Transportna_sredstva_predavanja

3/18/2009

1

UNIVERZITET U ISTOČNOM SARAJEVU

SAOBRAĆAJNI FAKULTET DOBOJ Ul. Vojvode Mišića br.52 Doboj

TRANSPORTNA SREDSTVA

I UREðAJI

-motorna vozila-

skripta

1.ISTORIJSKI RAZVOJ KOPNENIH VOZILA

Potrebe ljudske zajednice za transportom roba su se povećavale sa opšte društvenim i ekonomskim razvojem, a bile su uslovljene i ograničene vrstom i mogućnostima pogonske snage koja je u prvo vrijema bila ljudska, životinjska, a zatim primitivna a na kraju su se razvila vrlo savršena mehanička sredstva.



Slika 1. Promjena srednje transportne brzine u funkciji vrste pogona

3/18/2009

2



Slika 2. Prvi zapis točka iz hrama Enina

Slika 3. Točkovi sa masivnim obodom

Razvoj kopnenih transportnih sredstava je počeo sa pojavom točka. U istorijskim izvorima ovaj element svih kopnenih sredstava se pojavljuje u Mesopotamiji krajem četvrtog i početkom trećeg milenijuma pre nove ere



Slika 4. Nastanak i evolucija točka

-smanjenjesopstvene masevozila-smanjenje masetočkova i osovina-smanjenje otpora-povećanje brzine-povećanje odnosateret/sopstvenamasa-povećanje sigurnosti-povećanje udobnostii td.

Usavršavanje konstrukcije točka je omogućavalo povećanje brzine vozila. Sa ovim se razvijala sposobnost za zadovoljenje namjene, udobnosti i sigurnosti

3/18/2009

3



Zakretna upravljačka osovina je našla primjenu tek u XVI vijeku.Uvoñenje druge osovine je bio veliki tehnološki skok koji je omogućiopovećanje nosivosti.U XVII vijeku u Francuskoj je izgrañeno 40.000 [km] u Engleskoj30.000 [km] itd.Tokom XVII vijeka poboljšava se komfor, kabina se odvaja od šasije,zastakljuje, zatvara i td.Sledeći korak je ugradnja mehanizma za zakretanje prednje osovine,upotreba metalnih elastičnih elemenata (gibnjeva 1625 godina).Istovremeno se razvijaju i kočnice čije dejstvo u prvo vrijeme je naobruč zadnjeg točka.Ugradnjom mehanizma za upravljanje 1820 godina povećava semanevarska sposobnosti vozila.U Engleskoj 1845 godine je patentiran, proizveden i isprobanpneumatik koji je tek 1888 godine našao širu primjenu.

Najbrže sredstva u prvoj polovini XIX vijeka bile su diližanse sa zamjenom zaprege tokom puta mogle su da ostvare maksimalnu brzinu od 25 do 30 [km/h].



•Na kraju ovog perioda zabeležana su odreñena istraživanja a jedno od njih je i doprinos koji je dao Francuz Morain 1842 godine ispitujući razne vrste zaprege prirazličitim brzinama koristeći dinamometre, on je zaključio:•Da je otpor vozila proporcionalan masi i obrnuto proporcionalan prečniku točkovaNa putevima sa tvrdom podlogom širina točkova malo utiče na otpor, a na mekim podlogama točkovi moraju biti široki.•Na ravnim i tvrdim putevima najznačajniji dio otpora nastaje usled trenja u kinematskom paru osovina – ležaj.• Džejms Vat (James Watt) je 1769 konstruisao i patentirao prvu upotrebljivu parnu mašinu namjenjenu rudnicima što je uvelo svijet u industrijsko doba. • Svoje ideje Vat je zaštitio patentima tako da je rad u toj oblasti u Britaniji bio blokiran sve do 1800 godine. Stoga centar istraživanja u oblasti mehaničkog pogona se preselio u Francusku i Ameriku.

