46
FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje Kočenje - uvod Aspekti razmatranja procesa kočenja: Dinamičke performanse vozila pri kočenju PREDMET PROUČAVANJA DINAMIKE VOZILA Konstruktivne karakteristike kočnog sistema i njihov uticaj na kočne performanse vozila Uticaj vozača i uslova okoline na proces kočenja Pouzdanost, habanje i vek trajanja elemenata kočnog sistema (uticaj ispravnosti sistema na kočne performanse) Vibracije i buka pri kočenju (komfor) itd.

FTN Novi Sad Teorija kretanja drumskih vozila Katedra za motore …mehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2015/06/P13-kocenje.pdf · Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

  • Upload
    others

  • View
    20

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Kočenje - uvod

Aspekti razmatranja procesa kočenja:

• Dinamičke performanse vozila pri kočenju PREDMET PROUČAVANJA DINAMIKE VOZILA

• Konstruktivne karakteristike kočnog sistema i njihov uticaj na kočne performanse vozila

• Uticaj vozača i uslova okoline na proces kočenja

• Pouzdanost, habanje i vek trajanja elemenata kočnog sistema (uticaj ispravnosti sistema na kočne performanse)

• Vibracije i buka pri kočenju (komfor)

• itd.

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Zadaci kočenja:

• smanjenje brzine vožnje (po potrebi do zaustavljanja) od interesa za DINAMIKU VOZILA

• sprečavanje povećanja brzine (na uzdužnom nagibu - nizbrdici) od interesa za razmatranje toplotnog opterećenja kočnog sistema

• držanje zaustavljenog vozila u mestu statički problem

Parametre procesa kočenja / kočne performanse određuje regulativa:

• norme ECE13

• Pravilnik o podeli motornih i priključnih vozila i tehničkim uslovima za vozila u saobraćaju na putevima (čl. 26. – 40.)

Kočenje - uvod

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

MK

FX

GT

rD

e

RZ

RX

FK – kočna sila na točku fiktivna (računska!) veličina

K

D

K Fr

M definicija

PODSETNIK: KOČENI TOČAK PRI USTALJENOM KRETANJU (v=const)

Slučaj: kočenje na nizbrdici radi održavanja brzine

Tangencijalna reakcija kočenog točka

T

DD

KX G

r

e

r

MR

RX = FK + Ff stvarna tangencijalna reakcija na kočenom točku

Tangencijalna reakcija kočenog točka jednaka je odnosu kočnog momenta i dinamičkog radijusa točka, uvećanom za vrednost otpora kotrljanja.

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Tangencijalna reakcija kočenog točka

MK

FX

GT

rD

e

RZ

RX

KOČENI TOČAK PRI USPORENOM KRETANJU (a<0)

Analogija sa ubrzanjem: deo kočnog momenta se “troši” na usporavanje obrtnih masa, ostatak je na raspolaganju za translatorno usporenje – RX; otpor kotrljanja pomaže kočenju!

D

KK

r

MF

RX = FK + Ff - stvarna tangencijalna reakcija na kočenom točku pri usporenom kretanju

Druga jednačina ravanskog kretanja za točak:

KfXDC MMRrωJ

Mf = eGT

D

C

r

ωJ

UTICAJ MOMENTA INERCIJE

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

RXMAX = MAXG

G - vertikalno opterećenje kočene osovine

Kao i kod pogonskog točka često se koristi pojednostavljenje:

FKMAX MAXG

Tangencijalna reakcija kočenog točka

MK

FX

GT

rD

e

RZ

RX

MAKSIMALNE VREDNOSTI SILE KOČENJA

Iz uslova prijanjanja između pneumatika i podloge sledi:

Česta greška u literaturi:

FKMAX = (MAX + f)G

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Energija, rad, snaga kočenja

