Projektovanje i koncipiranje privrednih vozilamehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2016/01/06-projektovanje-TMV.pdf · Projektovanje i koncipiranje privrednih vozila •

Motorna vozila

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Projektovanje i koncipiranje privrednih vozila

• Privredna vozila se proizvode u manjim serijama nego putnički automobili i mala teretna vozila (N1).

• Kombinovanjem velikog broja različitih unificiranih modula i agregata, istih ili različitih proizvođača, moguće je prilagoditi konstrukciju novog vozila potrebama (željama i mogućnostima) korisnika.

• U procesu naručivanja novog vozila primenjuje se jedan vid projektovanja budućeg vozila, napravljenog od predviđenih i mogućih kombinacija modula i agregata. agregata.

• Za konfigurisanje se po pravilu koriste namenski fabrički softveri ili on-line aplikacije, onemogućeno je formiranje neadekvatnih kombinacija, dozvoljavajući samo one opcije koje su usklađene sa prethodnim izborom.

• Moguć je i analitički (konvencionalan) pristup

1

Motorna vozila

FTN Novi Sad



U koncipiranju privrednog vozila teži se:

• što manjoj potrošnji goriva,

• što većoj nosivosti i/ili što većem prostoru za teret, ili visokoj efikasnosti u obavljanju rada,

• odgovarajućim manevarskim sposobnostima vozila,

• udobnom radnom mestu vozača,

• dugim intervalima održavanja.

Moraju biti usklađeni

- zahtevi kupca

- tehničke (fabričke) mogućnosti nadgradnje i šasije

- zakonski normativi

2

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Namena (univerzalna ili specijalna) i radni uslovi moraju biti unapred definisani:

• dugolinijski, lokalni (regionalni) ili gradski transport,

• komunalne operacije (odvoženje smeća, pranje ulica),

• građevinske operacije i transport (kiperi ili mešalice),

• obavljanje rada (dizalica, pumpa za beton)

• količina tereta (masa i/ili dimenzije) i vrsta tereta koji se prevozi (komadni, palete, kontejneri, rasut teret, tečnost, građevinski materijal, kvarljiva roba, opasne kontejneri, rasut teret, tečnost, građevinski materijal, kvarljiva roba, opasne materije...).

3

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Razmatraju se i usklađuju sledeći faktori :

• karakteristike nadgradnje su određene namenom, a šasija vozila mora odgovarati nadgradnji;

• usklađenost sa priključnim vozilima (dužina skupa, ukupna masa skupa);

• zakonske regulative (dozvoljene mase, osovinska opterećenja, gabariti...);

• potrebna autonomija;

• željeni nivo komfora;

4

• željeni nivo komfora;

• cena vozila i troškovi eksploatacije;

• uslovi održavanja;

• unifikacija sa postojećim voznim parkom;

• naklonost robnoj marki i/ili ponuđeni povoljni uslovi...

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Za definisane karakteristike nadgradnje i vozila u celini, potrebno je odabrati šasijuod mogućih kombinacija koje su u ponudi od nekog proizvođača. U ovoj fazi usvajaju se:

• konfiguracija donjeg postroja (pogon, broj i položaj osovina, sistem za oslanjanje),

• motor i transmisija,

• vrsta i opremljenost kabine,

• ostala potrebna oprema, PTO (Power Take Off = izvod snage), već u zavisnosti • ostala potrebna oprema, PTO (Power Take Off = izvod snage), već u zavisnosti od vrste i namene budućeg vozila (dodatni uređaji kao što su hidraulička dizalica ili utovarno-istovarna platforma i sl. povećavaju upotrebljivost vozila, ali zauzimaju mesto, povećavaju masu i cenu vozila...)

5

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Osnovni parametri budućeg teretnog motornog vozila, tj. eksploatacione karakteristike vozila u celini (uslovljene tehničkim i zakonskim ograničenjima):

• maseni parametri: nosivost, osovinska opterećenja (minimalna i maksimalna),

• geometrijski parametri vozila: dimenzije celog vozila i teretnog prostora, manevarske sposobnosti,

• dinamičke karakteristike vozila (brzina, ubrzanje, potrošnja goriva...)