U istoriji razvoja automobila prelazak sa zaprežnog prema pogonu na paru je značio zaokret prema savremenom vozilu. Iako se pod terminom automobil uobičajeno i dosta usko podrazumjeva vozilo opremljeno sa motorom sa unutrašnjim sagorjevanjem, iako termin može imati i šire značenje.

3/18/2009

4



Slika 5. Kinjoov tegljač iz 1769

•Smatra se da istorija automobila kao samostalno pokretne mašine počinje u vrijeme Luja XV (1769 godina) kada je artiljerijski oficir i inženjer Nikola Žozef Kinjo (Nikolas Joseph Cugnot !725-1804) prvi u svijetu konstruisao realno vozilo koje se pokretalo parnim cilindrom



Slika 6. Razvoj zaprežnih i parnih vozila do 1900. godine

3/18/2009

5



Slika 7. Hronologija dogañaja u razvoju vozila i nasleñe automobila



Slika 8. Prvi paro mobil Ričarda Trevičika iz 1801. godine

Odmah po isteku važnosti patentnih prava Džejmsa Vata, 1801. godine Englez Ričard Trevičik (Richard Trevithick,1771-1833) uspio je da preñe milju i pol «pokretnom mašinom» na parni pogon sopstvene konstrukcije

3/18/2009

6



U Americi interes za parnim vozilima naglo raste u drugoj polovini XIX vijeka. Prvaparna vozila sa karakteristikama sličnim današnjim konstruisao, proizveo idemonstrirao je Amede Bole u periodu 1873-1885 godine. Na parnoj diližansi slika9 primjenjeno je nezavisno oslanjanje sa dvostrukim lisnatim gibnjevima,upravljanje sa zakretanjem točkova, transmisija sa tri stepena prenosa i metalnakaroserija.

Slika 9. Parna diližansa, kapacitet 12 putnika, ukupna

masa 4,5 t, 20 KS,

brzina 40 [km/h]



Slika 12. Hronologija dogoñaja parnih vozila do 1900. godine

3/18/2009

7



1.3. Vozila sa elektromotorom

Razvoj električnih vozila počinje posle pronalaska akumulatora (Georges Plante,1859). Prve električne automobile sa akumulatorskim pogonom konstruisali su Šarl Žanto (Charles Jeantaud) koji je na svom vozilu primjenio upravljački mehanizam. Proizvoñači električnih vozila uspješno su radili desetak godina a onda su popustili pred naletom motora sa unutrašnjim sagorjevanjem. Posle 1915 godine električni automobili su se proizvodili samo po narudžbi.

Slika 13. Elektromobil Žanto 1898 i Ženacija iz 1899 koji je probio granicu brzine od 100 km/h (105,9)



Krajem XIX vijeka vozila sa parnim pogonom su dostigla svoj vrhunac kada počinju eksperimenti sa motorima sa unutrašnjim sagorjevanjem koji do današnjih dana je postao dominantan pogonski agregat za «samohodna vozila».

Prvi motor na gas «motor sa eksplozijom» konstruisao je 1859 god. a januara 1860patentirao Etjen Lenoar (Etienne Lenoir) u Francuskoj. Njegov horizontalnijednocilindrični motor koristio je mješavinu gasa i vazduha i imao je električno paljenje,razvod pomoću klapni, vodeno hlañenje i snage 4 [KS] pri 100 [o/min]. U ovom«trotaktnom» motoru sagorjevanje se odvijalo sa obe strane klipa uz veoma nizakstepen iskorišćenja. Odreñena poboljšanja su napravljena korišćenjem petroleja kaogoriva.

Godine 1864 Njemački inženjer Nikolaus Oto (Nikolaus Otto 1832-1891) patentiraoje prvi gasni motor. U isto vrijeme na ispitivanju motora sa unutrašnjim sagorjevanjemje radio austrijski elektroinženjer Zigfrid Markus (Siegfried Markus) 1864 dvotaktnimotor. Drugi usavršeni motor iz 1874 ugrañen u vozilo sopstvene konstrukcije sačuvanje i nalazi se u Bečkom politehničkom muzeju, a radi na benzin ima električno paljenje isistem razvoda sa bregastom osovinom i ventilima.

