213

21. SISTEM ZA UPRAVLJANJE VOZILOM

Sistem za upravljanje ima zadatak da mijenja i odr �ava pravac kretanja vozila, te osigurava neophodan manevar vozila. U op �tem slu aju sistem za upravljanje se sastoji od sklopova datih na slici 303.

Fv

UTF1

hv

SM

h1

Fum F3 F

PM IO

h2 h3 u.v

UT � upravlja ki to ak,UM � upravlja ki mehanizam (MM - mehani ki mehanizam, SM - servo mehanizam),PM � prenosni mehanizam,IO � izvr �ni organ (to kovi, gusjenice),Fv � sila na upravlja kom to ku (hv � odgovaraju i pomak upravlja kog to ka),F - sila na to ku vozila ( u.v � ugao zakretanja vozila).

Sl. 303 Strukturna �ema upravlja kog mehanizma

Savremeni mehanizmi za upravljanje moraju ispuniti slijede e zahtjeve:

a) Obezbijediti stabilno kretanje vozila prilikom vo �nje u pravcu. To ak upravlja a u polo �aju pravolinijskog kretanja treba da ima minimalan slobodan hod.

b) Obezbijediti malu silu na to ku upravlja a (Fv): kod putni kih vozila 4-7 daN, a kod teretnih vozila i autobusa 15-20 daN, a kod teretnih vozila ve ih nosivosti i do 30-40 daN.

c) Kinematika mehanizma za upravljanje mora biti takva da prilikom kretanja u krivini osigura kotrljanje svih upravlja kih to kova vozila bez klizanja kako bi se sprije ilo brzo tro �enje pneumatike.

d) Spontano vra anje upravlja kih to kova po izlasku iz krivolinijskog u polo �aj pravolinijskog kretanja pod dejstvom stabiliziraju eg momenta.

e) Mehanizam mora ubla �iti udare izazvane neravninama puta, tako da se na to ak upravlja a

prenesu samo neznatne sile koje ne e zamarati voza a i time smanjiti sigurnost kretanja vozila.

Podjela sistema upravljanja mo �e se izvr �iti na slijede e na ine:

a) Klasifikacija po karakteru upravljanja:

- upravljanje to kovima, - upravljanje osovinama, - kombinovano upravljanje, - bo no zano �enje, gusjeni na vozila.

b) Prema polo �aju voza kog mjesta:

- upravljanje sa lijeve strane vozila, - upravljanje sa desne strane vozila.

c) Klasifikacija prema karakteru funkcionisanja:

- mehani ki mehanizmi, - servo-mehani ki mehanizam.

Ako se podje od upro �tenja da se upravljanje motornog vozila vr �i se krutim to kovima, onda se mo �e re i da e biti zadovoljen osnovni kinematski kriterij, da se ose obrtanja to kova sijeku u jednoj to ki, kako se to vidi na slici 304. Ovdje je dato nekoliko karakteristi nih izvedbi motornih vozila,

214

a) b)

c) d)

Sl. 304 Upravljanje vozilom sa krutim to kovima

koja zadovoljavaju osnovni kinematski kriterij (presjek ose obrtanja je u jednoj ta ki). Pri ovom uslovu ne e do i do proklizavanja nijednog to ka. Naravno mehanizam upravljanja, koji obezbje uje ove uslove, je dosta slo �eniji. Za prostije (jednostavne) mehanizme upravljanja ne ostavruje se osnovni kinematski kriterij obrtanja oko jednog pola odnosno ose obrtanja to kova se ne sjeku u jednoj ta ki, �to se vidi na slici 305.

Sl. 305 Kinematika zaokretanja sa jednakim uglovima zakretanja

215

Ovdje su prisutna dva centra okretanja (Os i Ou � sl. 305). Sa ovim rje �enjem bi se moralo pojaviti i proklizavanje jednog od to kova, ime se naru �ava i zadano vo enje vozila u krivini, tj. naru �ava mu se stabilnost, uz pove ano tro �enje pneumatika.Kod drumskih prevoznih sredstava naj e � e se upotrebljava princip upravljanja zakretanjem to

kova samo jednog obi no prednjeg mosta (sl. 306). Zakretanje to kova svih mostova primjenjuje se rijetko obi no na specijalnim vozilima (grejderi, prikolice velikih du �ina, zglobni autobusi itd.). Ove konstrukcije znatno smanjuju prostor potreban za okretanje vozila.

