17
FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA MODEL VOZILA U UZDUŽNOJ DINAMICI • Zanemaruju se sva pomeranja u pravcima normalnim na pravac kretanja (ΣZ i = 0, ΣY i = 0) • Zanemaruju se svi vidovi pobuda na oscilovanje i vibracije, i sve vrste deformacija vrste deformacija • Vozilo se kreće translatorno pravolinijski po idealno ravnoj podlozi • Dejstvo svih sila i momenata je simetrično u odnosu na središnju uzdužnu ravan vozila • Vozilo se posmatra u jednoj ravni – uzdužnoj • Sile na pojedinim točkovima svode se na osovine

UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA

MODEL VOZILA U UZDUŽNOJ DINAMICI

• Zanemaruju se sva pomeranja u pravcima normalnim na pravac

kretanja (ΣZi = 0, ΣYi = 0)

• Zanemaruju se svi vidovi pobuda na oscilovanje i vibracije, i sve

vrste deformacijavrste deformacija

• Vozilo se kreće translatorno pravolinijski po idealno ravnoj podlozi

• Dejstvo svih sila i momenata je simetrično u odnosu na središnju

uzdužnu ravan vozila

• Vozilo se posmatra u jednoj ravni – uzdužnoj

• Sile na pojedinim točkovima svode se na osovine

Page 2: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

SNAGA

P = dE / dt = dA / dt = F⋅(ds / dt) = F⋅v, ili

P = dE / dt = dA / dt = M⋅(dϕ / dt) = M⋅ω

P = P = FF⋅⋅vvP = P = FF⋅⋅vv

P = P = MM⋅ω⋅ω

Šta se dešava sa snagom motora pri njenom prenošenju na pogonski točak, a šta sa njenim parametrima?

F i v / M i ω → PARAMETRI SNAGE

Page 3: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

SNAGA

P = P = MM⋅ω⋅ω → u osnovnim jedinicama

U praksi se obično uzima:

P → [kW]P → [kW]ω → n [min-1]

Veza: ω = 2π⋅n/60

P = MP = M⋅⋅n / 9554n / 9554

Page 4: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

SNAGA

P = P = FF⋅⋅v v → u osnovnim jedinicama

U praksi se obično uzima:

P → [kW]P → [kW]v → [km/h]

P = FP = F⋅⋅v / 3600v / 3600

Page 5: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

TANGENCIJALNA REAKCIJA PODLOGE

GT

ω

-PODSETNIK-

POGONSKI TOČAK

MT

ωT F

M≡

SLOBODAN TOČAK

e

T

RZ

RX

A rD

FX

RX = Ff = f⋅⋅⋅⋅GT

FX

GT

rD

ω

e

RZ

RX

OD

T FrM

TDD

TX G

re

rM

R ⋅−=

RX = FO - Ff

Page 6: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILA

Reakcija na pogonskoj osovini (točku) je: RX,POG = FO – Ff,POGNepogonska osovina: RX,NEP = Ff,NEP

h FL,Z

RX,POGFf,POG

FO

POGONSKA OSOVINA

FW

FαFN

G

FO

GP

GZ

FfP

FfZ FPV

hT

lP

lZ

l

TFL,P

FL,Z

xz

NEPOGONSKA OSOVINA

Page 7: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILAPosmatramo samo pojave u pravcu kretanja (x-osa).Prema Drugom Njutnovom zakonu je:

δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = RX - Ff,NEP - FW - Fαααα - FPV

FO – Ff,POGRX – tangencijalna reakcija pogonske osovine

FW

FαFOFfP

FfZ FPV

T

FO – Ff,POGFf,POG – otpor kotrljanja pogonske osovine

Ff,NEP – otpor kotrljanja nepogonske osovine

Page 8: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILAPosmatramo samo pojave u pravcu kretanja (x-osa).Prema Drugom Njutnovom zakonu je:

mUK⋅⋅⋅⋅a = FO - Ff,POG - Ff,NEP - FW - Fαααα - FPV

Ff

FW

FαFOFfP

FfZ FPV

T

Ff,POG + Ff,NEP = f⋅GPOG + f⋅GNEP = f⋅G⋅cosα = Ff– ukupna sila otpora kotrljanja za vozilo