3/18/2009

8



Inženjer Njemačkog porekla Rudolf Dizel (Rudolph Dieseln 1858-1913), roñenu Francuskoj, školovan u Njemačkoj a radio u Švajcarskoj, Francuskoj i Njemačkojsvojim patentima iz 1892, 1893 i 1894 definisao motor sa unutrašnjimsagorjevanjem ukojem je kao gorivo korišćeno teško ulje sa samopaljenjem smješe goriva i vazduha.Ovaj motor po njemu je dobio naziv dizel motor.

Slika 14. Gotlib Dajmler, Karl Benc, Rudolf Dizel



Mada se u javnosti smatra da su Dajmler i Benc prvi konstruktori automobila premaraspoloživim podacima prva vozila opremljena motorom sa unutrašnjimsagorjevanjem su se pojavila čak 10 godina ranije. U periodu od 1874 – 78 ZigfridMarkus je u Austriji konstruisao i isprobao svoj drugi automobil koji je sačuvan inalazi se u Politehničkom muzeju u Beču slika 15. Zbog Jevrejskog porijeklaNacistička propanganda je njegove pronalaske benzinskog motora i automobilaprećutkivala.

Slika 15. Zigfrid Markus sa svojim benzinskim motorom

3/18/2009

9



Američki izvori tvrde da je prvi automobil sa motorom SUS pronašao Džordž Selden (George B. Selden) 1877 godine slika 17. Motor je bio montiran na prednjoj osovini i ista je imala mogućnost zaokretanja za 180° . Isti izvori navode da je vozilo proizvedeno 1905 godine kada je Selden dokazivao praktičnost svog ranijeg pronalaska. Monopol Asocijacije licenciranih proizvoñača automobila koja je eksploatisala Seldenov patent je potrajao do 1911 kada je dugogodišnji spor okončan u korist Henrija Forda.(Francuzi pronalaze, Nijemci razvijaju a Ameri koriste).

Slika 17. Selden i njegov automobil osmišljen 1877 proizveden 1905



Na kraju XIX vijeka Francuska je bila «prestonica automobila» od oko 7000vlasnika automobila u Evropi u francuskoj je bilo 5600, Americi 700 vozila, VelikaBritanija 304, Njemačka 268, Austro-Ugarska i Belgija po 90, Italija 111, Rusija,Danska i Portugal po 35 itd.

Naj značajnije godine za razvoj automobila bile su izmeñu dva svjetska rata. Tada jeautomobil dobio široku tržišnu namjenu. Posle drugog svjetskog rata razvojautomobila je bio u okvirima timova velikih kompanija.

Prva rješenja u upravljanju automobilom bila su sa zakretanjem osovine, što je bilo nepraktično jer je zahtjevalo veliki prostor oko točkova ispod šasije. Upravljanje sa zakretanjem točkova Georg Lankensperger proizvoñač kočija iz Minhena 1816 koristeći uslov da upravljački točkovi moraju da tangiraju lukove po kojima se kreću. 1817 ovaj pronalazak je u Britaniji u dogovoru patentirao Ackermann po čemu je sistem dobio naziv Akermanova geometrija.

Sva ova rješenja su bila na čisto kinematskom konceptu ne upuštajući se u silei načine ne koje ta sila treba da se prenese. Dinamički koncept se pojavljuje saprimjenom pneumatika početkom 20 vijeka a razvijen sa povećanjem brzine uočidrugog svjetskog rata.

3/18/2009

10



Slika 18. Razvoj i usavršavanje automobila



Pored promjena u načinu proizvodnje i materijalima za karoserije proizvoñači su počeli pažnju da obraćaju na aerodinamičke otpore i energetsku efikasnost automobila.Kasnijih godina problemi aerodinamike postaju predmet naučnih studija u Francuskoj iNjemačkoj a koji nalaze primjenu na trkačkim automobilima.