• ostale provere (po potrebi statička stabilnost vozila i sl.)• ostale provere (po potrebi statička stabilnost vozila i sl.)

6

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Osnovni faktori koji doprinose smanjenju potrošnje goriva teretnog motornog vozila:

• mali koeficijent otpora vazduha: spojler na krovu, sa strane, između kabine i teretnog prostora ili poluprikolice;

• karakteristike transmisije: putnu brzinu ostvariti u direktnom stepenu prenosa na obrtajima motora pri kojima je specifična potrošnja najmanja;

• primena automatizovanog menjača;

• pneumatici sa malim otporom kotrljanja;

• redovno održavanje u skladu sa fabričkim preporukama;

• imati obučenog vozača, da pravilnim načinom vožnje ostvari maksimalni učinak • imati obučenog vozača, da pravilnim načinom vožnje ostvari maksimalni učinak uz što manju potrošnju goriva;

• primena navigacije i automatizacije režima rada.

72011

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Dimenzije nadgradnje, njena masa i masa tereta (nosivost) i njihovi položaji na šasiji vozila = uticaj na položaj težišta kompletiranog vozila u uzdužnoj ravni, time i na osovinska opterećenja.

Tehničke vrednosti koje je predvideo proizvođač vozila mogu biti van dozvoljenih zakonskih vrednosti, ali u tom slučaju vozilo mora zadovoljavati lokalne zakonske zahteve. Validne su niže granice.

Primer: tehnički dozvoljeno osovinsko opterećenje pogonske osovine 15 t, dok je na putevima dozvoljeno da bude opterećena najviše do 11,5 t.

Uticaj nadgradnje i tereta na masene parametre privrednog vozila

8

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Nadgradnja i teret mogu imati uticaja i na raspodelu opterećenja između točkova leve i desne strane. Prema preporukama većine proizvođača, razlika između levog i desnog točka jedne osovine ne


desnog točka jedne osovine ne sme biti veća od 4%.

Na primer, ako je u tim uslovima opterećenje osovine 10000 kg, onda jedan točak sme biti opterećen do 5200 kg, a drugi do 4800 kg.

9

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Nosivost

Za istu najveću dozvoljenu masu teretnog vozila (NDMV) ili skupa vozila (NDMS), nosivost će biti veća što je masa praznog vozila (MPV) manja. Masa praznog vozila će se znati kada se na odabranu šasiju vozila postavi željena nadgradnja:

N = NDMV – MPV, [kg]

Oprema za poboljšanje aerodinamičnosti i udobnosti, rezervoari za gorivo,


Oprema za poboljšanje aerodinamičnosti i udobnosti, rezervoari za gorivo, oprema za manipulaciju teretom i sl., iako poboljšavaju karakteristike vozila, povećavaju masu praznog vozila.

10

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Primer: kamioni različitih koncepcija osovina i pogona (vrednosti su u kg)


Šasija 4×2 Šasija 6×2 Šasija 6×4

doz. os. opt. 7.100 / 11.500 7.100 / 11.500 / 7.100 7.500 / 11.500/ 11.500

NDMV (tehnički) 18.000 26.000 33.000

11

NDMV (tehnički) 18.000 26.000 33.000

NDMV (zakonski) 18.000 25.000 25.000

MPV 10.500 12.000 13.500

N (tehnički) 7.500 14.000 19.500

N (zakonski) 7.500 13.000 11.500

WBWB

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Primer: tegljač sa poluprikolicom (vrednosti su u kg)


TegljačMercedes-Benz 4x2 Actros

PoluprikolicaSchmitz S.CS Universal

MPV 7.480 6.330

NDMV 18.000 39.000

NDMS (tehnički) 44.000 -

12

NDMS (tehnički) 44.000 -

NDMS (zakonski) 40.000 -

N (tehnički) 10.520 (opterećenje sedla) 30.190 (NDMS tegljača)

N (tehnički) 32.670 (NDMV PP)

N (zakonski) 10.520 (opterećenje sedla) 26.190

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Osovinska optere ćenja

Nadgradnja na teretno motorno vozilo mora biti postavljena tako da kada je vozilo natovareno do svoje deklarisane nosivosti odnosno do najveće dozvoljene mase (NDMV ili NDMS u slučaju tegljača):

• osovinska opterećenja ne pređu dozvoljene vrednosti deklarisane od strane proizvođača (ali ni zakonom ograničene vrednosti)

• opterećenje prednje osovine opterećenog vozila ne sme biti ispod 20%


• opterećenje prednje osovine opterećenog vozila ne sme biti ispod 20% ukupne mase vozila

• na pogonskoj osovini ne ispod 25% ukupne mase vozila (ili skupa vozila ako je priključna prikolica).

