raČunalniŠke simulacije dinamike voŽnje, stabilnost...

27
© UL-FS, Katedra za modeliranje v tehniki in medicini I Miha Ambrož, Gašper Šušteršič, Samo Zupan, Ivan Prebil RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE STABILNOST VOZILA PRI VOŽNJI V OVINEK GRADIVO ZA SPREMLJANJE LABORATORIJSKIH VAJ PRI PREDMETU MOBILNI STROJI IN VOZILA (254) za študente 3. letnika VSŠ na Fakulteti za strojništvo Ljubljana, 2010

Upload: others

Post on 13-Jan-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini I

Miha Ambrož Gašper Šušteršič Samo Zupan Ivan Prebil

RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE

STABILNOST VOZILA PRI VOŽNJI V OVINEK

GRADIVO ZA SPREMLJANJE LABORATORIJSKIH VAJ PRI PREDMETU

MOBILNI STROJI IN VOZILA (254) za študente 3 letnika VSŠ na Fakulteti za strojništvo

Ljubljana 2010

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini i

KAZALO

1 UVOD 1

2 PROSOJNICE 1

RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE 2 STABILNOST VOZILA PRI VOŽNJI V OVINEK 12

3 VIRI 25

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 1

1 Uvod

Dokument vsebuje prosojnice laboratorijskih vaj pri predmetu Mobilni stroji in vozil (254) v 3 letniku študija VSŠ na Fakulteti za strojništvo UL Kratko so predstavljena orodja za računalniške simulacije dinamike vožnje in definirane naloge ki jih morajo študentje rešiti z njihovo pomočjo V drugem delu so kratko predstavljene teoretične osnove določanja stabilnosti vozila pri vožnji v ovinek in podana definicija naloge ki jo morajo študentje rešiti in oddati v obliki poročila

Pedagoška gradiva so objavljnea na spletnih straneh in zaščitena z geslom ki ga študenti izvejo na predavanjih in vajah

2 Prosojnice Sledijo prosojnice laboratorijskih vaj

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaRačunalniške simulacije dinamike vožnje

gradivo za vaje

Miha Ambrož

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Za simulacijo dinamike vožnje kolesnega vozila po

terenu potrebujemo

bull model dinamike vožnje

bull model pogona vozila

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model kontaktnih razmer med terenom in deli vozila

bull model aerodinamičnih sil

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 2

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Mehanski model dinamike vožnje na osnovi sistema

togih teles z DOF = 6 + 6 Nosi prostostnimi stopnjami

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model pogona vozila z vključenimi vsemi elementi

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 3

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 2: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini i

KAZALO

1 UVOD 1

2 PROSOJNICE 1

RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE 2 STABILNOST VOZILA PRI VOŽNJI V OVINEK 12

3 VIRI 25

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 1

1 Uvod

Dokument vsebuje prosojnice laboratorijskih vaj pri predmetu Mobilni stroji in vozil (254) v 3 letniku študija VSŠ na Fakulteti za strojništvo UL Kratko so predstavljena orodja za računalniške simulacije dinamike vožnje in definirane naloge ki jih morajo študentje rešiti z njihovo pomočjo V drugem delu so kratko predstavljene teoretične osnove določanja stabilnosti vozila pri vožnji v ovinek in podana definicija naloge ki jo morajo študentje rešiti in oddati v obliki poročila

Pedagoška gradiva so objavljnea na spletnih straneh in zaščitena z geslom ki ga študenti izvejo na predavanjih in vajah

2 Prosojnice Sledijo prosojnice laboratorijskih vaj

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaRačunalniške simulacije dinamike vožnje

gradivo za vaje

Miha Ambrož

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Za simulacijo dinamike vožnje kolesnega vozila po

terenu potrebujemo

bull model dinamike vožnje

bull model pogona vozila

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model kontaktnih razmer med terenom in deli vozila

bull model aerodinamičnih sil

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 2

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Mehanski model dinamike vožnje na osnovi sistema

togih teles z DOF = 6 + 6 Nosi prostostnimi stopnjami

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model pogona vozila z vključenimi vsemi elementi

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 3

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 3: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 1

1 Uvod

Dokument vsebuje prosojnice laboratorijskih vaj pri predmetu Mobilni stroji in vozil (254) v 3 letniku študija VSŠ na Fakulteti za strojništvo UL Kratko so predstavljena orodja za računalniške simulacije dinamike vožnje in definirane naloge ki jih morajo študentje rešiti z njihovo pomočjo V drugem delu so kratko predstavljene teoretične osnove določanja stabilnosti vozila pri vožnji v ovinek in podana definicija naloge ki jo morajo študentje rešiti in oddati v obliki poročila