Razvoju pneumatika prethodila su dva važna pronalaska Šarl Freno (Charles Fresneau) je razvijajući proces vulkanizacije prirodnog kaučuka 1743 napravio prve predmete od elastične gume.

Džon Bojd Danlop (John Boyd Dunlop) 1888 realizovao je prvi pneumatik cjevastekonstrukcije za olučasti naplatak namjenjen biciklima. Vrlo brzo se pojavljuje pneumatiksa bočnim ramenima sa nosećom konstrukcijom od platna Barlett 1889- 1891. Ovajpronalazak je omogućio uvoñenje elastičnog točka u širu primjenu.

3/18/2009

11



Braća Eduar i Andre Mišlen na slici 21 su 1894 prvi put primjenili pneumatik na automobilu.

Slika 21. Peugeot L. Eclair, 1894. prvi automobil sa pneumaticima, za volanom braća Mišlen



Michelin je 1936 komercijalizovao prve pneumatike za teška vozila sa čeličnimkarakasom, a 1939 je umjesto pamučnih u konstrukciju pneumatika uveo vještačkavlakna velike čvrstoće. Prvi radijalni pneumatik sa potpuno metalnom konstrukcijomMichelin X pojavio se 1947. godine hronologija na slici 22.

3/18/2009

12



Jedan od najvećih doprinosa sigurnom kretanju automobila je bila ugradnja kočnicana prednju osovinu oko 1924. godine Prvi automobil sa kočnicama na prednjimtočkovima je bio Škotski Argull i 1910 i Peugeot Grand prix iz 1914. Uprkos otporimada će kočenjem prednjih točkova doći do prevrtanja preko prednje osovine zaustavniput je skraćen za 60 %. Tek kada je Rolls-Royce 1925 prihvatio ovo rješenje dilemaje otpala i ugradnja kočnica na obe osovine je generalizovana.

U isto vrijeme važan početak je primjena hidrauličkih kočnica (Duesenberg GP iz1924). Disk kočnice su prvi put primjenjeni na trkačkom modelu Jaguar D 1953 i naseriji modela Citroen DS 19, 1955. godine. Veliki napredak je postignut i u oblastifrikcionih materijala koji su naglo napredovali sa primjenom sintetičkih kaučuka, zatimsa uvoñenjem azbestnih i kasnije sintetičkih vlakana kao i sinterovanih frikcionihmaterijala.

Čarls Ketering (Charles Kettering) iz firme Cadilac 1928 prvi je primjeniomjenjač sa sinhronizacijom, a isti konstruktor je uoči I svjetskog rata patentirao jeelektropokretač jedan od ureñaja koji je najviše popularizovo automobil. U timvremenima brojni istraživači pokušali su da riješe problem automatskog mjenjača sakontinuiranim prenosom snage (varijatori). U Engleskoj je Daimler još 1930 prihvatiohidrauličnu spojnicu baziranu na radovima Njemačkog inženjera Fottinger-a koja je bilaosnova za savremene hidrauličke transmisije. General Motors se 1939 na tržištupojavio sa automatskom transmisijom «Hydra-Matic» koja se u modifikacijama održalado danas.



Brzi razvoj motora može se ilustrovati sledećim podacima: motor kojim je bioopremljen pobjednički Renault na prvoj velikoj nagradi Francuske održanoj 1906 imaoje 90 [KS] i 13 [l] radne zapremine odnosno (7,6 KS/l) da bi se danas taj odnospopravio, prikazano na slici 23.

Slika 23. Promjena specifične snage prema zapremini motora

Na kraju 20 vijeka automobili Formule 1 sa motorom bez kompresora sa 3,1 [l] radne zapremine razvijaju blizu 1000 [KS] pri 18 – 20.0000 [o/min]trošeći 100 [l] standardnog goriva na100 [km].

