JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća...
Transcript of JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća...
![Page 1: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/1.jpg)
JEDNAČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM PRAVCU- BILANS SILA -
FO = Ff + FW + Fα + FIN
FO – POGONSKA (“OBIMNA”) SILA
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
MT – OBRTNI MOMENT NA POGONSKIM TOČKOVIMA
rD – DINAMIČKI RADIJUS TOČKA
SILE KOJE SE SUPROTSTAVLJAJU KRETANJU VOZILA – OTPORI KRETANJA:
Ff = f⋅G⋅cosα SILA OTPORA KOTRLJANJAFW = cW⋅A⋅ρ⋅v2/2 SILA OTPORA VAZDUHAFα = G⋅sinα SILA OTPORA USPONAFIN = δ⋅m⋅a SILA OTPORA INERCIJE
f – koeficijent otpora kotrljanjacW – koeficijent otpora vazduha, A – čeona površina vozilaδ - koeficijent učešća obrtnih masa pri ubrzavanjum = G/g – masa vozilaa – ubrzanje vozila
D
TO r
MF =
![Page 2: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/2.jpg)
MT – moment doveden pogonskim točkovima od pogonskog motora preko transmisije
Parametri transmisije:-iTR – prenosni odnos-ηTR < 1 – stepen korisnosti
Kompleksnija transmisija – veći energetski gubici – manji stepen korisnosti
IZL
UL
nn
i = →→ PRENOSNI ODNOS PRENOSNI ODNOS (def.)
iTR = im ⋅ iGP ⋅ iR ⋅…
m – menjačGP – glavni prenosnikR – razvodnikItd.
PUTNIČKA VOZILA: iTR = im ⋅ iGP
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 3: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/3.jpg)
Ulazni element: MOTORmoment M, broj obrtaja n, snaga P
TIZL
ULTR n
nnn
i ==
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Izlazni element: POGONSKI TOČKOVImoment MT, broj obrtaja nT , snaga PT
Pogonski moment na točku: MPogonski moment na točku: MTT = M= M ⋅⋅ iiTRTR ⋅⋅ ηηTRTRBroj obrtaja točka: nBroj obrtaja točka: nTT = n= n / i/ iTRTR
Snaga na točku: PSnaga na točku: PTT = P = P ⋅⋅ ηηTRTR
Primer:
n = 3000 min-1
M = 30 Nm
ηTR = 0,9
iTR = 10
nT = n / iTR = 3000/10 = 300 min-1
MT = M⋅iTR⋅ηTR = 30⋅10⋅0,9 = 270 Nm
P = M⋅n / 9554 = 9,42 kW
PT = MT⋅nT / 9554 = 8,48 kW
PT = ηTR⋅PMOT = 0,9⋅9,42 = 8,48 kW
Veza snage i momenta: P=M⋅ω!!
Veza n i ω:30
nω
⋅=π
![Page 4: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/4.jpg)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Izračunavanje obimne sile:
⋅=
30nT
T
πω
D
TRTR
D
TO r
iMrM
Fη⋅⋅
==
Izračunavanje brzine kretanja – kinematička relacija: v = rD⋅ωT
=
TRT i
nn
Polazeći od radnog režima motora (moment M, broj obrtaja n) izračunavaju se parametri režima kretanja vozila:• Obimna sila FO
• Brzina kretanja v
v →→→→ km/h !TR
D
inr0,377
v⋅⋅
=
![Page 5: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/5.jpg)
Pogonski motor ima svoju brzinsku karakteristiku: M = M(n), P = P(n)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Mom
ent M
Sna
ga P
Broj obrtaja n
Snaga i moment nisu nezavisni! P = M⋅n / 9554
![Page 6: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/6.jpg)
Na osnovu brzinske karakteristike motora određuje se vučno-brzinska karakteristika vozila – vučni dijagram:
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
M
FO
n
im = iI
v
im = iII
im = iIII
im = iIV
D
TRGPm
D
TO r
iiMrM
Fη⋅⋅
==GPm
D
iinr0,377
v⋅
⋅⋅=
Uticaj prenosnog odnosa na FUticaj prenosnog odnosa na FOO i v!i v!