Energetski bilans pri kočenju:

dEK = – dAKOČ – dAf – dAW – d

dEK – elementarna promena kinetičke energije vozila

dAKOČ – elementarni rad kočenja

dAf – elementarni rad sile otpora kotrljanja

dAW – elementarni rad sile otpora vazduha

d – elementarna promena potencijalne energije sile gravitacije

dEK = d(mv2/2)

dAKOČ = FKds

dAf = Ffds

dAW = FWds

d = mgdh = mgsinds

D

KK

r

MF

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Energija, rad, snaga kočenja

Energija koja se može skladištiti rekuperativnim kočenjem:

EREK = REK dAKOČ

dAKOČ = |dEK| – dAf – dAW – d

Otpori kretanja “smetaju” da se sva kinetička energija uskladišti za ponovnu upotrebu!

A tu je još i neminovno REK < 1...

(dEK < 0 !)

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Energija, rad, snaga kočenja

αWfK FFFFag

RAD SILE KOČENJA: AKOČ = PKOČdt = FKvdt

Interpretacija preko bilansa sila

FK = FKP + FKZ – raspodela nas (trenutno!) ne interesuje

Ff = FfP + FfZ

D

KK

r

MF

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Energija, rad, snaga kočenja

a ma

FKP + FfP

FKZ + FfZ

FW

αWfK FFFFag

Posmatramo dva slučaja:

1) v=const, a=0; 2) a=const

Usvaja se: FW 0

RAD SILE KOČENJA: A = Pdt = FKvdt

1. α = 7% (tg α = 0,07 α 4); m = 16 t; f = 0,007; v = 30 km/h = const;

dužina puta L = 6 km ( trajanje 12 minuta, H = 420 m)

SNAGA KOČENJA: P = 84 kW; RAD KOČENJA: A = 60500 kJ

2. α = 0; m = 16 t; f = 0,007; v0 = 60 km/h; a = 5 m/s2 ( trajanje 3,3 s); 1;

SREDNJA SNAGA KOČENJA: PSR = 657 kW;

RAD KOČENJA: A = 2189 kJ

FK = ma - mgf + mgsin

Primer

= 1

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Energija, rad, snaga kočenja

1. SNAGA KOČENJA: P = 84 kW; trajanje 12 min;

RAD KOČENJA: A = 60500 kJ

HIPOTETIČKI PORAST TEMPERATURE FRIKCIONIH ELEMENATA: 400C

NEOPHODNA UPOTREBA RETARDERA!

2. SREDNJA SNAGA KOČENJA: PSR = 657 kW; trajanje 3,3s;

RAD KOČENJA: A = 2189 Kj

PORAST TEMPERATURE: 2025C

VAŽEĆI EVROPSKI I DOMAĆI PROPISI ZA RETARDER: podaci iz prethodnog primera pod 1)

α = 7%; m = 16 t; f = 0,007; v = 30 km/h = const na deonici puta dužina puta dužine L = 6 km

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

Prva faza – zakašnjenje, obuhvata:

• psihofizičku reakciju vozača

• odziv kočnog sistema – do trenutka početka porasta sile kočenja (poništavanje zazora, elastične deformacije elemenata, porast pritiska...)

Trajanje prve faze: t1 = vreme zakašnjenja

Druga faza – aktiviranje sistema

• porast pritiska, uspostavljanje reakcija veze na pojedinim elementima uključujući točak

Trajanje druge faze: t2 = vreme aktiviranja sistema

Treća faza – puno usporenje, a = aP

• sile kočenja dostigle punu vrednost dostignuto puno usporenje

Trajanje treće faze: t3 – vreme kočenja sa punim usporenjem

Napomena: puno usporenje je vrednost koja odgovara datom pritisku u hidrauličkom sistemu (tj. pritisku na pedalu kočnice); ne podrazumeva se obavezno da je reč o maksimalno mogućoj vrednosti sa stanovišta iskorišćenja prijanjanja

Proces kočenja se odvija po fazama:

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

Ukupni pređeni put i potrebno vreme za zaustavljanje vozila:

sZ – put zaustavljanja

tZ – vreme zaustavljanja

Pređeni put i vreme u fazi punog usporenja:

sK – put kočenja

tK – vreme kočenja

Prva faza – zakašnjenje, i druga faza – aktiviranje sistema

Zbog subjektivnog uticaja vozača i većeg broja parametara vozila koji se teško mogu uzeti u obzir, koriste se empirijski / statistički podaci.