3/18/2009

13



Slika 24. Hronologija dogañaja razvoja automobila



2. TEORIJA KRETANJA MOTORNIH VOZILA

Za transportna vozila osnovni pokazatelj funkcionalnosti je brzina kretanja. Dakle brzina

kretanja je jedna od osnovnih performansi svih vozila. Pošto su otpori krtanja uglavnom zavisni od brzine to je prikladno da se brzina vozila posmatra u funkciji raspoložive sile vuče. Ovaj odnos se najčešće prikazuje u obliku )v(fF ====

i naziva se vučni dijagram. Pored brzine kretanja značajne karakteristike transportnih vozila je dostizanje odreñene brzine vozila u odreñenom vremenu odnosno ubrzanje.Značajna svojstva transportnih vozila su ponašanje vozila na putu, stabilnost,upravljivost i prohodnost.

Pod stabilnošću se podrazumjeva njegova sposobnost da se kreće bez prevrtanja ili zanošenja.

Pod upravljivosti se podrazumjeva sposobnost da se promjeni pravac i putanja kretanja po želji vozača.

Prohodnost se podrazumjeva sposobnost da se vozilo kreće po svim vrstama puteva uz savladavanje različitih prepreka.

Pored ovih često se koriste i druge performanse kao što su: pokazatelji kočenja, potrošnja goriva, bezbjedonosne karakteristike, uticaj na okolinu i td.

3/18/2009

14



2.1. Svojstva i klasifikacija tla

Na stvaranje uslova i obavljanje zadataka utiču fizička svojstva tla: (struktura, sastav, gustina, vodo - nepropusnost, vlažnost itd.) i mehanička (nosivost, otpornost, trenje, lepljivost itd.) svojstva. Vrste tla se grupišu u četiri osnovne grupe.-Tla sa tvrdim pokrivačem koje se pri kretanju vozila veoma malo deformiše

(putevi vještački izgrañeni)-Tlo koje kretanje vozila plastično deformiše-Tlo koje se karakteriše unutrašnjim trenjem (pjeskovito ili frikciono)-Tlo u koje spadaju specijalni slučajevi (blato, močvara, snijeg i td.). Ukoliko je otpornost deformacijama tla veća tlo pruža povoljnije uslove za kretanje vozila.Poluprečnici kotrljanja točkova u toku eksploatacije nisu konstantni već se mijenjaju pod uticajem različitih sila (statički i dinamički poluprečnici kotrljanja). Statički poluprečnik str naziva se rastojanje izmeñu nepokretene ose točka i tla. U

ovom slučaju točak je opterećen samo vertikalnim opterećenjem, a dimenzija zavisi od dimenzija pneumatika, vertikalnog opterećenja i unutrašnjeg pritiska. Dinamički poluprečnik točka d

r je rastojanje izmeñu ose točka i površine po kojoj se točakkotrlja. Dimenzija istog se povećava sa smanjenjem težine povećanjem pritiskavazduha i povećanjem brzine kretanja vozila pod dejstvom centrifugalne sile.

Kinematski poluprečnik točka je prečnik nedeformabilnog točka koji se kotrlja a imaistu linearnu ugaonu brzinu.

kr



Sa stanovišta vrste tla i osnovnih svojstava točka procesi kotrljanja točka mogu da se grupišu u sledeće slučajeve: •Kotrljanje krutog točka (uslovno nedeforbilan) po krutom tlu. Ovi slučajevi su kod kotrljanja vagonskih metalnih točkova po metalnim šinama ili kod kotrljanja metalnih točkova po gusjenicama slika 25a).•Kotrljanje krutog točka po deformabilnom tlu. Ovo se dešava kod kotrljanja točkova sa metalnim obručem po mekanom tlu slika 25b).•Kotrljanje elastičnog točka po tvrdom tlu kada je deformacija tla zanemarljiva u odnosu na deformaciju pneumatika. Slučaj kretanja točka sa pneumaticima po tvrdoj podlozi slika 25c).•Kotraljanje elastičnog deformabilnog točka po mekom deformabilnom tlu. Slučaj kretanja traktorskog točka po mekom tlu slika 25d). Kretanje vozila odnosno kotrljanje točkova sa elastičnim obručem spadau slučajeve c) i d).