iI > iII > iIII > iIV > …
![Page 7: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/7.jpg)
Primer vučnog dijagrama putničkog vozila:
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 8: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/8.jpg)
Primena vučnog dijagrama:Određivanje performansi vozila na osnovu bilansa silaFO = Ff + FW + Fα + FIN
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Performanse vozila sa aspekta uzdužne dinamike:• Maksimalna brzina• Mogućnost savladavanja uspona• Ubrzanje, vreme i put zaleta
![Page 9: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/9.jpg)
Podsetnik: zavisnost otpora kretanja od brzine vozila
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 40 80 120 160 200
F (
N)
v (km/h)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 40 80 120 160 200
F (
N)
v (km/h)0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 40 80 120 160 200
F (
N)
v (km/h)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 40 80 120 160 200
F (
N)
v (km/h)
Otpor kotrljanja Ff Otpor vazduha FW Otpor uspona Fα
Ff
FW
Fα
Ukupan otpor Ff + FW + Fα
![Page 10: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/10.jpg)
Određivanje maksimalne brzine kretanja: FIN = 0 (a = 0 ⇒ v = vMAX = const)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
F (N
)
v (km/h)
FO = Ff + FW + Fα
12
1 – vMAX (α=0°)2 – vMAX (α≠0°)
Ff + FW + Fα
Ff + FW
FIN = FO - Ff - FW (- Fα)
![Page 11: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/11.jpg)
Određivanje maksimalne brzine kretanja: FIN = 0 (a = 0 ⇒ v = vMAX = const)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
v(km/h)
Fo
(N)
α = 0°
α = 5°
α = 10°
α = 15°
76 104 145194
BILANS SILA...Primer 2
FO
Ff + FW + Fαααα
Ff + FW + Fαααα
FIN
FO > Ff + FW + Fαααα ⇒⇒⇒⇒ FIN > 0
FO = Ff + FW + Fαααα ⇒⇒⇒⇒ FIN = 0
![Page 12: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/12.jpg)
Određivanje maksimalnih uspona: α = αMAX ⇒ FIN = 0
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Ponovo: FO = Ff + FW + Fα - ali sa aspekta najvećeg mogućeg uspona
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
v (km/h)
F (N
)
α = 4°α = 5,5°
α = 8,9°
α = 28,2°
α = 13,4°
Primer
![Page 13: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/13.jpg)
Određivanje ubrzanja i njegovih parametara (vreme i put zaleta)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
FO = Ff + FW + Fα + FIN ⇒ FIN = FO - Ff - FW - Fα
FIN = δ⋅m⋅a
a = (FO - Ff - FW - Fα) / δ⋅m
δ > 1 – koeficijent učešća obrtnih masa u ubrzavanju
veće δ ⇒ manje ubrzanje
U nižim stepenima prenosa (tj. za veće vrednosti prenosnih odnosa) uticaj δ je veći nego u višim!
![Page 14: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/14.jpg)
Određivanje ubrzanja i njegovih parametara (vreme i put zaleta)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
a = (FO - Ff - FW - Fα) / δ⋅m
Ubrzanje - uticaj rotacionih masa
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
v (km/h)
a(m
/s^
2)
--------- STVARNO UBRZANJE
--------- HIPOTETIČKI PRI δ = 1
δδII > > δδIIII > > δδIIIIII > … > … im = iI ⇒ δ=δI
im = iII ⇒ δ=δII
im = iIII ⇒ δ=δIII
itd.
