrebna za savladavanje otpora na horizontalnom putu

Vrijednosti snaga potrebnih za savladavanje ukupnih otpora kretanja na datim usponima su prikazane u sljedeoj tabeli:

V (kmh)20406080100120140160180200220

P R(5 %)5,2910,9617,4125,0534,3645,8960,2678,22100,62128,46162,90

P R(10 %)9,6119,6130,3842,3555,9971,8490,54112,82139,54171,71210,48

P R(15 %)13,8728,1243,1559,3877,2797,39120,34146,88177,86214,29257,32

P R(20 %)18,0236,4355,6175,9998,04122,30149,41180,10215,24255,81302,99

P R(25 %)22,0744,5467,7792,20118,30146,62177,78212,53251,72296,35347,58

P R(30 %)25,9852,3479,48107,82137,82170,04205,11243,75286,85335,38390,52

P R(35 %)29,7459,8790,77122,87156,64192,62231,45273,86320,72373,01431,91

P R(40 %)33,3267,02101,50137,18174,52214,08256,49302,47352,91408,78471,26

Slika br. 8:Snaga potrebna za savladavanje za savladavanje ukupnih otpora pri datim vrijednostima uspona

3. Vanjsko brzinska karakteristika motora

Vanjska brzinska karakteristika motora predstavlja zavisnost promjene efektivne snage Pe i efektivnog obrtnog momenta Me od broja obrtaja koljenastog vratila ne pri punoj dobavi goriva.Ova karakteristika se eksperimentalno dobiva na probnom stolu.Za proraun brzinskih karakteristika uglavnom se koriste empirijski obrasci a jedan od najee koritenih je Lajdermanov obrazac koji je definisan formulom:

gdje je:

Pmax- maksimalna snaga motora u kW;

Pe, ne- tekue koordinate snage i broja obrtaja;

a, b,c koeficijenti koji zavise od tipa motora.

nr relativni broj obrtaja

Koeficijente moemo dobiti na sljedei nain:

Jedan od naina dobijanja obrtnog momenta jeste preko efektivne snage i broja obrtaja motora:

en = npmax/nMmax= 3750/1250 = 3

em = Memax/Mepmax = 400/382,16 = 1,047

a = 1,035; b = 0,705; c = 1,057

n (o/min)nrPe (kW)Me (Nm)

10000,2745,91438,65

11000,2950,64439,80

12000,3255,31440,37

13000,3559,92440,37

14000,3764,45439,80

15000,4068,87438,65

16000,4373,17436,93

17000,4577,33434,63

18000,4881,34431,75

19000,5185,18428,30

20000,5388,82424,28

21000,5692,25419,68

22000,5995,45414,51

23000,6198,40408,76

24000,64101,09402,44

25000,67103,50395,54

26000,69105,61388,07

27000,72107,39380,02

28000,75108,85371,40

29000,77109,94362,20

30000,80110,66352,43

31000,83111,00342,09

32000,85110,92331,17

33000,88110,41319,67

34000,91109,46307,60

35000,93108,05294,96

36000,96106,16281,74

37000,99103,76267,94

38001,01100,85253,57

39001,0497,41238,63

40001,0793,41223,11

41001,0988,84207,01

42001,1283,68190,35

43001,1577,91173,10

44001,1771,51155,28

45001,2064,48136,89

46001,2356,78117,92

47001,2548,4098,38

48001,2839,3278,26

49001,3129,5357,57

50001,3319,0036,31

Slika br. 9:Vanjska brzinska karakteristika motora

4. Dijagram mjenjaa (lezingerov testerasti dijagram)

Mjenja nam omoguuje da u razliitim brzinama vonje koristimo onaj segment karakteristike motora koji nam najvie odgovara u datim trenucima eksploatacije. Ova sposobnost mjenjaa posebno je izraena kod viestepenih mjenjaa.

Zajedniki rad motora i mjenjaa najee se prikazuju u tzv.lezingerovom testerastom dijagramu mjenjaa.Zbog toga je potrebno odrediti brzine vozila u zavisnosti od broja obrtaja motora i prepnosnih odnosa u transmisiji.

Ova brzina rauna se po sljedeoj formuli:gdje je:

(*)

rd dinamiki poluprenik toka (rd = 0,35 m)T ugaona brzina toka;e ugaona brzina motora;imj prijenosni odnos u mjenjau;io prijenosni odnos u glavnom prijenosniku.

