Slajdovi - kocenje

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje

Kočenje

Zadaci kočenja:

• sprečavanje povećanja brzine (na uzdužnom nagibu)

• smanjenje brzine vožnje (po potrebi do zaustavljanja)

• držanje zaustavljenog vozila u mestu

Glavni deo kočnog efekta ostvaruje se frikcionim kočnicama

Pri kočenju otpori kretanja pomažu usporenje vozila

Koriste se kočne osobine motora pomognute gubicima u transmisiji

Uticaj obrtnih masa: postoji ukoliko točkovi nisu blokirani, smanjuje se isključivanjem spojnice (samo točkovi!), u praksi se često usvaja δ≈1

Pri intenzivnom kočenju uzima se FW ≈ 0 (male brzine!)

Povećanje energetske efikasnosti: sistemi za rekuperativno kočenje

FTN Novi Sad



Uticaj obrtnih masa pri kočenju

KRUTI TOČAK NA NEDEFORMABILNOJ PODLOZI

JEDNAČINE R.K.K.T.

⇓

MK

ω

v

JC, m, R

XK KC

K M)Rm

J(RX =⋅

+⋅

XK – tangencijalna reakcija na točku pri kočenju

JC ⇒ XK

⇒

Analiza uticaja obrtnih masa → samo kada je predmet razmatranja MK

Kada se polazi od XK → uticaj obrtnih masa je već obuhvaćen!

Analogija sa ubrzanjem: deo kočnog momenta se “troši” na usporavanje obrtnih masa, ostatak je na raspolaganju za translatorno usporenje – XK

FTN Novi Sad



Snaga i rad kočenja

a m⋅a

FKP + FfP

FKZ + FfZ

FW

αWfK FFFFagG

−++=⋅⋅δ

Usvaja se:

δ = 1; FW = 0

RAD SILE KOČENJA: A = ∫P⋅dt = ∫FK⋅v⋅dt

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 KOSNAGA KOČČENJA: P = 84 kW; RAD KOENJA: P = 84 kW; RAD KOČČENJA: A = 60500 kJENJA: A = 60500 kJ

2. α = 0; m = 16 t; f = 0,007; v0 = 60 km/h; a = 5 m/s2 (⇒ trajanje 3,3 s)SREDNJA SNAGA KOSREDNJA SNAGA KOČČENJA: PENJA: PSRSR = 657 kW;= 657 kW;RAD KORAD KOČČENJA: A = 2189 kJENJA: A = 2189 kJ

D

KK r

MF = FFKK ≠≠ XXKK !!

FTN Novi Sad



Snaga i rad kočenja

1.1. SNAGA KOSNAGA KOČČENJA: P = 84 kW; trajanje 12 min;ENJA: P = 84 kW; trajanje 12 min;RAD KORAD KOČČENJA: A = 60500 kJENJA: A = 60500 kJHIPOTETIČKI PORAST TEMPERATURE KOČNIH DISKOVA / DOBOŠA: ∼400°C ⇒ NEOPHODNA UPOTREBA RETARDERA!

2.2. SREDNJA SNAGA KOSREDNJA SNAGA KOČČENJA: PENJA: PSRSR = 657 kW; trajanje 3,3s; = 657 kW; trajanje 3,3s; RAD KORAD KOČČENJA: A = 2189 KjENJA: A = 2189 KjPORAST TEMPERATURE: ∼20÷25°C

VAŽEĆI EVROPSKI I DOMAĆI PROPISI ZA RETARDER:

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



Određivanje puta zaustavljanjaa (m/s2)

v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

tM

t0 tK

ti

aP

tM – vreme zakašnjenja

reakcija vozača ~0,6÷0,7 s

odziv sistema ~0,05 s

t0 – vreme aktiviranja sistema

t0 ~0,15 s

tK – vreme punog usporenja

ti – izgubljeno vreme

2ttt 0

Mi +≡

sZ

aP – puno (maksimalno) usporenje

v0 – početna brzina

sZ – put zaustavljanja

v0

Proces kočenja

FTN Novi Sad




v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

tM

t0 tK

ti

aP

sZ

ttaa

0

P ⋅=

2t

tavv

2

0

P0 ⋅−=

tavv P2 ⋅−=v1 = v0

v2

tvs 0 ⋅=

6t

tatvs

3

0

P1 ⋅−⋅=

2tatvs

2

P2 ⋅−⋅=

v0

Kinematički parametri

FTN Novi Sad




v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

tM

t0 tK

ti

aP

sZ

v1 = v0

v2

M01 tvs ⋅=

20

P002 t

6atvs ⋅−⋅=

)tva4

ta(va21

a2vs 00P

20

2P2

0PP

22

3 ⋅⋅−⋅

+⋅⋅

=⋅

=

1. FAZA 1. FAZA -- ttMM

2. FAZA 2. FAZA –– tt00

3. FAZA 3. FAZA –– ttKK

)2t

av(t 0

P

0K −=

v0

FTN Novi Sad




v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

tM

t0 tK

ti

aP

sZ

v1 = v0

v2

PUT ZAUSTAVLJANJAPUT ZAUSTAVLJANJA

24ta

a2v)