Treća faza – vreme punog usporenja (sK,tK), a = aP

Vrši se analitičko razmatranje prema zakonima mehanike i dinamike vozila.

OBUHVATA SVE TRI FAZE

OBUHVATA SAMO FAZU PUNOG USPORENJA

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

Ukupni pređeni put i potrebno vreme za zaustavljanje vozila:

sZ – put zaustavljanja

tZ – vreme zaustavljanja

Pređeni put i vreme u fazi punog usporenja:

sK – put kočenja

tK – vreme kočenja

Prva faza – zakašnjenje, i druga faza – aktiviranje sistema

Zbog subjektivnog uticaja vozača i većeg broja parametara vozila koji se teško mogu uzeti u obzir, koriste se empirijski / statistički podaci.

Treća faza – vreme punog usporenja (sK,tK), a = aP

Vrši se analitičko razmatranje prema zakonima mehanike i dinamike vozila.

OBUHVATA SVE TRI FAZE

OBUHVATA SAMO FAZU PUNOG USPORENJA

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

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.)

2

ttt 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=v0 v2

v3=0

s3=sK, t3=tK – VREME / PUT KOČENJA

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

Izmerene krive usporenja – stvarni izgled

Izvor: Uroš Branković, MSc rad

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

a (m/s2)

v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

t1

t2 t3

ti

a = aP

sZ

v1 = v0

v2 v0

Kinematičke relacije

tt

aa

2

P

2

t

t

avv(t)

2

2

P0

tavv(t) P2

tv(t)s 01

6

t

t

atv(t)s

3

2

P02

2

tatv(t)s

2

P23

a=0

2

tavv 2P

02

2

t

a

vt 2

P

03

Cilj: analiza procesa kočenja u funkciji ulaznih parametara: v0, aP, t1, t2

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

sZ

101 tvs

1. FAZA – t1

2. FAZA – t2

3. FAZA – t3

Pređeni put po fazama

22

P202 t

6

atvs

8

ta

2

tv

a2

v

a2

vs

22P20

P

20

P

22

3

tv(t)s 01

6

t

t

atv(t)s

3

2

P02

2

tatv(t)s

2

P23

vreme trajanja: t=t1

vreme trajanja: t=t2

vreme trajanja : t=t3

p

22

3a2

vsdsadvv

dv

ds

dt

dv

dt

dsv

2

tavv 2P

02

a = aP = const

Umesto da smenjujemo izraz za t3 koristimo jednostavniju relaciju:

Želimo da ukupni put zaustavljanja (sZ=s1+s2+s3) izrazimo u funkciji zadatih veličina: v0, aP, t1, t2

t3 nije nezavisno već se izračunava iz zadatih veličina

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

PUT ZAUSTAVLJANJA: sZ = s1+s2+s3

0 24

ta

a2

v)

2

t(tvs

22P

P

202

10Z

P

20

i0Za2

vtvs

)2

tt(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

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

a (m/s2)

t (s)

t (s)

t1

ti

2

ttt 21i

ti

Interpretacija pojma “izgubljeno vreme”: ekvivalentne kočne performanse

a (m/s2)

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

PUT ZAUSTAVLJANJA:

P

20

i0Za2

vtvs

PUT KOČENJA: P

20

Ka2

vs

Određivanje puta kočenja i puta zaustavljanja

Statistika, empirija…

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

s

Optimalno kočenje – potpuno iskorišćenje raspoloživog prijanjanja

Nedovoljno kočenje – nedovoljno iskorišćenje prijanjanja

Suvišno kočenje – nedovoljno iskorišćenje prijanjanja, gubitak upravljivosti / stabilnosti