Pedagoška gradiva so objavljnea na spletnih straneh in zaščitena z geslom ki ga študenti izvejo na predavanjih in vajah

2 Prosojnice Sledijo prosojnice laboratorijskih vaj

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaRačunalniške simulacije dinamike vožnje

gradivo za vaje

Miha Ambrož

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Za simulacijo dinamike vožnje kolesnega vozila po

terenu potrebujemo

bull model dinamike vožnje

bull model pogona vozila

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model kontaktnih razmer med terenom in deli vozila

bull model aerodinamičnih sil

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 2

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Mehanski model dinamike vožnje na osnovi sistema

togih teles z DOF = 6 + 6 Nosi prostostnimi stopnjami

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model pogona vozila z vključenimi vsemi elementi

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 3

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 4: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaRačunalniške simulacije dinamike vožnje

gradivo za vaje

Miha Ambrož

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Za simulacijo dinamike vožnje kolesnega vozila po

terenu potrebujemo

bull model dinamike vožnje

bull model pogona vozila

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model kontaktnih razmer med terenom in deli vozila

bull model aerodinamičnih sil

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 2

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Mehanski model dinamike vožnje na osnovi sistema

togih teles z DOF = 6 + 6 Nosi prostostnimi stopnjami

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model pogona vozila z vključenimi vsemi elementi

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 3

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 5: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Mehanski model dinamike vožnje na osnovi sistema

togih teles z DOF = 6 + 6 Nosi prostostnimi stopnjami

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model pogona vozila z vključenimi vsemi elementi

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 3

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 6: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model zavornega sistema

bull brez protiblokirnega sistema

bull protiblokirni sistem

maxBZPB FuF sdot=

micro

s0 1

interval največjegakoef vprijemanja

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model krmiljenja z upoštevanjem geometrijskih

značilnosti obešenja koles in krmilnega mehanizma

n

εγ

δ

x

ψ ψ

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 4

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 7: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model kontaktnih razmer na stiku ploskve terena in

pnevmatik vozila

micro

s0 1

1blokiranokolo

suh asfalt

moker asfaltmakadam

d x

x

r vs

v

ω sdot minus=

-Fz My et

α α α0 0 0

v

vv

x

z

Fz

My

v

α

et

v vzdolžni smeri v prečni smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Sistem za simulacijo vožnje kolesnih vozil

Model aerodinamičnih sil zaradi gibanja vozila po

viskoznem mediju

xx

xx CA

vF sdotsdotsdot=

2

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 5

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 8: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Programska aplikacija i3Drive

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Programska aplikacija i3Drive

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 6

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 9: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

00 04 08 12 16 20 24 28-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[m

s2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z izklopljenim ABS

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Eksperimentalna verifikacija rezultatov

Zavorni preizkusi z merilnim vozilom

zaviranje s 60 kmh do ustavitve z vklopljenim ABS

00 04 08 12 16 20 24 28

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

a x[ms

2 ]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

00 04 08 12 16 20 24 280

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

s [m

]

t [s]

meritev i3Drive CARAT PC-Crash

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 7

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 10: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Primer 1

Preverite ali zmore vozilo premagati 40 vzpon pri

koeficientu vprijemanja 08 in koeficientu kotalnega

upora 001

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Primer 1

fhl

hfl

t

t minussdot+sdot+sdot=

micromicroα 2tan

Glede na sojemanje

za sprednji pogon

Premagovanje vzponov glede na sojemanje

0

10

20

30

40

50

60

00 02 04 06 08 10 12

mi []

alfa

[]

gmr

iiM

vozd

tkgi

sdotsdotsdotsdotsdot

α maxsin

Glede na največji

moment

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 8

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 11: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Primer 2

Preverite ali lahko vozilo vozi po notranji strani valja s

premerom 8 m Kakšna mora biti hitrost

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Primer 2

β=90deg

bull kaj omogoča vožnjo po steni

bull prevračanje

bull zdrs po steni

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 12: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Primer 3

Preverite razliko med obnašanjem vozila in

dolžino poti ustavljanja pri zaviranju z vključenim

in izključenim protiblokirnim sistemom

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini18

Programska oprema za analize prometnih nezgod

CARAT=

Computer Aided Reconstruction of Accidents in Traffic

bull model dinamike vožnje (2D)

bull model pogona vozila (motor transmisija)

bull model zavornega sistema

bull model krmiljenja

bull model trka med vozili

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 10

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 13: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini19