Slika 25.Slučajevi kretanja točka po tlu

3/18/2009

15



2.2. Kretač- točak i gusjenice

Poznavanje osnovnih pojmova koje prate kretanje kretača po tlu stvara osno analizu procesa kotrljanja kretača (točak ili gusjenica).

U oba slučaja kretanje kretača ima karakter kotrljanja stim da točkovi kod gusjenica ostvaruju kretanje po unutrašnjoj površini gusjenice koja u ovom slučaju ima karakter pokretnog tla šematski prikazano na slici 26.

Slika 26. Šematski prikaz kretača



Sa gledišta zadatka koji kretač treba da izvršava to je funkcija pokretnog oslonca i petvaranja mehaničke energije motora u rad potreban za savladavanje otpora kretanja (vučeni i pogonski).

Vučeni točak ima ulogu pokretnog oslonca koji se stavlja u pokret.Ovaj točak je guran ili vučen. Na takav način kotrljaju se točkovi na prikolicikao i točkovi na automobilu koji nisu pogonjeni slika 27 .

Pogonski točak pored uloge pokretnog osloncaima i osnovni zadatak da prenoseći energiju motoramomenta [Mo], savlada otpore kretanja vozila [RM], slika 28.

3/18/2009

16



U praksi su mogući i drugi slučajevi odnosno režimi kotrljanja točka a jedan od tihslučajeva je i uloga kočionog elementa momentom [Mk], ili se može kotrljati poddejstvom obrtnog momenta veličine koja je jednaka momentu za sopstveno kotrljanje -neutralni točak slika 29.



2.2.1. Kretanje elastičnog vučnog točka po tvrdom tlu

U slučaju mirovanja pod dejstvom vertikalnog opterećenja (masa vozila sa točkom) GtF

dolazi do deformacije obruča dok se deformacija tla zanemaruje. Dijagram raspodjele pritiska za nepokretan točak je simetričan u odnosu na vertikalnu osu. Da bi se točak pokrenuo neophodno je da na njegovu osovinu djeluje neka horizontalna sila F pri čemu dolazi do promjene dijagrama raspodjele pritiska na dodirnoj podlozi slika 30.

Slika 30. Dijagram raspodjele pritiska na podlozi pri kretanju

3/18/2009

17



Zbog toga je normalna reakcija podloge ZF pomjerena u pravcu kotrljanja za veličinu eF

koja se naziva krak normalne reakcije. Ova reakcija stvara moment MfF = Zf ▪ eF = GtF ▪ eF koji se naziva moment otpora kotrljanja.

Moment otpora kotrljanju mora biti savladan momentom koji obrazuje sila F koja gura točak tj. F▪ rd=XF ▪ rd = MfF gdje je rd -dinamički poluprečnik odnosno poluprečnik pneumatika pri njegovom kotrljanju. Na osnovu ovoga sila koja gura točak se odreñuje izrazom

F= XF = FFd

FF

d

fF fZr

eZ

r

M⋅⋅⋅⋅========

odnos eF/rd označava sa fF i naziva koeficijent otpora kotrljanja vučenog točka. Proizvod Zf ▪ fF predstavlja otpor kotrljanja koji se označava sa RfF . Na osnovu prethodnog slijedi da je:

RfF=

FtFd

FtF

d

fF fGr

eG

r

M⋅⋅⋅⋅========RfF= što pokazuje da je RfF u suštini uslovna

fiktivna sila otpora kotrljanju vučnog točka.