Sl. 306 Kinematska �ema okretanja vozila sa jednim upravlja kim mostom

Zakretanjem upravlja kih to kova za neki ugao (sl. 306) vozilo se po ne kretati oko nekog trenutnog pola O. Pol je presjeci �te produ �etka osa svih to kova. Iz slike se jasno vidi da je pri tome potrebnozakrenuti upravlja ke to kove za razli it ugao (to ak bli �i polu za ne �to ve i ugao , a to ak dalje od pola za ne �to manji ugao ). Uglovi se defini �u kao:

ctg O D ; ctg O C (200)L L

odakle je,

Bctg ctg O D O C (201)

L L

Jedna ine (200) i (201) prestavljaju uslov upravljivosti kod me usobnog razmaka mostova L i razmaka okretnih ta aka to kova upravlja kog mosta B. Ako je uslov iz gornje jedna ine ispunjen za bilo koji polo �aj upravljaju ih to kova onda e se oni kretati kroz krivinu bez klizanja. Ispuniti uvjet za dobru upravljivost vozila mogu e je pravilnim izborom du �ina i uglova poluga mehanizma za upravljanje, tj. trapezom upravlja kih poluga.Ako se okretna ta ka vanjskog upravljaju eg to ka nalazi na rstojanju R od pola O mo �e se postaviti odnos:

L Rsin

216

odnosno,

R L (202)sin

iz koga slijedi da radijus okretanja mo �e biti smanjen smanjivanjem razmaka izme u mostora (L) ipove anjem uglova za koji se zakre u upravljaju i to kovi ( ).Mehanizam upravljanja savremenih motornih vozila bazira na principu trapeznog rasporeda prenosnih poluga.

Formiranje sistema za upravljanje ide paralelno sa sistemom elasti nog oslanjanja motornog vozila. Ova zavisnost je neminovna jer se kinematika upravlja kog mehanizma prenosi sa ovje�ene mase karoserije na neovje �enu masu to kova. Ovo se posebno odnosi na prenosni mehanizam uklju uju i i trapez upravljanja. Izgled trapeza upravljanja vidi se na slici 307.

Sl. 307 Trapez upravljanja

Kod mehanizama sa zavisnim sistemom elasti nog oslanjanja, prednja kruta osovina predstavlja jednu od komponenata trapeza sa stranicom Bo. U odnosu na osovinu upravljanja, trapez mo �e biti formiran ispred ili iza osovine u zavisnosti od koncepcije vozila i raspolo �ivog prostora. Imaju i u vidu prednosti i nedostatke jedne i druge kombinacije preporu uje se kompozicija trapeza iza osovine kako je to pokazano na slici 308. Na ovaj na in smanjena je du �ina upravlja ke spone �b� i na taj na in pove ana

Sl. 308 Trapez upravljanja iza (i ispred) osovine

217

njena krutost protiv izvijanja. Postavljanjem trapeza upravljanja iza upravlja ke osovine ostvarena je njegova za �tita protiv mehani kih o �te enja u toku eksploatacije. Ukoliko se ima u kombinaciji sistema sa nezavisnim oslanjanjm upravlja kih to kova, onda se mora ra unati sa zami �ljenom osom trapeza (Bo) koja spaja ta ke A i B (sl. 308) osovinice rukavaca oko kojih se okre u to kovi.Imaju i gornje u vidu, mo �e se konstatovati da je glavni zadatak definisati ugao polo �aja bo ne poluge trapeza ( o).

Za motorno vozilo iji odnos osovinskog rastojanja i trapa upravlja kih to kova prelazi vrijednosti L/Bo

= 2 2,5 za definisanje ugla o koristi se grafi ki metod dat na sl. 309 a). Statisti ki podaci za

Sl. 309 Grafi ke metode za odre ivanje ugla trapeza

du �ine bo ne poluge (d) vezani su za du �inu vozila (L) ili prednje osnovine (Bo) i iznose:

d 0,3 0,2 Bo (203)

d 0,08 0,16 L (204)

Za motorna vozila ve e du �ine od naprijed definisanog odnosa, mo �e se pri i odre ivanju ugla trapeza o prema jednom od postupaka prikazanim na slici 309 b) i c). Sa slike 309 jasno se vidi na in definisanja ugla trapeza o.

Sistem za upravljanje sa osnovnim elementima prikazan je na slici 310. Okretanje to ka upravlja a (9) se prenosi preko osovine upravlja a (10) na upravlja ki mehanizam koji se u ovom slu aju sastoji od pu �a (7) i pu �nog to ka (11). Za pu �ni to ak vrsto je vezana poluga (4) koja se naziva laktasti potiskiva (vise a spona). Laktasti potiskiva zglobno je vezan za uzdu �nu sponu (guraju u sponu) (3), koja preko zgloba prenosi kretanje na gornju polugu okretnog rukavca (2) te se lijevi rukavac po inje okretati oko svoje osovinice. Lijevi rukavac je donjom polugom (14) (ista ima i na desnom rukavcu) i popre nom (vezaju om) sponom (12) vezan za desni rukavac te se tako vr �i i njegovo okretanje oko osovinice, te se na taj na in vr �i sinhrono zaokretanje upravljaju ih to kova.