![Page 15: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/15.jpg)
Određivanje ubrzanja i njegovih parametara (vreme i put zaleta)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
dt
dva =
a
dvdt = ∫ ⋅=
v
0
vda
1t - VREME ZALETA
v (km/h)
1/a (s2/m)
Vreme zaleta = površina ispod krive recipročnog ubrzanja
![Page 16: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/16.jpg)
Određivanje ubrzanja i njegovih parametara (vreme i put zaleta)
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Uticaj prenosnih odnosa na vreme zaleta:
D
TRTRO r
iMF
η⋅⋅=
Sa povećanjem iTR raste pogonska sila FO ⇒ raste ubrzanje (II Njutnov zakon)
Porast ubrzanja ⇒ smanjenje recipročnog ubrzanja (1/a) ⇒ smanjuje se površina ispod krive ⇒ kraće vreme zaleta do određene brzine! (� prethodni slajd)
![Page 17: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/17.jpg)
Određivanje potrošnje goriva u stacionarnom režimu
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Potrebno: energetska mapa motora (“školjkasti dijagram”)Parametar energetske efikasnosti: specifična efektivna potrošnja goriva gE [g/kWh]
![Page 18: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/18.jpg)
Određivanje potrošnje goriva u stacionarnom režimu
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
KRIVE KONSTANTNE SPECIFIČNE EFEKTIVNE POTROŠNJE GORIVA
hkWkg
⋅ hkWg
⋅ILI
Zone najviših stepena korisnosti odnosno minimalne specifične efektivne potrošnje po pravilu se nalaze u zoni većih opterećenja motora, blizu spoljne karakteristike.Na malim opterećenjima energetska efikasnost motora je po pravilu lošija.
n(o/min)
M (Nm)gE = gE1 = const (npr. 190 g/kWh)
gE = gE2 = const
gE = gE6 = const (npr. 500 g/kWh)
gE = gE3 = const
gE = gE5 = constgE = gE4 = const
gE1< gE2 < gE3 < ...
MA
nA
A
(ηE1> ηE2 > ηE3 > ...)
![Page 19: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/19.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
Teretno vozilo se na horizontalnom putu kreće konstantnom brzinom v=90 km/h (25 m/s).
Odrediti u kom stepenu prenosa bi vozilo trebalo da se kreće kako bi potrošnja goriva bila minimalna.
POZNATO:
- masa vozila m = 40000 kg- podloga: odlična asfaltna, f = 0.006 = const- čeona površina A = 9 m2
- koef. otpora vazduha cW = 0.6- prenosni odnosi: iX = 1.7, iXI = 1.3 iXII = 1, ig = 2.9- stepen korisnosti transmisije usvojiti ηTR≈ 1- klizanje zanemariti (s=0)- dinamički radijus pogonskih točkova rD = 0.5 m- gustina vazduha ρv = 1.02 kg/m3
- gustina goriva ρg = 850 kg/m3
M
2000
2000
1000
1000
(Nm)
n(o/min)
190
g/kWh
195200
210
230
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 20: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/20.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
Teretno vozilo se na horizontalnom putu kreće konstantnom brzinom v=90 km/h (25 m/s).
Odrediti u kom stepenu prenosa bi vozilo trebalo da se kreće kako bi potrošnja goriva bila minimalna.
POSTUPAK:
• Izračunati otpore kretanja• Odrediti potrebnu obimnu silu• Odrediti radne tačke motora (moment M i
broj obrtaja n) za sva tri stepena prenosa• Očitati vrednosti specifične efektivne
potrošnje goriva za sve tri radne tačke• Odrediti tačku sa najnižom specifičnom
efektivnom potrošnjom goriva• Odrediti snagu motora• Izračunati potrošnju goriva u [l/100km]
M
2000
2000
1000
1000
(Nm)
n(o/min)
190
g/kWh
195200
210
230
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 21: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/21.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
Obimna sila na pogonskim točkovima FO (N):
vfO FFF +=
( )NvAcfgmF vO 65.40752592
02.16.0006.081.940000
2
22 =⋅⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅=ρ
Obrtni moment na motora Obrtni moment na motora M (Nm)M (Nm)
Broj obrtaja motora Broj obrtaja motora n (o/min)n (o/min)
d
ugm
r
iiMF
η⋅⋅⋅=0
→→→→ 192
50654075
⋅⋅
⋅=
η⋅⋅
⋅=
...