13

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Ulazni podaci za proveru su

• podaci o razmaku osovina

• osovinskim opterećenjima nekompletiranog vozila (šasije bez nadgradnje) i

• dimenzije, masa i položaj nadgradnje.

Osovinska opterećenja postojećeg vozila dobijaju se merenjem vozila vagama za osovinsko opterećenje.

Položaj težišta vozila izračunava se na osnovu ravnoteže sume momenata za jednu osovinu.

14

Za vozila sa nadgradnjama tipa otvoreni ili zatvoreni sanduk sandučar, cisterna, kiper, hladnjača i slične konvencionalne nadgradnje u koje se teret razmešta ravnomerno po dužini tovarnog prostora, usvaja se da težina tereta jednaka nosivosti vozila deluje na sredini dužine tovarnog prostora.

Motorna vozila

FTN Novi Sad


NDMV - G0 = GT , i GP + GZ = NDMV, pri čemu mora biti GP ≤ GPdoz i GZ ≤ GZdoz

15

Uslov ravnoteže momenata za prednju osovinu u slučaju ravnomerno raspoređenog tereta po dužini tovarnog prostoraG0 · a + GT · (lK + lT/2) = GZ · l

( )Zdoz

TKTZ G

l

aG/llGG ≤

⋅++⋅= 02 analogno i za prednju osovinu

Motorna vozila

FTN Novi Sad


16

Grupe osovina zamenjuju jednom, sa ekvivalentnim položajem na mestu rezultante

dobijene prema dozvoljenim opterećenjima pojedinih osovina

l2a + l2b = l2 → l2a : l2b = GZ2doz : GZ1doz

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Neke specijalne nadgradnje (cisterne specijalnog oblika, nadgradnja za prevoz smeća, vatrogasno vozilo i sl.) mogu imati definisane položaje težišta prazne i natovarene nadgradnje.

Oprema veće težine, koja predstavlja koncentrisanu težinu kao što su:

� hidraulička dizalica ispred ili iza tovarnog sanduka,� utovarno-istovarna platforma na zadnjem delu tovarnog sanduka,� rashladni uređaj hladnjače i sl.

zahteva proveru osovinskih opterećenja vozila opterećenog do NDMV, i pored toga što je nosivost smanjena za težinu dodate opreme.

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Uslov ravnoteže momenata za prednju osovinu u slučaju poznatog položaja težišta nadgradnje sa teretom ili koncentrisane mase (dizalica i sl.)G0 · a + GT · aT = GZ · l

ZdozTT

Z Gl

aGaGG ≤

⋅+⋅= 0

analogno i za prednju osovinu

Motorna vozila

FTN Novi Sad



xSZ

GT

GPGZ

G0

a

Tegljač:

Uslov ravnoteže momenata za prednju osovinu u slučaju tegljača sa poznatim položajem oslonca sedla poluprikolice

G0 · a + GT · (l - xSZ ) = GZ · l

l

aG)xl(GG SZT

Z⋅+−⋅

= 0 ≤ GZdoz

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Primer: postavljanje platforme za prevoz vozila

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Motorna vozila

FTN Novi Sad


Dimenzije na koje utiče nadgradnja a koje su tehnički i zakonski ograničene su

• dužina vozila,

• zadnji prepust

• visina vozila

Te dimenzije će zavisiti i od načina postavljanja nadgradnje (razmak između kabine i nadgradnje, visina pomoćnog rama).

Uticaj nadgradnje i tereta na geometrijske parametre privrednog vozila

kabine i nadgradnje, visina pomoćnog rama).

Dimenzija lK je deklarisana od strane proizvođača vozila: 50 do 100 mm između najisturenije tačke na zadnjoj strani kabine i prednje strane tovarnog prostora).