218

1 � okrugli rukavac; 2 � gornja poluga okretnog rukavaca; 3 � uzdu�na spona (gurajua); 4 � laktasti potiskiva (vise a spona), 5 � osovina laktastog potiskiva a;

6 � ku i �te upravlja kog mehanizma; 7 � pu �; 8 cijev; 9 � to ak upravlja a;10 � osovnina upravalja a; 11 � pu �ni to ak; 12 spona (vezuju a); 13 � naglavak; 14 � donja poluga okretnog rukavca.

Sl. 310 Sistem za upravljanje

Zbog boljeg uvida u funkcionisanje sistema upravljanja, na slici 311 dat je sistem upravljanja u dvije projekcije, sa popisom elemenata sistema upravljanja.

1 � volan (to ak upravlja a),2 - stub upravlja a, 3 - ku i �te upravlja a, 4 - poluga upravlja a, 5 - uzdu �na spona,6 - poluga rukavca,7 - trapez upravljanja koji ine

tri zglobno vezane spone,8 - rukavac to ka.

Sl. 311 Princip rada sistema upravljanja

U nastavku e se dati osnovne konstruktivne karakteristike pojedinih sklopova sistema upravljanja.

219

21.1 Upravlja ki to ak

U sklopu upravlja a su upravlja ki to ak (volan) sa vratilom upravlja a (8, sl. 310) i upravlja ki mehanizam. Ovdje e se posebno ista i upravlja ki to ak sa vratilom upravlja a.Dimenzije upravlja kog to ka se biraju tako da voza sa uobi ajenom silom (Fv), bez velikog zamaranja, mo �e da upravlja vozilom. Maksimalna sila koju voza prenosi na upravlja ki to ak ne bi smijela biti ve a od 200 N. Na osnovu toga se defini �e polupre nik to ka. Naravno, ako postoje poja iva i kod prenosa sile od voza a do to kova vozila, onda je ovaj izbor daleko jednostvniji i osnovnu ulogu za dimenzije to ka upravljanja ima funkcionalnost i estetski izgled.U novije vrijeme na to ku upravlja a se montiraju i neki drugi elementi ( �air bag �, komande za radio, itd.), �to direktno uti e na dimenzije upravlja kog to ka. Upravlja ki to ak nalazi se na vratilu koje se izra uje od cijevi, a vratilo je oblo � eno ku i �tem. Kod nekih vozila se na ku i �tu volana nalazi ru ica mjenja a. Tu su i ostale uobi ajene komande (svjetla, brisa i, itd.). Kod nekih vozila izra uje se, tzv. sigurnosna konstrukcija vratila (sl. 312). Na slici 312 a) jedan je dio vratila izra en od perforirane cijevi. Ta perforacija se, zbog naleta voza a na volan pri sudaru sabija i tako za �titi voza a od ve ih ozljeda grudnog ko �a. Konstrukcija vratila na slici 312 b) ima cijev koja je uzdu �nim �ljebovima spojena s drugom cijevi i pri aksijalnom optere enju u nju ulazi. Tre a konstrukcija je najjednostavnija, prenosi samo torziju, a pri djelovanju aksijalne sile teleskopski se sklopi (sl. 312 c)).

Sl. 312 Izvedba sigurnosnog vratila upravlja a

21.2 Upravlja ki mehanizam

Upravlja ki mehanizam slu � i kao reduktor koji omogu ava pove anje obrtnog momenta kojim voza djeluje na to ak upravlja a da bi izvr �io zaokretanje to kova kojima se upravlja. Prenosni odnos upravlja kog mehanizma kod putni ikih vozila se kre e u granicama od 12 do 20, a kod teretnih vozila i autobusa od 16 do 32. Ovaj prenosni odnos se uve ava za prenosni odnos spona koji zavisi od konstrukcije upravlja kog mosta. U zavisnosti od vrste prenosnih elemenata u ku i�tu upravlja ki mehanizmi se mogu podijeliti na:

- pu �ne, - zavojne, - zup aste i

220

- kombinovane.