Stepen korisnosti mjenjaa i glavnog prenosnika

Prvi stepen prenosa 10.95

Drugi stepen prenosa 20.96

Trei stepen prenosa 30.96

etvrti stepen prenosa 40.97

Peti stepen prenosa 50.98

esti stepen prenosa 60.97

Stepen prenosa glavnog prenosa 00.97

n (o/min)Vmax1Vmax2Vmax3Vmax4Vmax5Vmax6

100010,0018,4329,5240,2054,7766,29

110011,0020,2832,4744,2260,2472,92

120012,0022,1235,4348,2465,7279,55

130013,0023,9638,3852,2671,1986,18

140014,0025,8141,3356,2876,6792,81

150015,0027,6544,2860,3082,1599,44

160015,9929,4947,2364,3287,62106,07

170016,9931,3450,1968,3493,10112,70

180017,9933,1853,1472,3698,58119,33

190018,9935,0256,0976,38104,05125,96

200019,9936,8759,0480,40109,53132,59

210020,9938,7162,0084,42115,01139,22

220021,9940,5564,9588,44120,48145,85

230022,9942,4067,9092,46125,96152,48

240023,9944,2470,8596,48131,44159,11

250024,9946,0873,80100,50136,91165,74

260025,9947,9376,76104,52142,39172,37

270026,9949,7779,71108,54147,87179,00

280027,9951,6182,66112,56153,34185,63

290028,9953,4685,61116,58158,82192,25

300029,9955,3088,57120,60164,30198,88

310030,9957,1491,52124,62169,77205,51

320031,9958,9994,47128,64175,25212,14

330032,9960,8397,42132,66180,73218,77

340033,9962,67100,37136,68186,20225,40

350034,9964,52103,33140,70191,68232,03

360035,9966,36106,28144,72197,15238,66

370036,9968,20109,23148,74202,63245,29

380037,9970,05112,18152,76208,11251,92

390038,9971,89115,14156,78213,58258,55

400039,9973,73118,09160,80219,06265,18

410040,9975,58121,04164,82224,54271,81

420041,9977,42123,99168,84230,01278,44

430042,9979,26126,94172,86235,49285,07

440043,9981,11129,90176,88240,97291,70

450044,9982,95132,85180,90246,44298,33

460045,9984,79135,80184,92251,92304,96

470046,9986,64138,75188,94257,40311,58

480047,9888,48141,70192,96262,87318,21

490048,9890,32144,66196,98268,35324,84

500049,9892,17147,61201,00273,83331,47

Slika br. 10: lezingerov testerasti dijagram

5. Normalni dijagram vue i dijagram potrebne i raspoloive snage

U svrhu definisanja mogunosti kretanja vozila u razliitim eksplatacionim uslovima neophodno je izraditi dijagrame vue i bilans potrebne i raspoloive snage. Dijagram vue prestavlja zavisnost raspoloive obodne sile na toku i ukupnih otpora koji se javljaju pri kretanju vozila (otpor kotrljanja, otpor vazduha, otpor uspona).

gdje je:Fo,mj obodna sila na toku u odreenom stepenu prijenosa mjenjaa;Me(n) obrtni moment motora u funkciji broja okretaja motora;mj - stepen korisnosti transmisije u odreenom stepenu prenosa mjenjaa