mugm
dO
iii
rFM →→→→
iX = 1.7 iXI = 1.3 iXII = 1
M= 413 M= 541 M= 703
mg
d
ii
nrv
⋅
⋅⋅= 377.0 →→→→
5.0377.0
9.290
377.0 ⋅
⋅⋅=
⋅
⋅⋅= m
d
mg i
r
iivn →→→→
iX = 1.7 iXI = 1.3 iXII = 1
n=2354 n=1800 n=1385
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 22: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/22.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
iX = 1.7 iXI = 1.3 iXII = 1
M= 413 M= 541 M= 703
iX = 1.7 iXI = 1.3 iXII = 1
n=2354 n=1800 n=1385
M
2000
2000
1000
1000
(Nm)
n(o/min)
190
g/kWh
195
200
210
230
703
1385
541
1800 2354
413iX
iXI
iXII
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 23: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/23.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
M
2000
2000
1000
1000
(Nm)
n(o/min)
190
g/kWh
195
200
210
230
703
1385
541
1800 2354
413iX
iXI
iXII
X stepen prenosa XI stepen prenosa XII stepen prenosaXII stepen prenosa
van opsega rada motora!!!
gE=240g/kWh ggEE==198198g/kWhg/kWh
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 24: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/24.jpg)
RAČUNSKO ODREĐIVANJE POTROŠNJE GORIVA – PRIMER
Određivanje litarske potrošnje
Potrebna snaga motora za date uslove kretanja P (kW)
u
O vFP
η⋅
⋅=
3600=
⋅
⋅=
13600
9065.4075P→→→→ 101.8913 (kW)
Potrošnja goriva (l/100km)
v
Pgpotr E ⋅
=
( )
=
=
⋅⋅⋅
=km
kg
m
kg
s
m
s
hkW
kWh
kg
potr100
4.2200024.0
25
3600
1 101.8913198.0
≈
=km
l
l
kg
km
kg
potr100
4.26
85.0
1004.22
DRUGI NAČIN:
9554
nMP motmot
mot
⋅=
→ kg/h → kg/s
→ m/s
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
![Page 25: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/25.jpg)
Realizacija tangencijalne reakcije točka: klizanje i prijanjanje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Primena: pogonski i kočeni točak
• Za točak koji se kotrlja bez klizanja važi: v = rD⋅ωT
• Ukoliko je v ≠ rD⋅ωT ⇒ postoji klizanje
• Kod kočenog točka je v > rD⋅ωT
• Kod pogonskog točka je v < rD⋅ωT
• Kod pneumatskog točka postoji dva uzroka klizanja:
1. Deformaciono klizanje
2. Delimično ili potpuno proklizavanje kontaktne površine
![Page 26: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/26.jpg)
Realizacija tangencijalne reakcije točka: klizanje i prijanjanje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
vteor = rD⋅ωT je teorijska brzina pogonskog ili kočenog točka
Izraz za klizanje kočenog točka:
Izraz za klizanje pogonskog točka:
vωr
1vωrv
s TDTD ⋅−=
⋅−=
TDTD
TD
ωrv
1ωr
vωrs
⋅−=
⋅
−⋅=
s = 0: slobodan točaks = 1 (tj. 100%): blokirani kočeni točak, ili pogonski točak koji se obrće u
mestu
vs vs
KOČENI POGONSKI
vs = |v - rD⋅ωT| - brzina klizanja
![Page 27: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/27.jpg)
Realizacija tangencijalne reakcije točka: klizanje i prijanjanje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Koeficijent prijanjanja ϕ: odnos između realizovane obimne ili kočne sile, i vertikalnog opterećenja točka / osovine
