TEORIJA KRETANJA DRUMSKIH VOZILA

Univerzitet u Novom Sadu

FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA

- PREDAVANJA -

Doc. dr Boris Stojić, 2018.

FTN Novi Sad – Departman za mehanizaciju i konstrukciono mašinstvo

Katedra za motore i vozila

- PREDAVANJA -

UvodUvod

Teorija kretanja drumskih vozilaTeorija kretanja drumskih vozila

UvodUvod

Uvod

• Predmet proučavanja i zadaci dinamike vozila

Osnovni principi i postavke

Neke od osnovnih oblasti: proučavanje...

...interakcije između vozila i okoline, sa ili bez vozača

...međusobnog uticaja sila koje deluju na vozilo i njegovog kretanja...međusobnog uticaja sila koje deluju na vozilo i njegovog kretanja

...kakav će biti odziv vozila pri određenom manevru / situaciji

...kako konstruktivne izmene utiču na ponašanje vozila

itd.

Uvod

• Pristupi i pretpostavke

Osnovni principi i postavke

carthrottle.com

“Realni” model vozila, vozni manevri opšteg karaktera:

Velik broj stepeni slobode

Velik broj ulaznih i izlaznih veličina, kompleksne relacije

popularmechanics.com

carsim.com

newslincolncounty.com

Velik broj ulaznih i izlaznih veličina, kompleksne relacije

Sistem spregnutih nelinearnih diferencijalnih jednačina

Nije prikladno za analitička razmetranja i bazično izučavanje

Eksperimentalni pristup, primena računarskog softvera

Prikladno za specijalizovane studije višeg nivoa (napredna analiza)

Uvod

• Pristupi i pretpostavke

Osnovni principi i postavke

Pojednostavljeni modeli, vozni manevri/uslovi ograničenog obima:

• Manji broj stepeni slobode

• Ograničen broj ulaznih i izlaznih parametara• Ograničen broj ulaznih i izlaznih parametara

• Mogućnost linearizacije diferencijalnih jednačina kretanja (olakšano traženje analitičkog rešenja)

• Manje složene i pregledne matematičke relacije, pogodne za analitičko razmatranje

• Omogućen jasniji uvid u glavne fizičke relacije

• Jednostavno izvođenje bazičnih inženjerskih kalkulacija (predviđanje osnovnih aspekata ponašanja i performansi vozila)

Uvod

• Pristupi i pretpostavke

Osnovni principi i postavke

Uzdužna dinamika vozila

Sile i kretanja u pravcu uzdužne ose vozila, glatka podloga

Određivanje maksimalne brzine, performansi ubrzanja i kočenja, kapaciteta za Određivanje maksimalne brzine, performansi ubrzanja i kočenja, kapaciteta za savladavanje uspona, potrošnje goriva...

ni.com

Uvod

• Pristupi i pretpostavke

Osnovni principi i postavke

Bočna dinamika vozila

Relevantne sile i kretanja pretežno u pravcu poprečne ose

Određivanje performansi kretanja kroz krivinu, upravljivost, stabilnost...Određivanje performansi kretanja kroz krivinu, upravljivost, stabilnost...

tut.fi

Uvod

• Pristupi i pretpostavke

Osnovni principi i postavke

Vertikalna dinamika vozila

Sile i kretanja u pravcu vertikalne ose, oscilatorno kretanje

Određivanje oscilatornih karakteristika vozila, oscilatorna udobnost, kontakt točka i Određivanje oscilatornih karakteristika vozila, oscilatorna udobnost, kontakt točka i podloge...

scielo.br

Uvod

• Primeri primere u inženjerskim problemima i svakodnevnom životu

Osnovni principi i postavke

Nekoliko karakterističnih primera...

Kolika će biti maksimalna brzina vozila?

Kolika snaga motora je potrebna za željene performanse vozila?Kolika snaga motora je potrebna za željene performanse vozila?

Koliko goriva troši vozilo u određenim uslovima?

Koliko treba vozilu da se zaustavi na određenoj podlozi?

Šta su posledice neispravnih amortizera?

Kako povratiti izgubljeno prijanjanje točka za podlogu?

Šta se dešava ako se iznenada koči u krivini?

Razumevanje aktivne bezbednosti vozila!

Itd itd itd... ☺

Uvod

• 3. Njutnov zakon

• Sile reakcije, princip dekompozicije

• Važna implikacija: nema akcije bez reakcije!

Podsetnik: Njutnovi zakoni kretanja

• 1. Njutnov zakon: ravnoteža tela

• Rezultujuća sila

• 2. Njutnov zakon: sila, masa, ubrzanja

• Obrtno kretanje: obrtni moment, moment inercije, ugaono ubrzanje

Uvod

• Neke važnije sile reakcije:

Podsetnik: Njutnovi zakoni kretanja

Reakcija podloge

Sila trenja (prijanjanja) FFFT

T

FT

Uvod

Prenos snage / obrtnog momenta

IZLAZNO

ULAZNO

n

ni = →→ DefDefinicija prenosnog odnosainicija prenosnog odnosa

PIZLAZNO = PULAZNO⋅η

Stepen korisnosti Stepen korisnosti ηη -- gubici gubici transmisijetransmisije::

PreneseniPreneseni obrtni momentobrtni moment:: MIZLAZNO = MULAZNO⋅i⋅η

-- OODD MOTORAMOTORA DODO TOČKATOČKA --

Transmisija

iTR, ηTR

PrimenaPrimena na vozilimana vozilima::

Ulazni element:

MOTOR

Izlazni element:

TOČAK

nMOT, MMOT nT, MT

MT = MMOT⋅iTR⋅ηTR

TR

MOTT

i

nn =

Uvod

Prenos snage / obrtnog momenta

Transmisija vozila ≈ sistem zupčastih prenosnika povezanih rednoPutnička vozila: transmisija = menjač + glavni prenosnik

otomoto.com.au

k-m-p.nl

k-m-p.nl

car-mri.com

otomoto.com.au k-m-p.nl

iiTRTR = = iiMM ⋅⋅ iiGPGP

ηηTRTR

= = ηηMM ⋅⋅ ηηGPGP

MT = MMOT⋅iTR⋅ηTR

TR

MOTT

i

nn =

Uvod

Prenos snage / obrtnog momenta

iM = iI, iII, iIII, iIV, ... – SVAKI STEPEN PRENOSA STEPEN PRENOSA →→→→ ODGOVARAJUĆI

PRENOSNI ODNOSPRENOSNI ODNOS

NIŽI STEPEN PRENOSA STEPEN PRENOSA →→→→ VEĆI PRENOSNI ODNOSPRENOSNI ODNOS

Npr. iI = 4.05 || iII = 2.82 || iIII = 1.75 || iIV = 1.04 || iIV = 0.80