Fo1Fo2Fo3Fo4Fo5Fo6

15.235,708.349,725.213,493.868,532.868,942.345,81

15.275,638.371,605.227,153.878,672.876,462.351,96

15.295,598.382,545.233,983.883,742.880,222.355,04

15.295,598.382,545.233,983.883,742.880,222.355,04

15.275,638.371,605.227,153.878,672.876,462.351,96

15.235,708.349,725.213,493.868,532.868,942.345,81

15.175,818.316,905.192,993.853,332.857,672.336,59

15.095,958.273,145.165,673.833,052.842,632.324,30

14.996,138.218,435.131,513.807,712.823,832.308,93

14.876,358.152,795.090,523.777,292.801,282.290,49

14.736,608.076,205.042,703.741,812.774,962.268,97

14.576,897.988,674.988,053.701,262.744,892.244,38

14.397,227.890,204.926,573.655,632.711,052.216,71

14.197,587.780,794.858,253.604,942.673,462.185,98

13.977,987.660,444.783,113.549,182.632,112.152,16

13.738,417.529,154.701,133.488,352.587,002.115,28

13.478,887.386,924.612,323.422,462.538,132.075,32

13.199,397.233,754.516,683.351,492.485,502.032,29

12.899,937.069,644.414,213.275,452.429,111.986,18

12.580,516.894,584.304,913.194,352.368,961.937,00

12.241,126.708,594.188,783.108,172.305,051.884,74

11.881,776.511,654.065,813.016,932.237,391.829,42

11.502,466.303,773.936,012.920,622.165,961.771,01

11.103,186.084,953.799,392.819,242.090,771.709,54

10.683,945.855,193.655,932.712,792.011,831.644,99

10.244,745.614,493.505,632.601,271.929,131.577,36

9.785,575.362,853.348,512.484,681.842,661.506,67

9.306,445.100,273.184,562.363,021.752,441.432,90

8.807,344.826,753.013,772.236,291.658,461.356,05

8.288,284.542,282.836,162.104,501.560,721.276,13

7.749,264.246,882.651,711.967,631.459,221.193,14

7.190,273.940,532.460,431.825,701.353,961.107,07

6.611,323.623,252.262,321.678,701.244,941.017,93

6.012,413.295,022.057,381.526,631.132,16925,72

5.393,532.955,851.845,601.369,481.015,62830,43

4.754,682.605,741.627,001.207,27895,33732,07

4.095,882.244,691.401,561.039,99771,27630,64

3.417,111.872,701.169,30867,65643,46526,13

2.718,371.489,77930,20690,23511,88418,54

1.999,681.095,90684,27507,74376,55307,89

1.261,01691,08431,50320,19237,45194,16

Slika br. 11: Dijagram raspoloive sile na toku

Slika br. 12: Dijagram potrebne i raspoloive sile na toku normalni dijagram vue

Sa slike 12. moe se vidjeti sposobnost vozila za savladavanje uspona odreenom brzinom. Na primjer, vozilo pri brzini od 170 km/h u estom stepenu prenosa moe savladati uspon od 5%. Takoe se moe ocijeniti maksimalna brzina koju vozilo moe da postigne na horizontalnom putu i iznosi oko 240 km/h u estom stepenu prenosa

Slino dijagramima raspoloive sile na toku moe se dobiti dijagram potrebne i raspoloive snage. Raspoloiva snaga na pogonskim tokovima moe se odrediti pomou izraza:

gdje je:

- snaga motora u funkciji broja obrtaja

Na osnovu vanjske brzinske karakteristike snage motora, a prema gornjem izrazu, odreuje se raspoloiva snaga na pogonskim tokovima, za pojedine stepene prenosa.

Slika br. 13: Dijagram raspoloive snage na toku

6. Dinamiki faktor vozila

Pri analizi dinamikih karakteristika, pri pravolinijskom kretanju javlja se problem, kada se meusobno porede vozila razliitih teina, sa potpuno razliitim karakteristikama pogonskog agregata u normalnom dijagramu vue. Za razmatranje pravolinijskog kretanja vozila esto se koristi tzv. dinamiki faktor koji predstavlja modifikaciju vune sile. Ovaj nain razmatranja uveden je na prijedlog udakova koji je uoio da su svi otpori kretanja vozila, izuzev otpora zraka, ovisni o masi ( teini) vozila, te da uvoenje dinamikog faktora analizu kretanja vozila moe uiniti transparentnijom. Dinamiki faktor se rauna po slijedeem izrazu

gdje je:Di dinamiki faktor vozila u odreenom stepenu prijenosaPoznavajui sve neophodne podatke za izraunavanje vrijednosti dinamikog faktora, dobiju se vrijednosti koje su prikazane u funkciji od brzine kretanja vozila.

Vrijednosti dinamikog faktora u zavisnosti od broja obrtaja:

D1D2D3D4D5D6

0,970,530,330,240,180,14

0,970,530,330,240,180,14

0,970,530,330,240,180,14

0,970,530,330,240,170,14

0,970,530,330,240,170,13

0,970,530,330,240,170,13

0,970,530,330,240,170,13

0,960,530,320,240,170,13

0,950,520,320,230,160,12

0,950,520,320,230,160,12

0,940,510,320,230,160,11

0,930,510,310,220,150,11

0,920,500,310,220,150,10

0,900,490,300,210,140,10

0,890,480,300,210,140,09

0,870,480,290,200,130,09

0,860,470,280,200,130,08

0,840,460,280,190,120,07

0,820,450,270,190,110,07

0,800,430,260,180,110,06

0,780,420,250,170,100,05

510152025303540

0,096920,183410,268420,351360,431630,508630,581660,65033

0,096930,183420,268430,351370,431640,508630,581670,65034

0,096940,183420,268440,351370,431640,508640,581670,65034

0,096940,183430,268440,351380,431650,508640,581680,65035

0,096950,183430,268450,351380,431650,508650,581680,65035

0,096950,183440,268450,351390,431660,508650,581680,65035

0,096960,183450,268460,351390,431660,508660,581690,65036

0,096960,183450,268460,351400,431670,508660,581690,65036

0,096970,183460,268470,351400,431670,508670,581700,65037

0,096970,183460,268470,351410,431680,508670,581700,65037

0,096980,183470,268480,351410,431680,508680,581710,65038

0,096990,183470,268480,351420,431690,508680,581710,65038

0,096990,183480,268490,351430,431690,508690,581720,65038

0,097000,183480,268500,351430,431700,508690,581720,65039

0,097000,183490,268500,351440,431700,508700,581730,65039

0,097010,183500,268510,351440,431710,508700,581730,65040

0,097020,183500,268510,351450,431710,508710,581740,65040

0,097020,183510,268520,351450,431720,508710,581740,65041

0,097030,183520,268520,351460,431720,508720,581750,65041

0,097030,183520,268530,351470,431730,508720,581750,65042

0,097040,183530,268540,351470,431740,508730,581760,65042

0,097050,183530,268540,351480,431740,508740,581760,65043

0,097050,183540,268550,351480,431750,508740,581770,65043

0,097060,183550,268560,351490,431750,508750,581770,65044

0,097070,183550,268560,351500,431760,508750,581780,65044

0,097070,183560,268570,351500,431770,508760,581790,65045

0,097080,183570,268580,351510,431770,508770,581790,65045

0,097090,183580,268580,351520,431780,508770,581800,65046

0,097100,183580,268590,351530,431790,508780,581800,65047

0,097100,183590,268600,351530,431790,508790,581810,65047

0,097110,183600,268610,351540,431800,508790,581820,65048

0,097120,183610,268620,351550,431810,508800,581820,65048

0,097130,183620,268620,351560,431820,508810,581830,65049

0,097140,183620,268630,351560,431820,508810,581840,65050

0,097150,183630,268640,351570,431830,508820,581840,65050

0,097160,183640,268650,351580,431840,508830,581850,65051

0,097170,183650,268660,351590,431850,508840,581860,65052

0,097170,183660,268670,351600,431860,508850,581870,65053

0,097180,183670,268680,351610,431870,508860,581880,65053

0,097190,183680,268690,351620,431880,508860,581880,65054

0,097210,183690,268700,351630,431890,508870,581890,65055

Da bi se mogla izvriti analiza dinamikih karakteristika vozila potrebno je na dijagram dinamikog faktora unijeti otpore kretanja vozila. Kako je otpor vazduha ve uraunat u dinamiki faktor, otpori kretanja vozila e biti predstavljeni samo otporom kotrljanja i otporom uspona, odnosno koeficijentom otpora puta ( otpori kotrljanja i otpori uspona podijeljeni sa teinom vozila), ije su vrijednosti u zavisnosti od ugla uspona i koeficijenta otpora kotrljanju za odreene brzine kretanja prikazane u tabeli.

= f*cos+sin

Na osnovu vrijednosti dinamikog faktora i koeficijenta otpora puta, moe se odrediti ubrzanje vozila u pojedinim stepenima prijenosa koritenjem izraza:

gdje je:ji ubrzanje vozila u odreenom stepenu prijenosa

- koeficijent uticaja rotirajuih masa motora i vozila u odreenom stepenu prijenosa mjenjaa

- ugao nagiba putaKoeficijent uticaja rotirajuih masa zavisi od konstrukcionih karakteristika motora i vozila i izraunava se prema izrazu:

gdje je:

- moment inercije rotacionih masa motora

- moment inercije rotacionih masa vozilaAko se poznaju momenti inercije rotacionih masa motora i vozila, mogu se koeficijenti uticaja rotacionih masa priblino odrediti pomou razliitih empirijskih izraza.Za vozilo koje se kree na horizontalnom putu, ubrzanje vozila iznosi:

j1j2j3j4j5j6

6,362494,330712,869232,144761,550851,22464

6,379074,341172,873992,144951,544441,21210

6,387194,345742,874582,141621,534721,19602

6,386874,344422,870982,134761,521651,17637

6,378094,337212,863202,124361,505221,15308

6,360874,324112,851242,110431,485391,12609

6,335204,305112,835102,092941,462131,09533

6,301084,280232,814762,071891,435421,06075

6,258524,249462,790232,047271,405221,02225

6,207504,212792,761512,019071,371490,97977

6,148044,170232,728581,987281,334180,93321

6,080134,121772,691461,951881,293270,88250

6,003774,067432,650131,912871,248710,82753

5,918964,007192,604591,870221,200450,76821

5,825713,941052,554841,823941,148450,70444

5,724003,869022,500881,774001,092650,63612

5,613853,791092,442691,720381,033010,56312

5,495253,707272,380281,663080,969470,48534

5,368203,617552,313631,602070,901970,40265

5,232703,521932,242761,537350,830460,31493

5,088753,420412,167641,468880,754890,22205

4,947433,360232,218831,645081,140580,80977

4,787313,250012,143781,585381,087180,75113

4,618773,133992,064751,522401,030490,68835

4,441803,012161,981721,456120,970430,62128

4,256402,884531,894711,386530,906940,54976

4,062582,751101,803691,313600,839940,47364

3,860332,611861,708661,237320,769370,39276

3,649662,466811,609631,157650,695140,30695

3,430552,315961,506571,074590,617170,21604

3,203032,159291,399490,988090,535380,11986

2,967071,996821,288370,898150,449700,01824

2,722691,828541,173220,804740,36003- 0,08903

2,469891,654451,054020,707830,26630- 0,20211

2,208651,474540,930760,607390,16840- 0,32121

1,938991,288820,803450,503400,06625- 0,44652

1,660911,097290,672070,39584- 0,04024- 0,57824

1,374390,899940,536600,28467- 0,15118- 0,71658

1,079450,696770,397060,16986- 0,26665- 0,86175

0,776090,487790,253420,05140- 0,38676- 1,01397

0,464290,272980,10568- 0,07075- 0,51161- 1,17345

7. DINAMIKE PERFORMANSE VOZILA

7.1. Vrijeme ubrzavanja vozila

Vrijeme ubrzanja vozila do dostizanja odreene brzine, izraunava se koristei slijedei izraz:

odakle slijedi:

Integriranjem dobije se izraz za izraunavanje vremena potrebnog za ubrzanje vozila od brzine do brzine vn.

Kada je poznata analitika zavisnost ubrzanja vozila u funkciji od brzine vozila j=j(v), odreuje se vrijeme potrebno za ubrzanje vozila od brzine v0 do brzine vn. Meutim, vrlo esto analitika zavisnost ubrzanja u funkciji brzine vozila nije poznata. U tom sluaju vrijeme potrebno za ubrzanje vozila moe se odrediti numerikim putem, dijelei krivu ubrzanja vozila na konaan broj vremenskih intervala t. U tom sluaju se vrijeme potrebno za ubrzanje vozila odreuje pomou izraza:

gdje je:

- prirataj brzine u intervalu t

- srednje ubrzanje u intervalu t

Koritenjem predhodnih izraza mogue je kreirati tabelu koja sadri vrijednosti t (vrijeme ubrzanja vozila) u ovisnosti od v (brzina do koje se vri ubrzanje vozila).

Vrijeme ubrzanja vozila od 0 do 100 km/h

7.2. Put potreban za dostizanje odreene brzine

Put potreban za dostizanje odreene brzine se odreuje polazei od sljedece relacije:

odakle slijedi:

te nakon integriranja slijedi relacija za izraunavanje puta potrebnog za dostizanje odreene brzine:

U sluaju da analitika zavisnost ubrzanja u funkciji brzine vozila nije poznata, preeni put prilikom ubrzanja vozila moe se takoer odrediti numerikim putem, dijelei krivu ubrzanja vozila na konaan broj vremenskih intervala t. U tom sluaju preeni put prilikom ubrzanja vozila se odreuje pomou izraza:

gdje je:

- prirataj vremena t

- srednja brzina u intervalu t

Slika 9. Put ubrzanja vozila od 0 do 100 km/h

Koristei izraz za odreivanje vremena ubrzanja vozila, moe se odrediti i vrijeme potrebno za ubrzanje vozila od 60 do 100 km/h, te od 80 do 120 km/h u etvrtom i petom stepenu prijenosa. Na slijedeim slikama dat je prikaz ubrzanja vozila u odreenim stepenima prijenosa za dati dijapazon brzina.