Pu �ni prenosnik upravlja kog mehanizma prikazan je na slici 313 i na slici 314 Pu �ni prenosnik se sastoji od pu �a (1) koji je vrsto vezan za vratilo upravlja a (2) i pu �nog to ka (3) ili pu �nog segmenta. Pu �ni par je smje �ten u ku i �te upravlja a (4) u kome se nalazi ulje za podmazivanje pu �nog para. Pu �ni prenosnik je jednostavan po konstrukciji, a glavni nedostatak je veliki otpor trenja klizanja pri okretanju.

Sl. 313 �ema pu �nog prenosnika Sl. 314 Izgled pu �nog prenosnika

Zavojni prenosnik upravlja kog mehanizma ima izgled kao na sl. 315. Okretanjem osovine upravlja a(1) koja je na donjem dijelu izra ena u obliku zavojnice na osovini dolazi do pokretanja navrtke (2) uzdu � zavojnice na osovini upravlja a. Navrtka je zglobno vezana preko jedne klackalice (5) za osovinicu (3) laktastog potiskiva a (vise e spone) (4).Pri kretanju navrtke (2) uzdu � zavojnice dolazi do okretanja osovinice (3), po �to je donji dio klackalice(5) vrsto vezan za osovinicu (3). Na taj na in dolazi do pomjeranja laktastog potiskiva a (4) u njegovoj uzdu �noj ravni. Detaljni crte � zavojnog prenosnika dat je na slici 316.

Sl. 315 Aksonometrijska �ema zavojnog Sl. 316 Crte � zavojnog prenosnikaprenosnika

Upravlja ki zup asti mehanizmi primjenjuju se relativno rijetko. Ova injenica tuma i se u prvom redu te �ko om ostvarenja �eljenog prenosnog odnosa pri prihvatljivim gabaritnim dimenzijama mehanizma, kao i izbog prenosa udara usljed neravnina na kolovozu. Danas se uglavnom od upravlja kih zup astih mehanizama najvi �e koriste mehanizmi sa zup astom letvom (sl. 317). Upravlja ki mehanizmi sa zupastom letvom vrlo dobro se uklapaju sa popre nom sponom, a njihova primjena kod vozila sa

221

nezavisnim ovje �enjem omogu ava postojanje svega etiri zgloba u trapezu upravljanja, dok bi u sluaju ugradnje drugih tipova upravlja kog mehanizma bilo potrebno najmanje �est zglobova. Upravlja ki mehanizam sa zup astom letvom ima niz dobrih osobina: jednostavna konstrukcija, visok stepen korisnog dejstva, male gabaritne dimenzije, neposredan spoj zup aste letve i spona; dok su osnovni nedostatci: osjetljivost na udare, ograni ena du �ina spona i relativno mali vijek trajanja.Detaljnija �ema ovog mehanizma sa principom rada data je na slici 318.

Sl. 317 Zup asti upravlja ki mehanizam Sl. 318 �ema zup astog prenosnika

Savremene konstrukcije prenosnika zasnivaju se na kombinaciji klasi nih izvedbi. Tako je na slici 319. data konstrukcija kombinovana od zavojnog i zup astog prenosnika.

Sl. 319 Kombinovani prenosnik

21.3 Prenosni mehanizam (spone)

Veza izme u upravlja kog mehanizma sa to kovima kojima se upravlja ostvaruje se preko prenosnog mehanizma koji slu �i za obezbje enje pravilne kinematike zaokreta to kova. Prenosni mehanizam mora biti uskla en sa sistemom ovje �enja tako da njegova pomjeranja u odnosu na ram ne uti u na sigurnost upravljanja. Ranije je pokazano da se dobra upravljivost mo �e osigurati trapezom upravljanja. Kod

222

zavisnog ovje �enja trapez stvaraju spone i popre na greda (ku i �te mosta), a kod nezavisnog ovje �enja to kova sa kojima se upravlja trapez upravljanja ine spone i zami �ljena linija koja povezuje ose

rukavaca lijevog i desnog to ka (sl. 307). Trapez upravljanja mo �e biti smje �ten ispred ose upravljakog mosta i iza ose upravlja kog mosta (sl. 308). Iz slike se jasno vidi da smje �taj trapeza ispred osovine zahtijeva du�u popre nu (vezaju u) sponu koja je uz to izlo �ena eventualnim udarima.Konstrukcija trapeza upravljanja zavisi od na ina ovje �enja to kova sa kojima se upravlja. �ema trapeza upravljanja koje se naj e� e primjenjuju kod vozila razli ititih tipova prikazane su na slici 320. Kod vozila sa zavisnim ovje �enjem prednjih to kova naj e� e se upotrebljava trapez upravljanja a), b) i c). Trapezi upravljanja d), e) i g) upotrebljavaju se kod nezavisnosg ovje �enja to kova sa kojima se upravlja, a trapez f) se naj e� e koristi kod upravlja kog mehanizma sa zup astom letvom.