Naloga 1

Simulirajte vožnjo vozila po vnaprej določeni trajektoriji

Vnesite časovni potek zaviranja in dodajanja plina

bull kinetična faza

bull sledenje smeri

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini20

Naloga 2

Preverite kako na vožnjo vozila v ovinku vpliva

sprememba tornega koeficienta na delu vozišča

bull definicija objekta

bull površina plašča

bull torni koeficient 01 (led)

Preizkusite še zaviranje kadar so leva in desna

kolesa vozila na različnih podlagah

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 11

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 14: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini21

Naloga 3

Simulirajte speljevanje z mesta s tremi vozili z enakim

motorjem in različim načinom pogona

bull definiranje vozila

bull motor 75 kW privzete nastavitve vozila

bull časovni potek dodajanja plina (2 s do polnega plina)

Kako na gibanje vozil vpliva njihova obremenitev

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini22

Naloga 4

Simulirajte trk dveh vozil in ugotovite njuni obremenitvi

bull trk naprej

bull z zdrsombrez zdrsa

bull podajanje parametrov

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 12

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 15: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za Strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini

Mobilni stroji in vozilaStabilnost vozila pri vožnji v ovinek

gradivo za vaje

Miha Ambrož Gašper Šušteršič

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini2

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull šasija s štirikolesnim pogonom

bull razporeditev mase spredajzadaj 5050

bull električni motor

bull RV naprava z možnostjo digitalnega nastavljanja parametrov (plin zasuk krmilnega mehanizma)

bull zamenljive pnevmatike (penaste z dobrim oprijemom ovite s PVC trakom s slabim oprijemom)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 13

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 16: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini3

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini4

Preverjanje stabilnosti vozila pri vožnji v ovinku

Vozilo v merilu 110bull preskus s konstantnim radijem

bull preskus s konstantno hitrostjo

bull preskus s konstantnim krmilnim kotom

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 14

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 17: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini5

Preskus s konstantnim radijem

bull Radij ovinka je konstantenbull Hitrost vožnje se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient krivulje je koeficient podkrmiljenja Kus

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini6

Preskus s konstantnim radijem

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 15

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 18: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini7

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Hitrost vozila je konstantnabull Radij ovinka se spreminjabull Beležimo krmilni kot v odvisnosti od bočnega

pospeška aybull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini8

Preskus s konstantno hitrostjo

bull Kritična hitrost pri

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 19: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini9

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Krmilni kot je konstantenbull Hitrost se spreminjabull Beležimo ukrivljenost poti 1R v odvisnosti od

bočnega pospeška abbull Gradient (naklon) krivulje te odvisnosti je

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini10

Preskus s konstantnim krmilnim kotom

bull Kus gt 0 rarr podkrmiljenjebull Kus lt 0 rarr prekrmiljenje

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 20: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini11

Eksperiment

bull Preskus s konstantnim krmilnim kotomndash vozimo po krogu povečujemo plinndash merimo bočni pospešek in ocenimo radij

bull Zajemanje podatkovndash čas (štoparica)ndash plin (sporoča voznik zapisujemo vrednost in čas)ndash pospešek (pospeškomer GCDC X2-6)ndash videoposnetek (kamera)

bull Variiranje parametrovndash vprijemanje pnevmatik (gumijaste ali ovite s trakom)

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini12

Obdelava rezultatov

bull Izdelava grafa bočnega pospeška ab=radicax2+ay

2

bull Ocena bočnih pospeškov za posamezne položaje plina

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 21: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini13

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini14

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 22: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini15

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini16

Obdelava rezultatov

bull Ocena ukrivljenosti trajektorij vozila pri posameznih položajih plina iz videoposnetka

PrimerD = 4 ploščice

D = 4 369 mm =

= 1476 m

R = D2 = 0738 m

dArrdArrdArrdArr

1R = 1355 m-1D

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 23: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo

Katedra za modeliranje v tehniki in medicini17

Obdelava rezultatov

bull Izdelava krivulje odvisnosti 1R(ab)bull Določitev Kus za posamezne položaje plina

P1

P2P3

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

L medosna razdalja vozila (izmeriti na vaji)

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 24: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek

Definicija naloge

Na modelu vozila v merilu 110 z električnim pogonom ugotovite njegovo stabilnost pri vožnji v ovinek s pomočjo preizkusa na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom δf