22

l1l l2 lZlZ

lTlT lKlK

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Primer: postavljanje platforme za prevoz vozila

Odnos zadnjeg prepusta i razmaka osovina:

2720 / 4280 = 63,6 %

Zadnji prilazni ugao je oko 8° - donja granica 7°

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Dimenzije teretnog prostora

Dimenzije prostora za teret su ograničene zakonskim regulativama u vezi spoljašnjih gabarita teretnih vozila (L×B×H = 12,0 × 2,55 × 4,0 m i dr.). Iskorišćenje dužine vozila ili skupa vozila zavisi od potrebne dužine kabine i razmaka između vučnog i priključnog vozila. Veličina teretnog prostora i samog vozila uticaće na manevarske sposobnosti.

Osnova za određivanje veličine teretnog prostora nadgradnje opšte namene je po pravilu veličina europalete (osnova 800×1200 mm). Nominalna unutrašnja širina od 2400 mm odgovara i kombinacijama drugih standardnih dimenzija pakovanja, iako se uzima veća tolerancija zbog potrebnog zazora dimenzija pakovanja, iako se uzima veća tolerancija zbog potrebnog zazora između komada tereta.

24

Motorna vozila

FTN Novi Sad



25

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Najveća dozvoljena visina vozila ograničena na 4,00 m: za maksimum unutrašnje visine teretnog prostora potreban je donji postroj male visine (nizak profil rama i mali točkovi - profil 60).

Zbog veličine pogonske osovine kamiona i pneumatika, ograničenje je u funkciji NDMS (točkovi su 22.5"). Gornji deo blatobrana tegljača je demontažan, da ne bi dolazilo do njihovog kontakta sa donjim delom poluprikolice.

26

Tegljač MAN TGX 4x2 Low Height Tractor, visina sedla od tla H4 = 980..1010 mm. Na tegljaču normalne visine, visina sedla od tla je 1210..1240 mm

Motorna vozila

FTN Novi Sad



Prikolice i poluprikolice mogu imati manje točkove (specijalni naplaci 17.5" i pneumatici visoke nosivosti) i time više prostora po visini za teretni prostor.

Poluprikolica Schwarzmuller sa spuštenim

27

Poluprikolica Schwarzmuller sa spuštenim podom teretnog prostora, visina oslonca je ispod 1000 mm. Pneumatici 235/75 R 17.5 141J (poluprikolice sa ravnim podom imaju točkove na naplacima 22,5")

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Manevarske sposobnosti

Kritične tačke pri skretanju su prednja spoljašnja ivica, zadnja spoljašnja ivica i bok priključnog vozila na unutrašnjoj strani krivine.

Krug okretanja će biti manji ako je razmak osovina manji i ako je ugao zakretanja upravljačkih točkova veći. Ugao zakretanja upravljačkih točkova ograničen je širinom uzdužnih krakova šasije. Autobuske osovine sa nezavisnim oslanjanjem omogućavaju veće zakretanje točkova u poređenju sa kamionskim (do oko 60°).

28

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Razmak osovina za vozila sa više od dve osovine redukuje se na vrednost koja će zavisiti od konfiguracije osovina, tj. zavisiće od opterećenja osovina i od toga koja je osovina upravljana. Upravljiva pomoćna osovina (ako postoji) povećava cenu i masu praznog vozila

WB WBWB

29

WB WB

WB

WBWB

WB

WB

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Razmak osovina je kompromis između velike raspoložive dužine za teretni prostor i ostale opreme vozila bez prevelikog zadnjeg prepusta uz dobru stabilnost na pravcu sa jedne strane, i dobrih manevarskih sposobnosti, sa druge strane.

Manevarske sposobnosti su prioritet za gradske uslove eksploatacije (prevoz smeća, dostava, gradski autobusi), dok su za dugolinijski prevoz autoputevima gabariti teretnog prostora i autonomija na prvom mestu.

30

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Razmak osovina može biti definisan i dimenzijama specijalne nadgradnje (kiper, nadgradnja za prevoz smeća, standardni kontejneri i sl.) kao i zahtevom za krućom nosećom konstrukcijom zbog lokalizovanih opterećenja (kiper, dizalica i sl.).