Sl. 320 �eme razli itih tipova trapeza upravljanja

Ako su upravlja ki to kovi sa zavisnim ovje �enjem, tada se popre na (vezuju a) spona u ve ini slu ajeva izra uje kao jedna cjelina iako se nekada radi pobolj �anja kinematike upravljanja pravi iz dva ili nekoliko dijelova (sl. 320 c)).Kod nezavisnog ovje �enja popre na spona se pravi od dva ili vi �e dijelova koji su me usobno zglobno vezani. Ovakva konstrukcija je neophodna da ne bi do �lo do proizvodljnog skretanja to

kova pri deformaciji elasti nih elemenata sistema ovje �enja (sl. 320 d), e) i g)). Na slici 320 g) dat je primjer trapeza upravljanja gdje se klatna klate u popre noj ravni na kretanje vozila.Zglobne veze izme u spona se ostvaruju zglobovima koji su po konstrukciji razli iti u odnosu na to da li se radi o vezi kod uzdu �nih ili popre nih spona slicka 321. Izvedbe date na slici 321 a), b) i c) mogu se primjenjivati za vezu rukavca i popre ne spone, a zglob na slici 321 d) primjenjuje se obi no za vezu uzdu �nih spona. Danas se zglobovi obi no izra uju sa samoregulacijom zazora i mogu nosti pomicanja u svim pravcima.

223

1 � kugla zgloba; 2 � posteljica; 3 � opruga; 4 � brtvilo; 5 � matica popre ne spone; 6 � dvodijelni umetak; 7 � gumena obloga; 8 � krunasta matica; 9 � vijak i matica.

Sl. 321 Zglobovi mehanizama za upravljanje

Da bi prenosni mehanizam bio kompleksno sagledan, kroz nekoliko narednih ilustracija bi e prikazana osnovna tipska rje �enja. Na slici 322 prikazan je prenosni mehanizam teretnog motornog vozila srednje klase.

Sl. 322 Prenosni mehanizam teretnog motornog vozila

Sljede a ilustracija pokazuje na slici 323 prenosni mehanizam putni kog vozila sa nezavisnim sistemom elasti nog oslanjanja.

Sl. 323 Prenosni mehanizam putni kog motornog vozila

Prenosni mehanizam putni kih motornih vozila su ne �to slo �eniji pa se prilikom kompozicije prednje osovine nailazi na probleme postavljanja prenosnog polu �ja. Iz istog razloga, a s obzirom i na manje sile

224

u mehanizmu rade se iskrivljene poluge. Na ovaj na in poluga je na �la svoje mjesto i funkciju, a u isto vrijeme ubla �en je uticaj dinami kog udara usljed vanjskog poreme aja.Hidromehani ki sistemi upravljanja imaju ne �to slo �eniji prenosni mehanizam. Na slici 324, data je ilustracija �ematskog prikaza hidrostatis kog upravljanja motornim vozilom, klasi ne izvedbe.

Sl. 324 Prenosni mehanizam hidrostati kog upravljanja

21.4 Upravlja ki most i geometrija upravlja kih to kova

Da bi vozilo moglo mijenjati pravac, mora se omogu iti zaokretanje to kova koji se nalaze na upravlja kom mostu, bilo da su pogonski ili gonjeni. Osim ovoga zadatka, upravlja ki most mora omogu iti prenos sila, koje djeluju izme u kolovoza i rama ili karoserije vozila (vertikalnih, uzdu �nih i bo nih) a tako er i reaktivnih momenata. Ove sile i momenti prenose se elasti nim i vode im elementima sistema ovje �enja. Ovje �enje mora biti konstruisano tako da obezbijedi pravilnu kinematiku upravlja kih to kova. Pravilan polo �aj to kova, kojim se posti �e lagano upravljanje uz ostvarenje neophodne stabilnosti, zahtijeva pravilan izbor uglova polo �aja to kova i osovinica oko kojih se vr �i zaokretanje to kova (osovinice rukavca).

Neke od konstruktivnih izvedbi rukavaca upravlja kih to kova date su na slici 325. Upravlja ki most je izveden tako da na krajevima omogu ava vezu sa rukavcem (1) preko osovinice rukavca (2) oko koje se vr �i okretanje to kova sa kojima se vr �i upravljanje. Okretani rukavci na lijevoj i desnoj srani upravlja kog mosta vezani su sponom. Jedan od rukavaca je sa mehanizmom za upravljanje vezan uzdu �nom sponom. itav sistem za upravljanje prikazan je na slici 310.

