uzduŽna dinamika vozila - drumskavozila.files.wordpress.com · ftn novi sad katedra za motore i...
TRANSCRIPT
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA
MODEL VOZILA U UZDUŽNOJ DINAMICI
• Zanemaruju se sva pomeranja u pravcima normalnim na pravac
kretanja (ΣZi = 0, ΣYi = 0)
• Zanemaruju se svi vidovi pobuda na oscilovanje i vibracije, i sve
vrste deformacijavrste deformacija
• Vozilo se kreće translatorno pravolinijski po idealno ravnoj podlozi
• Dejstvo svih sila i momenata je simetrično u odnosu na središnju
uzdužnu ravan vozila
• Vozilo se posmatra u jednoj ravni – uzdužnoj
• Sile na pojedinim točkovima svode se na osovine
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
SNAGA
P = dE / dt = dA / dt = F⋅(ds / dt) = F⋅v, ili
P = dE / dt = dA / dt = M⋅(dϕ / dt) = M⋅ω
P = P = FF⋅⋅vvP = P = FF⋅⋅vv
P = P = MM⋅ω⋅ω
Šta se dešava sa snagom motora pri njenom prenošenju na pogonski točak, a šta sa njenim parametrima?
F i v / M i ω → PARAMETRI SNAGE
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
SNAGA
P = P = MM⋅ω⋅ω → u osnovnim jedinicama
U praksi se obično uzima:
P → [kW]P → [kW]ω → n [min-1]
Veza: ω = 2π⋅n/60
P = MP = M⋅⋅n / 9554n / 9554
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
SNAGA
P = P = FF⋅⋅v v → u osnovnim jedinicama
U praksi se obično uzima:
P → [kW]P → [kW]v → [km/h]
P = FP = F⋅⋅v / 3600v / 3600
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
TANGENCIJALNA REAKCIJA PODLOGE
GT
ω
-PODSETNIK-
POGONSKI TOČAK
MT
ωT F
M≡
SLOBODAN TOČAK
e
T
RZ
RX
A rD
FX
RX = Ff = f⋅⋅⋅⋅GT
FX
GT
rD
ω
e
RZ
RX
OD
T FrM
≡
TDD
TX G
re
rM
R ⋅−=
RX = FO - Ff
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILA
Reakcija na pogonskoj osovini (točku) je: RX,POG = FO – Ff,POGNepogonska osovina: RX,NEP = Ff,NEP
h FL,Z
RX,POGFf,POG
FO
POGONSKA OSOVINA
FW
FαFN
G
FO
GP
GZ
FfP
FfZ FPV
hT
lP
lZ
l
TFL,P
FL,Z
xz
NEPOGONSKA OSOVINA
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILAPosmatramo samo pojave u pravcu kretanja (x-osa).Prema Drugom Njutnovom zakonu je:
δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = RX - Ff,NEP - FW - Fαααα - FPV
FO – Ff,POGRX – tangencijalna reakcija pogonske osovine
FW
FαFOFfP
FfZ FPV
T
FO – Ff,POGFf,POG – otpor kotrljanja pogonske osovine
Ff,NEP – otpor kotrljanja nepogonske osovine
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILAPosmatramo samo pojave u pravcu kretanja (x-osa).Prema Drugom Njutnovom zakonu je:
mUK⋅⋅⋅⋅a = FO - Ff,POG - Ff,NEP - FW - Fαααα - FPV
Ff
FW
FαFOFfP
FfZ FPV
T
Ff,POG + Ff,NEP = f⋅GPOG + f⋅GNEP = f⋅G⋅cosα = Ff– ukupna sila otpora kotrljanja za vozilo
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILA
δ⋅m⋅a = FIN → Dalamberov princip
ΣFi = 0 ⇒ FO - FIN - Ff - FW - Fα - FPV = 0
FF = = FF ++ FF + F+ Fαααααααα + F+ F + F+ FFFOO = = FFff ++ FFWW + F+ Fαααααααα + F+ FININ + F+ FPVPV
FW
FαFOFfP
FfZ FPV
T
FIN
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
SILE U VERTIKALNOM PRAVCU – STATIKA VOZILA
z osa: FN = GP + GZ + FL,P + FL,Z (+ FPV,Z)
Za uzdužnu dinamiku je od interesa kada je neophodno poznavanje osovinskih opterećenja (prijanjanje – analiza vučnih i kočnih performansi vozila)
FNGGP
GZ
hT
lP
lZ
FL,P
FL,Z
z
FPV,Z
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
FW
hT FL,P
BILANS SILA
z
FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV
FW
Fα, FINFN
G
FO
GP
GZ
FfP
FfZ
FPV
lP
lZ
l
T FL,Z
x
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
BILANS SILA
FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV
Obimna sila koju je Obimna sila koju je potrebnopotrebno dovesti točku radi savlađivanja dovesti točku radi savlađivanja otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom režimu.režimu.