Page 9: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE –BILANS SILA

δ⋅m⋅a = FIN → Dalamberov princip

ΣFi = 0 ⇒ FO - FIN - Ff - FW - Fα - FPV = 0

FF = = FF ++ FF + F+ Fαααααααα + F+ F + F+ FFFOO = = FFff ++ FFWW + F+ Fαααααααα + F+ FININ + F+ FPVPV

FW

FαFOFfP

FfZ FPV

T

FIN

Page 10: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

SILE U VERTIKALNOM PRAVCU – STATIKA VOZILA

z osa: FN = GP + GZ + FL,P + FL,Z (+ FPV,Z)

Za uzdužnu dinamiku je od interesa kada je neophodno poznavanje osovinskih opterećenja (prijanjanje – analiza vučnih i kočnih performansi vozila)

FNGGP

GZ

hT

lP

lZ

FL,P

FL,Z

z

FPV,Z

Page 11: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FW

hT FL,P

BILANS SILA

z

FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV

FW

Fα, FINFN

G

FO

GP

GZ

FfP

FfZ

FPV

lP

lZ

l

T FL,Z

x

Page 12: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

BILANS SILA

FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV

Obimna sila koju je Obimna sila koju je potrebnopotrebno dovesti točku radi savlađivanja dovesti točku radi savlađivanja otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom režimu.režimu.

Page 13: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

BILANS SILA – POTREBNA I RASPOLOŽIVA SILA NA TOČKU

FOPOTR = Ff + FW + Fα + FIN + FPV

PotrebnaPotrebna sila: sila koju je potrebno realizovati da bi se savladali otpori kretanja

FORASP = iTR⋅ηTR·MMOT / rD

RaspoloživaRaspoloživa sila: sila koja može da se ostvari za date karakteristike pogonskog motora i transmisije

USLOV ZA MOGUĆNOST KRETANJA: FUSLOV ZA MOGUĆNOST KRETANJA: FOORASPRASP ≥≥ FFOO

POTRPOTR

Page 14: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

BILANS SILA – POTREBNA I RASPOLOŽIVA SILA NA TOČKU

F RASP = ϕ ⋅ G

Napomena: Raspoloživa sila može biti ograničena i raspoloživim prijanjanjem (uslovima kontakta) između pogonskih točkova i podloge

FORASP = ϕMAX ⋅ Gϕ

ϕMAX – maksimalna vrednost koeficijenta prijanjanjaGϕ - vertikalno opterećenje pogonske osovine

→ DETALJNIJE U POGLAVLJU O KLIZANJU I PRIJANJANJU

Page 15: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

BILANS SNAGA

FO = Ff + FW + Fα

Obično se koristi za izračunavanje maksimalne brzine u nekim posmatranim uslovima → v = vMAX = const, FIN = 0Ako se eliminiše i uticaj priključnog vozila → FPV = 0

⋅v

PT = Pf + PW + Pα

PTPOTR = Pf + PW + Pα → POTREBNA SNAGA NA POGONSKOM TOČKU

PTRASP = ηTR⋅Pmot → RASPOLOŽIVA SNAGA NA POGONSKOM TOČKU

Snaga koju je Snaga koju je potrebnopotrebno dovesti točku radi dovesti točku radi savlađivanja otpora kretanja u nekom savlađivanja otpora kretanja u nekom posmatranom režimu kretanja jednaka je posmatranom režimu kretanja jednaka je sumi svih parcijalnih snaga otpora kretanja sumi svih parcijalnih snaga otpora kretanja vozila koji deluju u tom režimu.vozila koji deluju u tom režimu.

Page 16: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

BILANS SNAGA

Pf = Ff⋅vPW = FW⋅vPα = Fα⋅v

P → [kW]v → [km/h]

Pf = Ff⋅v / 3600PW = FW⋅v / 3600Pα = Fα⋅v / 3600

Parcijalne snage potrebne za savlađivanje otpora kretanja:

Pα = Fα⋅v Pα = Fα⋅v / 3600

Page 17: UZDUŽNA DINAMIKA VOZILA - drumskavozila.files.wordpress.com · FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaUzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

REŠAVANJE PROBLEMA UZDUŽNE DINAMIKE

PRIMENA BILANSA SILA / SNAGA

FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV

PV2

WD

TRTRMOT FagG

sinGvAc0,0473cosGf(v)riM

+⋅δ⋅+α⋅+⋅⋅⋅+α⋅⋅=η⋅⋅

FORASP FO

POTR