Sl. 325 Konstruktivne izvedbe rukavca upravlja kog to ka

225

To kovi motornog vozila kao izvr �ni organi u sistemu upravljanja, ostvaruju direktan kontakt sa podlogom i imaju osnovni zahtjev da ostvaruju pravilno vo enje vozila u pravcu i krivini, sve u granicama adhezionih sila prijanjanja. U tom smislu, upravlja ki to kovi imaju i svoju geometriju polo �aja kako bi poni �tili ili ubla �ili sve vanjske i unutra �nje uticaje i omogu ili to ku nesmetanu rotaciju u pravcu usmjerene vo �nje.Osnovne geometrijske veli ine upravlja kih to kova su konstruktivnog karaktera i odnose se na slijede e:

- nagib to kova, - bo ni nagib osovinice rukavca, - zatur to kova (uzdu �ni nagib osovinice to ka), - uvla enje to kova.

Nagib upravlja kih to kova prema unutra �njosti vozila provodi se iz odre enih tehni ko-eksploatacionih razloga. Ravan obrtanja to ka nije normalna na podlogu vo �nje nego je nagnuta premavertikali za ugao � � kako je to pokazano na slici 326. Nagib to ka u odnosu na podlogu izvodi se na taj

Sl. 326 Nagib upravlja kih to kova motornog vozila

na in, da se u fazi konstruisanja upravlja kog to ka, osa rukavca nagne prema horizontali za isti ugao . Ovaj konstruktivni zahvat se provodi zbog vje �ta kog stvaranja bo ne sile Y kojom se isklju uje zazor u bo nom smjeru to kova u njegovom ule �i�tenju. Sa realizacijom nagiba toka ostvaruje se bolje vo enje vozila u pravcu i lak �e ispravljanje to kova. Ovaj nagib to kova kre e se u granicama = (1 2)°, a rije e i do 3°.

Bo ni nagib osovinice to ka se provodi iz osnovnog razloga smanjenja otpora upravljanja i boljeg odr �avanja pravca. Moment zakretanja to ka se pojavljuje kao proizvod sile otpora izme

u to ka i podloge i kraka do ose okretanja.Nagib osovinice to kova ima za cilj ne samo da smanji radijus aktivnog okretanja to ka, odnosno momenat okretanja, nego da pove a i stabilnost upravljanja i pravilno vo enje vozila u pravcu kao i br �e ispravljanje to kova u krivini kako je to i pokazano na slici 326.Imaju i u vidu naprijed re eno, uglovi nagiba osovinice rukavaca kre u se u granicama = (6

8)°, a veli ina relanog radijusa zakretanja to ka u granicama e � = (10 � 60) mm.

Zatur to kova ili uzdu �ni nagib osovinice to ka, ima presudnu ulogu u kvalitetnom vo enju to kova i brzom ispravljanju to kova pri izlasku iz krivine. Realizacija ovog konstruktivnog zahvata se provodi na taj na in da se osovinici rukavca to ka daje jo � jedan nagib po du �ini vozila u ravni to ka pod uglom � � kako je to pokazano na slici 327. Na ovaj na in produ �ena osa osovinice to ka pada u ta ku A,

226

Sl. 327 Ugao zatura to kova

ispred teoretskog kontakta to ka i podloge u ta ki B. Ovakva konstruktivna izvedba ima isti efekat kao da je osovinica to ka postavljena ispred ose simetrije to ka u vertikalnoj ravni kao �to je to nacrtano na slici 327. crtkanim linijama. Krajnji efekat je taj da se to ak pona �a kao vuen, a ne guran i ima tendenciju kotrljanja po pravcu.Da bi ova veli ina bila u granicama optimalnih konstrukcija veli ina ugla zatura osovinice se kre e u granicama = (1 2)°, a najvi �e =5°. Ugao se pojavljuje i kao funkcija dimenzije pneumatike. za ve e dimenzije pneumatike ugao zatura je manji i obrnuto.

Uvla enje upravlja kih to kova motornog vozila u pravcu vo �nje, kako je to pokazano na slici 328. ima osnovnu funkciju da prednapregne to kove upravljanja i ospori njihove vibracije. Ovo je posebno interesantno kod slobodnih upravlja kih to kova gdje je vanjska sila otpora kotrljanja relativno mala. Tamo gdje se radi o pogonskim upravlja kim to kovima, ovaj konstruktivni zahvat ima manjeg zna aja jer su vanjske sile ovom prilikom reaktivne sile zbog uticaja pogona, mnogo ve e i defini �u stabilnost upravlja kih to kova vi �e nego kod slobodnih.