2.2.2. Kretanje elastičnog pogonskog točka po tvrdom tlu

Pretvaranje energije motora koja se pogonskom točku dovodi u obliku momenta M0 urad potisnih sila (sile vuče) pomoću koje se vozilu saopštava kretanje ostvaruje seuzajamnim dejstvom obruča točka i tla prikazano na slici 31. gdje su prikazane sile imomenti koji djeluju na pogonski točak pri jednolikom kretanju. Pri jednolikom kretanjuGtM je normalno opterećenje pogonskog točka a ZM rezultujuća normalna reakcija tla.Na osovinu točka djeluje sila otpora vučenja RM a prinudno kretanje se obezbjeñujedovoñenjem obrtnog momenta M0. U ravni puta se javlja sila odupiranja o tlo XM. IzDalamberovog principa potreban obrtni moment se dobija iz izraza:M0= Ma + Mµµµµ

+ Mv + ZM▪eM +XM▪rd gdje je

, inercioni moment rotirajućih masa koji djeluje kao moment otpora kod ubrzanog obrtanja točka

-Jt, dinamički moment inercije točka u odnosu na osu obrtanja

, ugaono ubrzanje točka

Mµµµµmoment sila trenja u ležaju točka

-Ma =Jt

dt

dωωωω

Ma =Jt

,

dt

dωωωω

dt

dωωωω

Mv moment otpora vazduha pri obrtanju točkaeM krak normalne reakcije pogonskog točka

3/18/2009

18



U praktičnim proračunima uticaj momenta trenja u ležajima i otpora vazduha na sam točak se zanemaruje pošto se u obzir uzima otpor vazduha kompletnog vozila. U slučaju jednolikog kretanja (v= const) prethodni izraz dobija oblik:M0= ZM▪eM +XM▪rd pošto je XM = RM dobijamo konačni oblik izraza M0= ZM▪eM + RM ▪rd Proizilazi da bi se obezbjedilo kotrljanje pogonskog točka potrebno je dovesti obrtni moment jednak zbiru momenata vertikalne reakcije i momenta svih otpora. Dijeljenjem momenta sa poluprečnikom rd dobija se veličina obodne (obimne) sile na pogonskom točku:

Md

MM

d

oo R

r

eZ

r

MF ++++========

Uzimajući da odnos MM

M fr

e==== predstavlja otpor kotrljanja pogonskog točka

biti će: MMMo RfZF ++++====

tada je vučna odnosno propulzivna sila XM = MMMo RfZF ====−−−−

tj ona je manja od obimne sile na točku za veličinu otpora kotrljanja. Često se u proračunima uzima da je veličina XM = F0 jer je koeficijent otpra kotrljanja relativno mala veličina. Često se uzima da je kojeficijent otpora vučenog fF i pogonskog fM približno jednak.



2.3. Koeficijent prianjanja i klizanja

Kretanje točka je uslovljeno savladavanjem odreñenih otpora a to znači obezbjeñenjem odreñene vrijednosti vučne sile odnosno propulzivne XM. Uzajamno dejstvo točka i tla se može prikazati pomoću koeficijenta prianjanja u obliku:

M

Ms

Z

X====ϕϕϕϕ

Ovako definisani koeficijent prianjanja zavisi od otpora kretanju XM = RM. S druge strane vrijednosti koeficijenta prianjanja zavise i od vrste kretača - točka i vrste tla.

Uslovi prianjanja ograničavaju maksimalne otpore koje vozilo može da savlada

Maksimalne vrijednosti koeficijenta prianjanja se odreñuju eksperimentalnim putem. Utabeli 1 date su prosječne vrijednosti koeficijenta prianjanja za uobičajene pneumatikei gusjenice koje treba primiti sa odreñenom rezervom pošto za iste uslove putakoeficijent zavisi od brzine, vrste pneumatika, materijala, dimenzija, unutrašnjegpritiska i td. U vezi sa prianjanjem točka treba ukazati i na pojavu njegovog klizanjakoja je usko povezana sa prianjanjem. U načelu bez klizanja nema ni prianjanja pa nipropulzivne sile.

Pre nego se točak okrene doći će do odreñenog ugaonog zaokretanja osovine prema obodu točka odnosno do kašnjenja translatorne brzine u odnosu na ugaonu brzinu.

3/18/2009

19



Ugao klizanja se povećava sa povećanjem pogonskog momenta i kada se prekorače granične vrijednosti prianjanja kada je klizanje direktno smicanje na površini dodira. Odnosi klizanja i proklizavanja su prikazani na slici 33 gdje krive predstavljaju zakonitost klizanja ϕϕϕϕ=ϕϕϕϕ(λλλλ) izraženo u procentima.