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
BILANS SILA – POTREBNA I RASPOLOŽIVA SILA NA TOČKU
FOPOTR = Ff + FW + Fα + FIN + FPV
PotrebnaPotrebna sila: sila koju je potrebno realizovati da bi se savladali otpori kretanja
FORASP = iTR⋅ηTR·MMOT / rD
RaspoloživaRaspoloživa sila: sila koja može da se ostvari za date karakteristike pogonskog motora i transmisije
USLOV ZA MOGUĆNOST KRETANJA: FUSLOV ZA MOGUĆNOST KRETANJA: FOORASPRASP ≥≥ FFOO
POTRPOTR
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
BILANS SILA – POTREBNA I RASPOLOŽIVA SILA NA TOČKU
F RASP = ϕ ⋅ G
Napomena: Raspoloživa sila može biti ograničena i raspoloživim prijanjanjem (uslovima kontakta) između pogonskih točkova i podloge
FORASP = ϕMAX ⋅ Gϕ
ϕMAX – maksimalna vrednost koeficijenta prijanjanjaGϕ - vertikalno opterećenje pogonske osovine
→ DETALJNIJE U POGLAVLJU O KLIZANJU I PRIJANJANJU
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
BILANS SNAGA
FO = Ff + FW + Fα
Obično se koristi za izračunavanje maksimalne brzine u nekim posmatranim uslovima → v = vMAX = const, FIN = 0Ako se eliminiše i uticaj priključnog vozila → FPV = 0
⋅v
PT = Pf + PW + Pα
PTPOTR = Pf + PW + Pα → POTREBNA SNAGA NA POGONSKOM TOČKU
PTRASP = ηTR⋅Pmot → RASPOLOŽIVA SNAGA NA POGONSKOM TOČKU
Snaga koju je Snaga koju je potrebnopotrebno dovesti točku radi dovesti točku radi savlađivanja otpora kretanja u nekom savlađivanja otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je posmatranom režimu kretanja jednaka je sumi svih parcijalnih snaga otpora kretanja sumi svih parcijalnih snaga otpora kretanja vozila koji deluju u tom režimu.vozila koji deluju u tom režimu.
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
BILANS SNAGA
Pf = Ff⋅vPW = FW⋅vPα = Fα⋅v
P → [kW]v → [km/h]
Pf = Ff⋅v / 3600PW = FW⋅v / 3600Pα = Fα⋅v / 3600
Parcijalne snage potrebne za savlađivanje otpora kretanja:
Pα = Fα⋅v Pα = Fα⋅v / 3600
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja
REŠAVANJE PROBLEMA UZDUŽNE DINAMIKE
PRIMENA BILANSA SILA / SNAGA
FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV
PV2
WD
TRTRMOT FagG
sinGvAc0,0473cosGf(v)riM
+⋅δ⋅+α⋅+⋅⋅⋅+α⋅⋅=η⋅⋅
FORASP FO
POTR