Sl. 328 Uvla enje upravlja kih to kova vozila

Fenomen vibracije upravlja kih to kova, esto popularno nazivamo poigravanje upravlja kih to kova, javlja se u vo �nji pri velikim brzinama na putu sa malim koeficijentom otpora puta, a da pri tome nije izvr �eno pode �avanje uvla enja to kova.

227

Uzrok ovoj fizikalnoj pojavi vibracije upravlja kih to kova treba tra �iti u ranije postavljenim konstruktivnim zahtjevima.Ako se ima u vidu konstruktivno rje �enje nagiba upravlja kog to ka prema slici 326, onda se mo �e konstatovati da to ak rotira oko svoje ose vezano za centar okretanja oko centra �0 �. U ovom slu aju to ak bi ima vo �nju po luku a ne u pravcu kako smo mu zadali kretanje. Da bi anulirali ovaj uticaj vo �nje po luku to ku se daje ugao uvla enja pa se na taj na in i trenutni pol �0 � pomjera u smjeru vo �nje. To ak ostaje prednapregnut i nema mogu nosti slobodne oscilacije izazvane vanjskim uticajima. To ak se rotira uz malo proklizavanje sa podlogom.Da ovo proklizavanje ne bi bilo preveliko, �to izaziva dodatno tro �enje pneumatika i pove anu silu vanjskih otpora statisti ki su definisane vrijednosti ugla uvla enja /2 = (2 3)°. Obzirom da je ote �ano ovo mjerenje, prakti an postupak mjerenja je preko odstojanja prednjeg dijela i zadnjeg dijela upravljakih to kova. Ovo odstojanje se mjeri na eli nim obru ima i njegova razlika treba da iznosi

B = 2 3 mm u korist zadnje dimenzije.

21.5 Servoupravlja i

Upravljanje vozilima velike nosivosti zahtijeva veliki fizi ki napor od voza a. Naro ito te �ko je upravljati vozilom pri kretanju po lo �im putevima. Da bi se omogu ilo lako upravljanje ovim vozilima u sistem za upravljanje se uklju uju specijalni servomehanizmi iji je osnovni zadatak da se smanji potrebna sila na to ku upravlja a, a samim tim da se pove a manevarska sposobnost vozila.

U dana�nje vrijeme, servo ure aji upravlja kih mehanizmama se ugra uju i na laka vozila visoke klase i autobuse. Namjena servo ure aja u ovom slu aju je ne samo da olak �a upravljanje, nego da omogu i bezbjedno kretanje sa visokim brzinama jer u slu aju eksplozije gume na prednjim tokovima daleko je lak �e odr �ati kretanje u pravcu kod sistema upravljanja sa servoure ajem.Konstrukcija servoure aja u sistemu za upravljanje mora ispuniti slijede e zahtjeve:

a) u slu aju kvara servomehanizma ne smije se naru �iti normalno funkcionisanje sistema upravljanja, b) nemogu nost samouklju enja servo ure aja usljed uticaja neravnina puta pri

pravolinijskom kretanju, c) da je okretanje upravlja kih to kova proporcionalno ugaonom pomjeranju to ka upravlja a.

Najrasprostranjeniji tipovi servoure aja su:

- hidrauli ki i - pneumatski, - elektri ni.

Bez obzira na konstrukciju servoure aj mora imati slijede e osnovne elemente:

1. Izvor energije. Kod hidrauli nog servoure aja je to hidrauli na pumpa koja dobiva pogon od motora, a kod pneumatskog servoure aja izvor energije je kompresor sa rezervoarom.

2. Servomotor slu �i za predaju sila na sistem upravljanja. Kod hidrauli nih i pneumatskih servomehanizama je to radni cilindar koji pretvara energiju radnog fluida (te nosti ili zraka) u silu koja dejstvuje na sistem upravljanja.

3. Razvodnik mora omogu iti distribuciju radnog fluida u jedan ili drugi dio rdnog cilindra u zavisnosti od potrebnog smjera obrtnog momenta na upravlja ki to ak, te da prekine dovod radnog fluida kada se dostigne zaokretanje to ka diktirano to kom upravlja a.