Slika 21. Dijagram ubrzanja vozila od 60-100 km/h u etvrtom, petom i estom stepenu prenosa

Slika 22. Dijagram ubrzanja vozila od 80 do 120 km/h u etvrtom, petom i estom stepenu prenosa

8. PUT I VRIJEME KOENJA

Da bi se ocijenile koione performanse vozila, potrebno je poznavati put i vrijeme koenja vozilom, za razliite uslove puta ( suh i mokar kolovoz), uz potpuno iskoritenje raspoloivog prijanjanja. Pri ovoj analizi posmatra se sluaj koenja vozilom na horizontalnom putu, pa jednaina ravnotee sila u pravcu kretanja vozila glasi:

(1)gdje je:

Fk ukupna koiona sila

Pri koenju se brzina vozila neprekidno smanjuje, tako da se otpor vazduha moe zanemariti. Intenzitet ostvarenih koionih sila je vei od sila otpora kotrljanja, pa se i otpor kotrljanja Rf moe zanemariti. Na osnovu navedenog jednaina kretanja vozila tokom procesa koenja dobiva oblik:

(2)

U sluaju koenja sa maksimalnim mogunostima koionog sistema, uz pretpostavku da se koenje vri sa iskljuenom spojnicom (), te uz potpuno iskoritenje raspoloivog prijanjanja,maksimalno usporenje vozila je:

jmax = g (3)

Minimalni put koenja, pri koenju do potpunog zaustavljanja (vk = 0), je odreeno relacijom:

(4)

Izraz (4) predstavlja teoretski put koenja vozila. Teoretski put koenja, ne zavisi od teine i pogonskih karakteristika vozila, nego samo od poetne brzine vozila i uslova prijanjanja. Uzimajui u obzir dva razliita stanja kolovoza (suh kolovoz 1 = 0,95 i mokar kolovoz 2 = 0,5) teoretski put koenja, u zavisnosti od poetne brzine vozila prikazan je na slici.

Slika 12. Dijagram teoretskog puta koenja pri maksimalnom usporenju vozila

Sa slike se vidi da sa porastom brzine raste i zaustavni put koenja S. Ukoliko se radi o suhom kolovozu tada je put S znatno manju u odnosu na put koenja pri mokrom kolovozu. Uzimajui u obzir izraz (4) vidi se da zaustavni put, ne zavisi od teine vozila. Sila koenja je proizvod teine vozila i usporenja vozila. Ako poveamo teinu vozila, usporenje se smanjuje, jer je vrijednost koione sile ograniena i zavisi od sistema koenja. Na osnovu ovoga se moe zakljuiti da e vozila vee mase imati vei zaustavni put, jer ne mogu ostvariti veu vrijednost usporenja.

Na osnovu izraza za maksimalno usporenje, vidi se da je usporenje proizvod gravitacionog ubrzanja i koeficijenta prijanjanja. To znai da koenje vozila zavisi od vrijednosti koeficijenta prijanjanja, ija je vrijednost manja pri mokrom kolovozu.Pri koenju do potpunog zaustavljanja (vk = 0), vrijeme koenja je odreeno relacijom:

Slika 13. Dijagram vremena koenja pri maksimalnom usporenju vozila

Na osnovu prikazanih dijagrama, mogu se odrediti preeni put i vrijeme koenja vozila maksimalnim usporenjem, u zavisnosti od poetne brzine kretanja vozila. Ako se dobiveni rezultati uporede sa stvarnim rezultatima dobiveni testiranjem vozila vidimo da u ovom sluaju nema velikih odstupanja.

Bitan parametar za ocjenu sigurnosti vozila je stabilnost vozila pri koenju. Najsigurniji nain za osiguranje stabilnosti vozila pri koenju je sprjeavanje blokiranja tokova. Da bi se to ostvarilo potrebno je osigurati da koione sile odnosno koioni momenti budu uvijek budu u skladu sa uslovima prijanjanja.