31

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Manevarske sposobnosti

Mogućnost savladavanja prepreka je takođe bitna karakteristika, ne samo za vanputna vozila nego i za teretna vozila u specifičnim uslovima eksploatacije (visoke bankine, podzemne ili nadzemne garaže, prilazne rampe na trajektima i sl. Podizanje klirensa vodi i ka podizanju težišta vozila od tla.

32

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Putna brzina vozila

Za svaku vrstu transporta visoka putna brzina znači i kraće vreme transporta. Najveća putna brzina teretnih vozila i autobusa je zakonski ograničena

• autobusi i teretna motorna vozila do 7,5 t NDM (N2): 80 km/h, na autoputu 100 km/h;

• teretna motorna vozila preko 7,5 t NDM (N3) i za teretna motorna vozila sa priključnim vozilom: 70 km/h, na autoputu 90 km/h.

Radne karakteristike vozila

33

Putna brzina treba da se ostvari u režimu rada motora u kojem je on najefikasniji, postići pravilnim usklađivanjem odabrane transmisije (menjač, glavni prenosnik), pneumatika i motora. Sa povećanjem brzine raste i potrošnja goriva.

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Ubrzanje i savladavanje uspona

Ubrzanje i mogućnost savladavanja uspona i starta na velikom usponu su stvar bezbednosti, udobnosti i praktičnosti, ali zahtevaju motore veće snage i složenije transmisije (teže i skuplje).

Odnos snage motora i najveće dozvoljene mase vozila odnosno skupa vozila, mora biti najmanje 5 kW/t, osim za vozila za neke specijalne primene. Motori privrednih vozila imaju veću snagu od te minimalne granice i odnosi se kreću od oko 8 kW/t (10 KS po toni NDMS) pa naviše.

34

Scania R730 8X4/2 Streamline: 537 kW

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Ubrzanje i savladavanje uspona

Ubrzanje i mogućnost savladavanja uspona i starta na velikom usponu su stvar bezbednosti, udobnosti i praktičnosti, ali zahtevaju motore veće snage i složenije transmisije (teže i skuplje).

Odnos snage motora i najveće dozvoljene mase vozila odnosno skupa vozila, mora biti najmanje 5 kW/t, osim za vozila za neke specijalne primene. Motori privrednih vozila imaju veću snagu od te minimalne granice i odnosi se kreću od oko 8 kW/t (10 KS po toni NDMS) pa naviše.

Scania R730 8X4/2 StreamlineScania DC16 730 V8 motor :16,4 litara, 537 kW 1800 o/min

35

16,4 litara, 537 kW 1800 o/min

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Dinami čka stabilnost

Relativno visoko težište teretnog vozila i konstruktivno ograničene mogućnosti sistema za oslanjanje utiču nepovoljno na karakteristike stabilnosti vozila u krivini, i na rad sistema za kočenje i sistema za stabilnost (ESP).

Vozila sa visinom težišta iznad određene granice i posebno vozila sa vazdušnim oprugama moraju imati poprečne stabilizatore kakve propisuje proizvođač za navedene uslove.

Mercedes-Benz navodi tri nivoa opterećenja za sistem za kontrolu stabilnosti u zavisnosti od visine

36

stabilnosti u zavisnosti od visine težišta vozila:

• do 1500 mm su normalna opterećenja,

• 1500..1900 mm su visoka opterećenja,

• preko 1900 mm ekstremno visoka opterećenja.

Motorna vozila

FTN Novi Sad


Statička stabilnost

Na teretnim vozilima sa ugrađenim kranom (hidraulička "ruka"), utovarno-istovarnom platformom, kiperi, i sličnim nadgradnjama, kada se ti uređaje koriste, vozilo je nepokretno. U tim uslovima može doći do narušavanja statičke stabilnosti, po pravilu usled nepoštovanja pravila za upotrebu (preopterećenje, prekoračenje dozvoljenih nagiba, nepravilno statičko oslanjanje vozila i sl.).

Za normalne radne uslove se obavlja provera statičke sigurnosti i procenjuje koliko su bliski uslovi potencijalne nestabilnosti, množenjem faktorom udara koji je veći od jedan.

37

Documents

Projektovanje i koncipiranje privrednih vozilamehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2016/01/06-projektovanje-TMV.pdf · Projektovanje i koncipiranje privrednih vozila •