MAX

S

Podsetnik:

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

0

RX = G

= 0

= MAX

= S

s=1 tj. s=100% - blokiran točak

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

s

MAX

S

RX = G

Obe osovine koče sa

Jedna osovina koči sa , druga sa ili

Obe osovine koče sa ili

Mogući slučajevi:

POTPUNO ISKORIŠĆENJE PRIJANJANJA

NEPOTPUNO ISKORIŠĆENJE PRIJANJANJA

= 0

= MAX

= S

0

Od čega to zavisi?

s=1 tj. s=100% - blokiran točak

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

UTICAJ KONSTRUKCIJE KOČNOG SISTEMA

• Posmatra se hidraulični kočni sistem bez regulacije pritiska po osovinama / točkovima

• Kočni moment raste proporcionalno porastu normalne sile između frikcionih i obrtnih elemenata

• Ova normalna sila raste proporcionalno porastu pritiska u kočnoj instalacji pi

• Može se usvojiti:

MKP = CP pi – kočni moment na prednjoj osovini

MKZ = CZ pi – kočni moment na zadnjoj osovini

CP, CZ – karakteristike kočnog sistema

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

UTICAJ KONSTRUKCIJE KOČNOG SISTEMA

MKP = CP pi – kočni moment na prednjoj osovini

MKZ = CZ pi – kočni moment na zadnjoj osovini

CP, CZ – karakteristike kočnog sistema

CP, MKP

CZ, MKZ

p = pi

Izvor: Wallentowitz

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

UTICAJ KONSTRUKCIJE KOČNOG SISTEMA

Iz prethodnog sledi:

pi = MKP / CP

Odnosno, pošto u celoj instalaciji vlada pritisak pi:

MKZ = (CZ / CP) MKP = const MKP

Dakle: vrednost FK na jednoj osovini diktira i FK na onoj drugoj!

Npr. ako odaberemo FKP tako da bude P = MAX, tada će FKZ imati neku vrednost, zavisnu od FKP, za koju je u opštem slučaju Z < MAX!

s

MAX

S 0

Odnosno: ako podesimo P = MAX, u opštem slučaju se neće “potrefiti” da istovremeno bude i Z = MAX nego će biti Z < MAX!

Za posmatrani kočni sistem, u opštem slučaju raspoloživo prijanjanje na bar jednoj osovini neće biti u potpunosti iskorišćeno!

Put kočenja duži od najmanjeg fizički mogućeg!

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

Uvode se oznake:

zg

a - kočni koeficijent (oznaka korišćena u EU i ECE regulativi)

aMAX – maksimalno usporenje ostvarljivo pri potpunom iskorišćenju prijanjanja na obe osovine - P = Z = MAX

aGr aMAX – granično (najveće) usporenje ostvarljivo u posmatranim uslovima (vozilo, kočni sistem, podloga - ,)

aP aGr – puno usporenje za dati pritisak u kočnom sistemu (stacionarna vrednost)

zMAX = aMAX / g; zGr = aGr / g; zP = aP / g

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

Jednačina kretanja vozila u izvornom obliku (II Nj. z.):

RX = G = FK + Ff -

D

EKV

r

ωJ

Tangencijalna reakcija kočenog točka:

Posmatrajući slučaj =0 i usvajajući FW0, dobijamo:

Gz = PGP + ZGZ

Stvarne tangencijalne reakcije točkova obuhvataju uticaj:

• kočnog momenta

• otpora kotrljanja

• inercije obrtnih masa ( koef. se ne pojavljuje u j-ni kretanja!)

ma = Fi Gz = PGP + ZGZ + FW - Gsin

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

Gz = PGP + ZGZ

G

GGz ZZPP

Odavde sledi vrednost kočnog koeficijenta:

G

GGz MAXZZPP

Gr

Od slučaja do slučaja...

Ovaj izraz se obično ne koristi u praksi...