Slika 33 .Zavisnost vučne sile i klizanja



Pored ugaonog klizanja točak može imati i translatorno klizanje a koje se dešava kada se točku koji se kotrlja pod dejstvom sile inercije dovodi moment suprotnog smjera od smjera kretanja (kočioni moment).U ovom slučaju imamo zakašnjenje ugaone brzine u odnosu na translatornu. Granični slučaj je potpuno zakočen točak (blokiran) koji se translatorno kreće bez obrtanja klizi.

Prosječne vrijednosti kojeficijenta pranjanja

3/18/2009

20



3. SILE KOJE DJELUJU NA VOZILO

Motorna i priključna vozila su pri svom kretanju opterećena i izložena dejstvu različitih sila koje se razlikuju po pravcu djelovanja, karakteru odnosno načinu djelovanja, uticaju koje imaju na kretanje vozila i njegove performanse. Tako imamo sile vuče, sile otpora kretanja, inercione sile, sile vjetra i drugin uticaji. Centri dejstva ovih sila odnosno njihovih rezultanti po pravilu su različiti i moraju se za svaki slučaj posebno utvrñivati. U svakom slučaju treba razlikovati propulzivne sile i sile otpora koje se suprotstavljaju kretanju slika 34. Pri kretanju vozila na usponu (αααα) na vozilo djelujusledeće sile:

•Obimna sila F0 = M0 / rd .uticaj zemljine teže, tj. težina (G=mg)

•otpor kotrljanja (Rf )•otpor vazduha (Rv )•otpor savladavanja uspona(Ru )•otpor priključnog vozila ili radnog otpora (Rpot )•sila inercije vozila (Ra)•reakcija tla (X,Y,Z)•hc,lp,lz- koordinate težišta vozila•MfM, MfF - momenti otpora kotrljanja pogonskih i vučnih točkova



Pored ovih treba razlikovati i različite bočne sile koje prvenstveno teže da vozilo skrenu sa putanje kojom se kreće, poremećajne sile.

Na dodiru točka i tla u sva tri pravca djeluju reakcije i to:-normalna –radijalna (ZM i ZF ) u pravcu (z) ose-tangentna (XM i XF ) u pravcu (x)-bočna ( YM i YF ) u pravcu (y)

Ukupna masa vozila predstavlja zbir sopstvene mase (ms) i mase korisnog tereta (mk) m=ms+mkKod radnih vozila ukupna eksploataciona masa (me) odreñena jezbirom sopstvene mase (ms) i mase balasta(mb) tj me=ms+mbKad vozilo stoji nepokretno normalne reakcije tla odreñuju se premaizrazu

l

lGZG z

PPst ======== odnosnol

lGZG

pZZst ========

Ako se vozilo nalazi na uzdužno nagnutom putu (sa padom ili usponom)raspodjelam težina po osovinama se mijenja slika 36.

Statičko opterećenje na prednjim i zadnim točkovima je:

)sinhcosl(l

hsinG

l

lcosGZG cz

czPPst αααα±±±±αααααααα±±±±αααα========

)sinhcosl(l

hsinG

l

lcosGZG cp

cpZZst αααα±±±±αααααααα±±±±αααα========

(+) ili (-) za slučaj da li vozilo stoji na nizbrdici odnosno uzbrdici.

3/18/2009

21



U tabeli su date su prosječne vrijednosti koordinata težišta za različite tipove vozila natočkovima.

Za razliku od vozila na točkovima, kod vozila sa gusjenicama prenošenje ukupne težine na tlo je složenije. Ako se pretpostavi da je sistem gusjenica dovoljno krut može se sa dovoljnom tačnošću smatrati da se kontakt ostvaruje po cijeloj dužini naljeganja sa srednjim pritiskom:

g

u

bl

Gp

2====

Documents

Transportna_sredstva_predavanja