1 Opišite uporabljeno opremo in potek preizkušanja

2 Narišite krivuljo odvisnosti ukrivljenosti trajektorije 1R od bočnega pospeška vozila ab in določite koeficiente podkrmiljenja Kus za dano konfiguracijo vozila pri različnih hitrostih vožnje oziroma položajih plina

3 Ugotovite in opišite spremembo v obnašanju vozila pri zamenjavi zadnjih pnevmatik

4 Izračune in ugotovitve predstavite v obliki tehničnega poročila v predpisani obliki Svoje komentarje navedite v sklepu

Napotki za izdelavo naloge

Izvedba preizkusa

Preizkus na način zavijanja s konstantnim krmilnim kotom bomo izvedli pri različnih položajih plina ki je stopenjsko nastavljiv na oddajniku RV naprave

Med preizkusom neposredno zajemajte naslednje podatke

1 časovni potek pospeškov v bližini težišča vozila v treh koordinantnih smereh koordinatnega sistema vozila s prenosnim pospeškomerom GCDC X6-2 (slika 1 levo)

2 videoposnetek vozila z videokamero visoke ločljivosti GoPro HERO HD (slika 1 desno)

3 čas z ročno štoparico

Med preizkusom ročno na merilni list beležite tudi naslednje podatke

1 položaj plina v odvisnosti od časa (sporoča voznik)

2 lastna opažanja o gibanju vozila v odvisnosti od časa (spremembe radija zdrsi itd)

Slika 1 pospeškomer GCDC X6-2 in kamera GoPro HERO HD

Obdelava rezultatov

Po preizkusu iz datoteke z izmerjenimi pospeški narišite graf časovnega poteka pospeškov v vseh treh smereh korrdinatnega sistem vozila

Izračunajte in na graf narišite še časovni potek bočnega pospeška vozila ab ki je

22

yxb aaa +=

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 25: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23

Iz grafa ocenite bočne pospeške (ab) za vsakega od položajev plina (na sliki 2 so označeni s P0 do P8) Pri določanju časovnih mej intervalov si pomagajte z zabeleženimi časi z merilnega lista

50 100 150 200 250

-12

-09

-06

-03

00

03

06

P1

a [g

]

t [s]

ax

ay

az

abP0

P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Slika 2 primer izmerjenega časovnega poteka pospeškov vozila

Iz videoposnetka ocenite polmere trajektorij vozila ko se le-to pri posameznih položajih plina ustali na konstantnem polmeru Pri oceni si pomagajte z mrežo talnih ploščic Pri tem upoštevajte da so le-te kvadrati s stranico 369 mm (ocena naj bo natančna na 14 dolžine stranice ploščice) Polmere zapišite v metrih

Točke s koordinatami (ab 1R) za posamezne položaje plina narišite na graf in jih povežite s krivuljo 1R(ab) Za posamezne položaje plina ugotovite koeficiente podkrmiljenja Kus ki so določeni kot prikazuje slika 3 Pri določanju odvodov lahko uporabite tudi grafično metodo z določanjem kota tangente na krivuljo

L

K

gad

Rd us

b

minus=)(

)1(

Slika 3 primer oblike krivulje 1R(ab) in definicija koeficienta podkrmiljenja

Poročilo oddajte na zadnji vaji (skupina LJ 30 5 2011 skupina NM 31 5 2011) Pripravil Miha Ambrož 2352011

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 26: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24

Stabilnost vozila pri vožnji v ovinek - merilni lis t

Datum in čas meritve Skupina LJ NM

položaj plina vrednost čas začetka čas konca opomba

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

Nastavitev krmilnega kota δf na RV napravi Medosna razdalja vozila L = mm Opombe

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003

Page 27: RAČUNALNIŠKE SIMULACIJE DINAMIKE VOŽNJE, STABILNOST …kmtm.fs.uni-lj.si/slo/izobrazevanje/msv-objave/v/Lvaje... · 2011-11-10 · drugem delu so kratko predstavljene teoretične

UL-FS-VSŠ MOBILNI STROJI IN VOZILA (254)

copy UL-FS Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25

3 Viri [1] Thomas D Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics SAE Warrendale ZDA 1996 [2] J Y Wong Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons Hoboken ZDA 2008 [3] K-H Dietsche M Klingebiel (editors) Automotive Handbook 7th Edition Robert Bosch

GmbH Plochingen Nemčija 2007 [4] Bojan Kraut Strojniški priročnik Tehniška Založba Ljubljana 2003