9. BRZINE PREVRTANJA I ZANOENJA VOZILA

9.1. Granina brzina zanoenja vozila

Prilikom krivolinijske vonje, usljed djelovanja centrifugalne sile, pojavljuje se mogunost bonog zanoenja, odnosno bonog prevrtanja vozila. Do zanoenja vozila dolazi kada su bone reakcije tla manje od komponenti centrifugalne sile koja je paralelna sa putem. Ova mogunot naroito je izraena pri vonji po putu sa niskim vrijednostima koeficijenta prijanjanja. Do prevrtanja vozila dolazi kada uslijed momenta kojim djeluje centrifugalna sila, zaostaje optereenje unutranje para tokova.Granina brzina zanoenja vozila odreena je izrazom:

gdje je:

R radijus krivine puta - popreni nagib puta - koeficijent prijanjanja ( suh kolovoz 1 = 0,95 , mokar kolovoz 2 = 0,5 ; zaleen kolovoz 2 = 0,2)

9.2. Granina brzina prevrtanja vozila

Granina brzina prevrtanja vozila odreena je izrazom:

gdje je:B ekvivalentna vrijednost traga tokovaht visina teita vozila ( za testirano vozilo: ht = 0,52 m)Ekvivalentna vrijednost traga tokova B se rauna kao srednja vrijednost tragova tokova na pojedinim tokovima. Za razmatrano vozilo vrijedi:

B1 trag prednji tokovaB2 trag zadnjih tokova

U naem sluaju kod vozila Audi A6 (C7) :B1 = 1627 mmB2 = 1618 mm

Slijedi da je preko gore navedene formule B = 1622,5 mm

Na sljedeim tabelama prikazani su dijagrami zanoenja i prevrtanja vozila u zavisnosti od radijusa krivine puta, za razliita stanja puta i za uglove poprenog nagiba puta =0 i =5.

Slika 25. Brzina zanoenja i prevrtanja vozila od radijusa krivine puta, za put bez bonog nagiba i za razliita stanja vozila

Slika 26. Brizna zanoenja i prevrtanja vozila u zavisnosti od radijusa krivine puta, za put sa bonim nagibom od 50 i za razliita stanja kolovoza

Bitni faktori u pogledu stabilnosti vozila pri krivoliniskoj vonji su visina teita vozila (koja se mjenja s optereenjem), trag tokova, te raspoloivo prijanjanje. Na stabilnost vozila u velkoj mjeri utie i popreni nagib puta. S poveanjem poprenog nagiba puta smanjuje se mogunost da se desi zanoenje, odnosno prevrtanje vozila.Pri zanoenju vozila najznaajniju ulogu ima stanje puta (rasploivo prijanjanje). NA stabilnost vozila sa stanovita prevrtanja bitno utiu visina teita vozila i trag tokova stabilnost vozila se poveava sa smanjivanjem visine teita i poveanjem traga tokova.Da bi se osiguralo da pri svim uslovima kretanja zanoenja vozila nastupi prije njegovog prevrtanja potrebno je da granina brzina zanoenja vozila bude manja od granine brzine prevrtanja. To e biti ispunjeno ako je :

Za razmatrano vozilo i normalne eksploatacione uslove, gornja nejednakost je uvjek ispunjena. To se, takoe, jasno uoava sa slike 25. i 26.

ZAKLJUAK

Cilj ovog projektnog zadatka bio je da se ispitaju dinamike karakteristike vozila Citroen C5. Analizirajui neke osnovne teoretske parametre moe se zakljuiti da ovo vozilo prua visoke dinamike performanse koje se u velikoj mjeri podudaraju sa nominalnim podacima pruenim od strane proizvoaa. Moe se rei da ovo vozilo prua jako dobre performanse u svojoj u konkurenciji svoje klase vozila. Od svih do sada obraenih karakteristika vozila jedne od najbitnijih su sigurno one karakteristike koje su skladno povezane sa stabilnou vozila odnosno sigurnosti. Svakiproizvoa prije same proizvodnje je duan procijeniti proraune dinamikih karakteristika, a samim time i nakon proizvodnje prototipa duan je izvriti dodatne proraune ovih karakteristika kao i svakog proizvedenog serijskog vozila. Ukoliko proizvoa eli da postigne sto bolji odnos sa sadanjim i buduim kupcima u smislu dvosmjerne komunikacije duan je da putem instrumenata tehnologijskog marketinga a posebno promocijom dostavi dobijene podatke kupcu kako bi se kupac sto bolje informisao o vozilo koje namjerava da kupi

44