2t(tvs

20P

P

200

M0Z⋅

−⋅

++⋅=

sZ = s1+s2+s3

≈0

P

200

M0Z a2v)

2t(tvs

⋅++⋅=

v0

FTN Novi Sad



zga≡ - relativno usporenje pri kočenju (međunarodna definicija prema ECE)

Usporenje pri kočenju - uticaj na put zaustavljanja

αWfK FFFFagG

−++=⋅⋅δ KZKP XXagG

+=⋅

G⋅z = ϕP⋅GP + ϕZ⋅GZ

Sila kočenja za osovinu:

XK = ϕ⋅Gϕ

Gϕ - ADHEZIONA TEŽINA(osovinska reakcija)

Maksimalna vrednost:

ϕMAX ⇒ XKMAX,ϕ = ϕMAX⋅Gϕ

ϕ = ϕ(s)

Bilans sila pri kočenju:

X – tangencijalna rezultanta

Obuhvaćen uticaj f i JT

FTN Novi Sad




U idealnom sluU idealnom sluččaju je:aju je: ϕP = ϕZ = ϕMAX ⇒ z = zMAX = ϕMAX

U opU opšštem slutem sluččaju je:aju je: min(ϕP, ϕZ) < ϕMAX ⇒ z < zMAX

G⋅z = ϕP⋅GP + ϕZ⋅GZ

Uticaj konstrukcije i stanja kočnog sistema na put kočenja→ raspodela kočnih sila po osovinama

GGGz ZZPP ⋅+⋅

=ϕϕ

ϕP ϕZ

ssPREDNJA OSOVINA ZADNJA OSOVINA

1

23

Slučaj 1: optimalna raspodela kočnih sila, FFKK = F= FKMAXKMAX = = ϕϕMAXMAX⋅⋅GGSlučaj 2: zadnji točkovi blokirali, ϕZ = ϕS < ϕMAX, FK < FKMAX

Slučaj 3: nedovoljno iskorišćena adheziona težina, ϕZ < ϕMAX, FK < FKMAX

OPTIMALNA RASPODELA NIJE KONSTANTNA VELIČINA →ZAVISI OD USLOVA (OPTEREĆENJE, USPORENJE, UGAO NAGIBA)

FK = XP + XZ

FTN Novi Sad




Idealan slučaj: raspodela sila kočenja po osovinama proporcionalna vertikalnim osovinskim opterećenjima – XKP,Z-MAX = ϕMAX⋅GP,Z

⇒ potpuno iskorišćenje adhezione težine pri kočenju, maksimalna moguća sila kočenja ⇒ najkraći mogući put kočenja, GRANIČNO USPORENJE

G⋅zMAX = ϕMAX⋅(GP + GZ) ⇒ zMAX = ϕMAX

Stepen dobrote usporenja: 1z

zMAX

≤

FTN Novi Sad



Put zaustavljanja

Za z = zMAX = ϕMAX:MAX

200

M0Z 2v)

2t(tvs

ϕ⋅++⋅= )

2tt(t 0

Mi +≡

Za v u (km/h):MAX

20i0

Z 254,3v

3,6tvs

ϕ⋅+

⋅=

MAXMAX

20i0

Z

zz254,3

v3,6

tvsϕ⋅⋅

+⋅

=Za z < zMAX:

Put kočenja

MAXMAX

20

K

zz254,3

vsϕ⋅⋅

=

FTN Novi Sad



Vertikalne reakcije pri kočenju

GP(K)

lZl

hT

GZ(K)

lP

G

FIN = G⋅z

XP XZ

z)l

hll(GG TZ(K)

P ⋅+⋅=

z)l

hll(GG TP(K)

Z ⋅−⋅=

XPMAX = ϕMAX⋅GP

XZMAX = ϕMAX⋅GZ

FTN Novi Sad



Idealna raspodela sila kočenjaDa bi bio ispunjen uslov: ϕP = ϕZ = ϕMAX ⇒ z = zMAX = ϕMAX

Osovinske reakcije i optimalne sile kočenja

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

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

z = a/g

F (N

)

XPMAX

XZMAX

GP(K)

GZ(K)

FTN Novi Sad



Optimalne i stvarne sile kočenja

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

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

z = a/g

F (N

)Idealna i stvarna raspodela sila kočenja

XPid

XZid

OPTIMALNA RASPODELA NIJE KONSTANTNA VELIČINA → ZAVISI OD USLOVA (OPTEREĆENJE, USPORENJE, UGAO NAGIBA)

BEZ REGULACIJE

SAMO SA ELEKTRONSKOM REGULACIJOM

XP

Xz

FTN Novi Sad



Uticaj blokiranja točkova na upravljivost Vođenje vozila po zadatoj putanji → BOČNA REAKCIJA NA TOČKUBlokiranje točka ⇒ NEMOGUĆNOST REALIZACIJE BOČNE SILE

K

2

Rvm⋅

Blokiranje prednjih točkova ⇒ GUBITAK UPRAVLJIVOSTI

Blokiranje zadnjih točkova ⇒ GUBITAK STABILNOSTI

Povoljnija situacija za netreniranog vozača!

SPREG

Bez blokiranja točkova ⇒UPRAVLJIVO VOZILO

Documents

Slajdovi - kocenje