POGONSKI TOČAK KOČENI TOČAK
D
TO r
MF =
D
KK r
MF =
POGONSKI MOMENT
KOČNI MOMENT
ϕ
ϕGFO=
ϕ
ϕGFK=
VERTIKALNO OPTEREĆENJE
![Page 28: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/28.jpg)
Realizacija tangencijalne reakcije točka: klizanje i prijanjanje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Adheziona težina Gϕ za slučaj pogona
Gϕ = GP Gϕ = GZ Gϕ = G = GP + GZ
FOMAX,ϕ ⇒ αMAX, aMAX, vMAX, FPVMAX - sa stanovišta prijanjanja
Adheziona težina za slučaj kočenja: Gϕ = G (koče sve osovine)
Prednji pogon Zadnji pogon 4 x 4
![Page 29: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/29.jpg)
Realizacija tangencijalne reakcije točka: klizanje i prijanjanje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Koeficijent prijanjanja ϕ zavisi od klizanja s
ϕ
s
ϕMAX
1
100%
∼0,1
(10%)
FO(K)MAX = ϕMAX ⋅ Gϕ
Suva čvrsta podloga: ϕMAX ∼ 0,8 ÷ 1,2
Poledica: ϕMAX ∼ 0,1
1 21 – pretežno deformaciono klizanje2 – proklizavanje cele kontaktne površine
![Page 30: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/30.jpg)
Određivanje maksimalnog uspona sa aspekta prijanjanja
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Fα
G
FOFfP
FfZ
FOMAX = Ff + FαMAX = G⋅(f⋅cosαMAX + sinαMAX)
FW ≈ 0FIN = 0
FOMAX = ϕMAX ⋅ Gϕ
sinαGl
hcosαG
l
lG TZ
P ⋅⋅−⋅⋅=
sinαGl
hcosαG
l
lG TP
Z ⋅⋅+⋅⋅=
GP
GZ
- potrebna obimna sila
- raspoloživa obimna sila sa aspekta prijanjanja
![Page 31: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/31.jpg)
Određivanje maksimalnog uspona sa aspekta prijanjanja
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
0
200
400
600
800
1000
1200
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
G(N
)
αααα
ϕMAX ⋅ GP
- potrebna obimna sila
ϕMAX ⋅ GZ
ϕMAX ⋅ G⋅cosα
αMAX - prednji pogon
αMAX - zadnji pogon
αMAX – 4x4
G= 1350 daNlP= 1100 mm
lZ= 1400 mm
hT= 550 mm
ϕMAX= 0.8
![Page 32: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/32.jpg)
Kočenje: faze kočenja
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
a (m/s2)
v (m/s)
s (m)
s1
s2
s3
t (s)
t (s)
t (s)
t1
t2 t3
ti
aP
t1 – vreme zakašnjenja
reakcija vozača ~0,6÷0,7 s
odziv sistema ~0,05 s
t2 – vreme aktiviranja sistema
t0 ~0,15 s
t3 – vreme punog usporenja
ti – izgubljeno vreme (def.)
2t
tt 21i +≡
sZ
aP – puno (maksimalno) usporenje
v0 – početna brzina
sZ = s1 + s2 + s3 – put zaustavljanja
tZ = t1 + t2 + t3 – vreme zaustavljanja
v0
Ubrzanje, brzina i put u toku vremena
v1=v0v2
v3=0
s3=sK, t3=tK – VREME / PUT KOČENJA
![Page 33: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/33.jpg)
Kočenje: put kočenja, put zaustavljanja i “izgubljeno vreme”
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
P
20
i0Z a2v
tvs⋅
+⋅=
)2t
t(t 21i +≡
Uticaj vozača i konstr. karakteristika
kočnog sistema
Kočenje pri punom usporenju aP
Dobijeno rešenje je ekvivalentno slučaju kada kočenje počinje tek nakon vremena ti (vozilo se za to vreme kreće nepromenljivom početnom brzinom v0), a potom odmah započinje kočenje sa punim usporenjem aP.