Na slici 329 prikazana je �ema naj e � e kori �tenog, hidrauli nog servoure aja. Pumpa (2) � izvor energije ostvaruje odre eni pritisak ulja u magistrali (6) i akumulatoru (3). Ako pritisak naraste iznad dozvoljenih granica preko sigurnosnog ventila se uspostavlja prazan hod pumpe. Pritisak u uljnoj magistrali dosti �e 60 �150 bar.

228

1 � rezervoar ulja;2 � pumpa;3 � akumulator pritiska;4 � klip razvodnika;5 � radni cilindar;6 � uljna magistrala;7 � to ak upravlja a;8 � razvodnik (tijelo); 9, 10 � prelivni ventil;11, 12 � vodovi radnog cilindra; 13 � to ak;14 � veza to ka sa ku

i �tem razvodnika .

Sl. 329 �ema hidrauli kog servoure aja

Prilikom okretanja to ka upravlja a (7), diferencijalni klip (4), razvodnika (8) se pomjera i otkriva kanal uljne magistrale (6), a zatvara prelivni kanal (9). Sada ulje pod pritiskom iz kanala (6) kroz kanal (11) dolazi do radnog cilindra (5) koji preko klipa i klipnja e pomjera upravljaju i to ak (13). Po�to je upravljaju i to ak preko poluge (14) vezan za ku i�te razvodnika (8) to on vr �i pomjeranje ku

i�ta razvodnika u pravcu pomjeranja diferencijalnog klipa (4) te klip razvodnika dolazi u neutralan polo �aj, pa se dovod ulja u radni cilindar prekida. Poluga (14) ostvaruje u ovom slu aju povratnu spregu. Da bi se to ak (13) zaokrenuo za ve i ugao potrebno je produ�iti okretanje to ka upravljaa (7). Prilikom vra anja to ka (13) u neutralni polo �aj proces se odigrava obrnuto.

229

22. SISTEM ZA KO ENJE VOZILA

Osnovni uslov koji, u odnosu na bezbjednost saobra aja, treba da ispuni svaki ko ioni sistem jeste da uz maksimalnu mogu u efikasnost ne ugrozi stabilnost kretanja i upravljivost vozila pri ko enju. Ovo e biti ostvareno samo u slu aju kada se pri ko enju ne ugrozi osnovna funkcija to ka - njegovo kotrljanje po podlozi.Ako se ko i to ak koji se kre e po podlozi, tada se izme u to ka i podloge pojavljuje ko iona sila iji je pravac suprotan pravcu kretanja to ka. Ko iona sila F K, sila otpora zraka i otpora kotrljanja (kretanje po ravnom putu) omogu avaju zaustavljanje vozila pri ko enju. Ako je FK = 0 zaustavljanje vozila se de �ava pod dejstvom sila otpora zraka i otpora kotrljanja iji je efekat neznatan (sl. 330 � kriva 1).

Sl. 330 Zavisnost ko ionog puta od na ina ko enja

Prilikom ko enja bez isklju ivanja transmisije otpor obrtanja to kova se pove ava na ra un momenta otpora motora i pove anih otpora u transmisiji. Pri ko enju motorom znatno se skrauje put vozila do potpunog zaustavljanja (sl. 330 � kriva 2).Efekat ko enja jo � vi �e raste ako se pove a moment otpora na vratilu motora. Ovaj efekat se posti �e ako se isklju i rad motora i tada motor radi kao kompresor (sl. 330 � kriva 3). Nabolji efekat ko enja se dobije kori �tenjem posebnog sistema za ko enje vozila koji dejstvuje neposredno na to kove ili na jedno od vratila transmisije, koji ostvaruje znatnu ko ionu silu FK (sl. 330 � kriva 4).Ako se razmotri proces ko enja, koji se ostvaruje sistemom za ko enje, na osnovu dijagrama ko enja

(slika 331) koji prestavlja zavisnost sile ko enja FK od vremena, tj. FK = FK (t) ili jK = jK (t) gdje je

Sl. 331 Diagram ko enja vozila

jK � usporenje, mogu e je proces ko enja analizirati po fazama. Kao po etak posmatranja uzee se ta ka 0 kada je voza primio signal �ko iti�.Za vrijeme t1 dolazi do izvr �avanja primljenog vanjskog signala, tj. do pokretanja noge ka pedali i savladavanje zazora u ko ionom sistemu. Vrijeme t1 = 0,2 � 1,5 s i naziva se �vrijeme reakcije voza a � i zavisi od individualnih osobina i kvalifikacije.

Vrijeme t2 u toku koga dolazi do pojave ko ione sile u maksimalnom iznosu mo �e se posmatrati kao zbir

vremena t2' , koje odgovara odzivu ko ionog sistema (od po etka radnog hoda pedale ko nice do