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

G

GGz MAXZZPP

Gr

s

Z

P

s

Z

P

s

Z P

ikonica: tiresofallonmo.com

?

Slučaj Z > S

Slučaj Z < S

Umereno kočenje – nije od interesa za analizu iskorišćenja prijanjanja

Prednji točkovi na punom prijanjanju

Prednji točkovi blokirali

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

s

z = zGr

U praksi (regulativa!) se za režim z = zGr usvaja slučaj kada:

• jedna osovina koči sa MAX

• točkovi druge osovine koče bez blokiranja

bez obzira na to što u pojedinim slučajevima pri blokiranim točkovima može da se ostvari z koje je nešto veće od ovako definisanog zGr!

s

z zGr “”

< = >

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

MAXZPMAXZMAXPMAX

MAXG

)G(G

G

GGz

Uslov za aMAX odnosno zMAX je:

P = Z = MAX

zMAX = MAX ga MAXMAX

s

MAX

S

Primećujemo: kada obe osovine blokiraju tada je

P = Z = S

z = S, a = Sg

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

1z

z

z

MAX

Gr

MAX

GrK

- efikasnost kočenja

• Efikasnost kočenja nije stalni parametar već zavisi od podloge i uslova opterećenja vozila

• Pri konstantnoj raspodeli FKP / FKZ, za date parametre vozila (lP, lZ, hT) postoji tačno jedna vrednost MAX za koju će biti K = 1 tj. zGr = zMAX = MAX

pokazaćemo u nastavku

zGr = K zMAX = K MAX

aGr = K aMAX = K MAX g

| g

Dakle: vrednost K = 1 se praktično može ostvariti samo na jednoj vrsti podloge.

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

Najkraći put kočenja u posmatranim uslovima – aP = aGr:

MAXK

20

P

20

Kg2

v

a2

vs

aP = aGr = K aMAX = g K zMAX = g K MAX

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Optimalna raspodela sila kočenja

Pri optimalnoj raspodeli sile kočenja moraju biti proporcionalne osovinskim opterećenjima.

FKP,MAX RXMAX,P = MAX GP FKZ,MAX RXMAX,Z = MAX GZ

Zanemarujući uticaj otpora kotrljanja (Ff << FK) i momenata inercije točkova, važi:

Odavde dalje sledi da pri optimalnoj raspodeli mora biti:

FKP / FKZ = GP / GZ

Kako rasporediti sile kočenja na prednju i zadnju osovinu tako da se dobije P = Z? (Od posebnog interesa je naravno slučaj = MAX)

GP i GZ su promenljive za optimalno iskorišćenje prijanjanja nezavisno od eksploatacionih parametara, mora postojati mogućnost nezavisne regulacije FKP i FKZ.

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

OSOVINSKE REAKCIJE PRI KOČENJU

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

Optimalna raspodela sila kočenja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Uslov punog iskorišćenja raspoloživog prijanjanja:

P = Z = MAX

Važi: Z

KZZ

P

KPP

G

F;

G

F

P = Z Z

KZ

P

KP

G

F

G

F

z)h(ll

G

F

z)h(ll

G

F

TP

KZ

TZ

KP

KP

TZ

TPKZ F

zhl

zhlF

Već sada uočavamo: optimalna raspodela zavisi od usporenja i položaja težišta – što se menja u toku eksploatacije!

Napomena: z takođe nije nezavisna promenljiva već zavisi od FKP i FKZ za određivanje optimalne raspodele potrebno je eliminisati z iz izraza!

Optimalna raspodela sila kočenja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Dalje važi: FKP + FKZ = Gz (bilans sila pri kočenju, za RXFK)

Odavde je: KP

TZ

TPKP F

zhl

zhlFzG

Sređivanjem se dobija: GhTz2 + GlZz - FKPl = 0 0

h

l

G

Fz

h

lz

T

KP

T

z2

Rešenje kvadratne jednačine:

vrednost z za zadatoFKP, pri optimalnoj raspodeli sila kočenja T

KP

2

T

z

T

z

h

l

G

F

h2

l

h2

lz

(razmatramo slučaj optimalne raspodele!)