- IZGUBLJENO VREME
P
20
K a2v
s⋅
= - Put kočenja
- Put zaustavljanja
![Page 34: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/34.jpg)
Kočenje: put kočenja, put zaustavljanja i “izgubljeno vreme”
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
a (m/s2)
t (s)
t (s)
t1
ti
2t
tt 21i +≡
ti
Interpretacija pojma “izgubljeno vreme”: ekvivalentne kočne performanse
a (m/s2)
![Page 35: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/35.jpg)
Kočenje: put kočenja, put zaustavljanja i “izgubljeno vreme”
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
v0 [km/h] v0⋅ti [m] sK [m] sZ [m]40 11.1 7.7 18.880 22.2 30.9 53.1
120 33.3 69.4 102.8
PRIMER: Put kočenja (sK) i put zaustavljanja (sZ) za ti = 1 sec i aP = 8 m/s2
v0 [km/h] v0⋅ti [m] sK [m] sZ [m]40 11.1 12.3 23.580 22.2 49.4 71.6
120 33.3 111.1 144.4
Za aP = 5 m/s2 (slabije prijanjanje ili lošiji kočni sistem):
![Page 36: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/36.jpg)
Kočenje: osovinske reakcije
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Gsinαg
a
l
hcosα
l
lG TZ
P ⋅
±⋅+⋅=
Gg
a
l
h
l
lG TZ
P ⋅
⋅+=
Gg
a
l
h
l
lG TP
Z ⋅
⋅−=
Na horizontalnoj podlozi važi:
Gsinαg
a
l
hcosα
l
lG TP
Z ⋅
±⋅−⋅=
+ na nizbrdici
- na uzbrdici
• Zadnja osovina rasterećena• Prednja dodatno opterećena
![Page 37: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/37.jpg)
Kočenje: iskorišćenje prijanjanja i maksimalno usporenje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
FKMAX = ϕMAX ⋅ Gϕ
Prednja osovina: FKMAX,P = ϕMAX ⋅ GP
Zadnja osovina: FKMAX,Z = ϕMAX ⋅ GZ
Ukoliko je ϕP = ϕZ = ϕMAX tada je:
m⋅a = (G/g)⋅a = FKP + FKZ = ϕMAX ⋅ (GZ + GP) = ϕMAX ⋅ G
aMAX = ϕMAX ⋅ g
zga
≡ - kočni koeficijent (oznaka korišćena u EU i ECE regulativi)
zMAX = ϕMAX
![Page 38: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/38.jpg)
Kočenje: iskorišćenje prijanjanja i maksimalno usporenje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
Da bi bio ostvaren uslov ϕP = ϕZ = ϕMAX mora biti:
FFKPKP / / FFKZKZ = = GGPP / G/ GZZ
Ovo nije uvek ostvarljivo.
ϕZ < ϕMAX
- kočni sistem mora obezbediti regulaciju raspodele kočnih sila
ϕP = ϕMAX
FKZ < FKZMAX FKP = FKPMAX
a = aGR – granično usporenje
(najveće usporenje pri datoj
konfiguraciji kočnog sistema)
(FKP + FKZ) < (FKP + FKZ)MAX
aGR < aMAX
![Page 39: JEDNA ČINA KRETANJA VOZILA U UZDUŽNOM · PDF fileδ - koeficijent u češ ća obrtnih masa pri ubrzavanju m = G/g – masa vozila a – ubrzanje vozila D T O r M F =](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013107/5a6fc3797f8b9aa7538b60db/html5/thumbnails/39.jpg)
Kočenje: iskorišćenje prijanjanja i maksimalno usporenje
FTN Novi SadKatedra za motore i vozila
Drumska vozilaDeo 3: Teorija kretanja vozila
1z
z
z
MAX
Gr
MAX
GrK ≤
ϕ==η - efikasnost kočenja
MAXK
20
GR
20
K g2v
a2v
sϕη ⋅⋅⋅
=⋅
=
PRIMER: za v0 = 60 km/h i ϕMAX = 0.8:ηK = 0.85 ⇒ sK = 20.8 mηK = 1 ⇒ sK = 17.7 m