G

F

h

l

G

F

h2

l

h2

l

G

F KP

T

KP

2

T

z

T

zKZ

zavisnost između FKP i FKZ pri

optimalnoj raspodeli sila kočenja

Drugo rešenje kvadratne jednačine otpada jer je podrazumevano da je z > 0!

Optimalna raspodela sila kočenja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Dobijena zavisnost može se zapisati i u formi:

Optimalna raspodela sila kočenja

KP

T

z

T

KP

2

T

zKZ F

h2

lG

h

lGF

h2

lGF

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Optimalna raspodela sila kočenja

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

FKP (N)

FK

Z (

N)

PODRUČJE Z > P

PODRUČJE P > Z

KRIVA P = Z

Kriva menja oblik pri promeni lP, lZ, hT i !

Optimalna raspodela sila kočenja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Kočne sile po jedinici težine vozila

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

FKP/G

FK

Z/G

Linije z=const

z=0,2

z=0,4 z=0,6 z=0,8 z=1 z=1,2

G

Fz

G

F KPKZ Jednačine linija konstantnog usporenja: FKP + FKZ = Gz

Optimalna raspodela sila kočenja

PODRUČJE Z > P

PODRUČJE P > Z

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

FK

Z/G

FKP/G

Optimalna i linearna raspodela sila kočenja

Pri datoj linearnoj zavisnosti optimalna raspodela se ostvaruje samo u tački z1,05; za ovo mora biti MAX=z=1,05; ako je MAX<1,05, prvo blokiraju prednji točkovi, i obrnuto

Optimalna raspodela sila kočenja

PODRUČJE Z > P

PODRUČJE P > Z

Posmatramo primer linearne raspodele

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Optimalna i linearna raspodela sila kočenja

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

FKP/G

FK

Z/G

Ako je na primer: MAX = 0,6 zMAX = 0,6

Za prikazanu linearnu raspodelu biće: zGr 0,52

Optimalna raspodela sila kočenja

NEISKORIŠĆEN POTENCIJAL NA ZADNJOJ OSOVINI

P > Z:

P = MAX , Z < MAX

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Optimalna i linearna raspodela sila kočenja

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

FKP/G

FK

Z/G

Za prikazanu linearnu raspodelu biće: zGr 1,055

Optimalna raspodela sila kočenja

z > p:

z = MAX , p < MAX

NEISKORIŠĆEN POTENCIJAL NA PREDNJOJ OSOVINI

Ako je na primer: MAX = 1,15 zMAX = 1,15

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Optimalna raspodela sila kočenja

Dodatni problem u realizaciji optimalne raspodele:

• nelinearnost kočnog momenta (doboš kočnice);

• varijacije kočnog momenta zbog varijacije temperature i brzine klizanja za vreme procesa (uticajni faktori za !), itd.

Izvor: Gillespie

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Uticaj raspodele kočnih sila na upravljivost i stabilnost vozila

Prema ECE13 zahteva se da prvi blokiraju prednji točkovi [izvor: J.Todorović, Kočenje m.v.]

Blokiranje prednjih točkova gubitak upravljivosti

(povoljnija reakcija sa stanovišta netreniranog vozača)

Blokiranje zadnjih točkova gubitak stabilnosti

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje

Uticaj blokiranja točkova na upravljivost

Vođenje vozila po zadatoj putanji BOČNA REAKCIJA NA TOČKU

Blokiranje točka NEMOGUĆNOST REALIZACIJE BOČNE SILE

K

2

R

vm

Blokiranje prednjih točkova GUBITAK UPRAVLJIVOSTI

Blokiranje zadnjih točkova GUBITAK STABILNOSTI

Povoljnija situacija za netreniranog vozača!

SPREG

Obezbeđenje bočne reakcije na obe osovine UPRAVLJIVO I STABILNO VOZILO