VII semestar, studijski program: Mehatronika Studijska

Mehatronika motornih vozila VII semestar, studijski program: Mehatronika Studijska grupa: Mehatronika u mehanizaciji

Dr Boris Stojić, 2015


POGONSKI SISTEM MOTORNIH VOZILA Elementi, koncepcije, parametri

Mehatronika motornih vozila Transmisija


Pogonski sistem • Pogonski motor - obezbeđuje snagu / obrtni moment za savladavanje

otpora kretanja • Transmisija - prenosi snagu pogonskog motora do kretača (točkovi /

gusenice)

Podsetnik iz mehanike: snaga - ˗ promena mehaničke energije. tj. izvršeni rad u jedinici vremena

dt

dA

dt

dEP

sd

F

cosdsFsdFdA

Uzdužna dinamika vozila – sve sile deluju duž x-ose ( = 0)

dA = Fds

M

d, w

O.K.T.O.N.O.

dA = Md



Pogonski sistem

SNAGA – praktična upotreba

P = Fv

P = Mw

F i v / M i w PARAMETRI SNAGE

- za translatorno kretanje

- za obrtno kretanje

Ws

NmJEDINICA:

Uobičajeno ćemo koristiti kW.

vFdt

dsF

dt

dAP

ωMdt

dM

td

dAP



Pogonski sistem

SNAGA – praktična upotreba



POGONSKI MOTOR Ključni parametri, brzinske karakteristike



POGONSKI MOTOR • Parametri od interesa: snaga, moment, potrošnja goriva... • Brzinska karakteristika: zavisnost nekog parametra od broja obrtaja, pri

konstantnom položaju organa za regulaciju opterećenja! ("pedala za gas") • Najčešće u upotrebi: brzinske karakteristike snage i obrtnog momenta

(spoljna, parcijalne)



POGONSKI MOTOR • Spoljna i parcijalne brzinske karakteristike

Izvor:



POGONSKI MOTOR • Određivanje režima rada i njegova stabilnost




dw

dtJo =Mi

dw

dtMi > 0 > 0

dw

dtMi = 0 = 0

dw

dtMi < 0 < 0

MOTOR UBRZAVA

STACIONARNO STANJE

MOTOR USPORAVA

R1=f1(n)

R2=f2(n)

NESTABILNO STABILNO

M

n

Kriva M=M(n)

n1n2n3




Idealna pogonska karakteristika - hiperbola



TRANSMISIJA Zadaci, koncepcije, parametri



ZADACI TRANSMISIJE • Prenos snage od pogonskog motora do pogonskih točkova • Transformacija parametara snage radi prilagođavanja trenutnom režimu

kretanja vozila • Prekid toka snage, promena smera, pogon dopunskih uređaja...

Pri tome dolazi do neminovnih energetskih gubitaka.

PARAMETRI TRANSMISIJE • Prenosni odnos iTR - faktor transformacije parametara snage • Stepen korisnosti TR < 1 - faktor energetskih gubitaka

PT = TRPMOT

TR

T

MOT in

n



VRSTE TRANSMISIJE

• Mehanička, hidrostatička, električna...

OSNOVNI ELEMENTI MEHANIČKE TRANSMISIJE

• Glavni elementi: spojnica, menjač, kardansko vratilo, glavni prenosnik, poluvratila, zglobovi...

• Dopunski elementi: hidrodinamički menjač, bočni reduktor, razvodnik snage, razvodne spojnice...



KOMPOZICIJE MEHANIČKE TRANSMISIJE

ZP

ZP

PT

PT




ZP

ZP

PT

PT

ZP

ZP

PT

PT

PV

PVPT

PT




ZP

PT

PT

PV

PV

PT

PTPV

PV

PV ZP

PT

PT

ZP






Prenosni odnos transmisije

MUL, nUL MIZL, nIZL

i1

i2 i3 ik

iUK = i1i2i3...ik

...

Ukupan prenosni odnos transmisije sastavljene od više serijski vezanih komponenata:

nIZL,1 = nUL / i1;

nUL,2 = nIZL,1 = nUL / i1; nIZL,2 = nUL,2 / i2 = nUL / (i1i2);

nIZL,k = nUL / (i1i2 ... ik);

IZL

UL

n

ni



Stepen korisnosti transmisije

TR = 1 · 2 · 3 ... · n

1 2 ... n

PULPIZL

Ukupni stepen korisnosti transmisije

Stepen korisnosti sistema sastavljenog od više serijski vezanih komponenata:

PIZL,1 = 1PUL;

PUL,2 = PIZL,1 = 1PUL; PIZL,2 = 2PUL,2 = 12PUL;

Itd.

PIZL = 12...nPUL









FRIKCIONA SPOJNICA

Single Plate Clutches.mpg



ZUPČASTI MENJAČ SA NEPOKRETNIM OSAMA VRATILA



ZUPČASTI MENJAČ SA NEPOKRETNIM OSAMA VRATILA



SINHRO-SPOJNICE


Synchromesh Unit.mpg


PLANETARNI MENJAČI U KOMBINACIJI SA HIDRODINAMIČKIM MENJAČEM (AUTOMATSKI MENJAČI)


Planetary Gears.mpg


PLANETARNI MENJAČI U KOMBINACIJI SA HIDRODINAMIČKIM MENJAČEM (AUTOMATSKI MENJAČI)

1 - centralni zupčanik

2 - nosač satelita, krivaja

3 - ozubljeni venac, prstenasti zupčanik

4 - satelit

zakočen 3

55211

3 ..,z

zi ili 25020

1

1

1

3

,..,

z

zi

zakočen 1

67125113

1 ,..,z

zi ili 8060

1

1

3

1

,..,

z

zi

zakočen 2

5141

3 ,..z

zi ili 250670

3

1 ,..,z

zi

(promenjen smer obrtanja)

spojeni 1 i 3

i = 1



KARDANSKI ZGLOB

w2w2w1

w1

>

w2w2

w1

w1>0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0 45 90 135 180 225 270 315 360

ugao zakretanja ulaznog vratila (°)

od

no

s u

gao

nih

brz

ina u

lazn

og

i i

zla

zn

og

vra

tila

w

1/

w2

1



HOMOKINETIČKI ZGLOB

2



GLAVNI PRENOSNIK I DIFERENCIJAL



OTVORENI DIFERENCIJAL - ANALIZA SILA I POMERANJA



DIFERENCIJAL



DIFERENCIJAL - POTPUNO ILI DELIMIČNO BLOKIRANJE



PRENOS SNAGE NA POGONSKE TOČKOVE PRI USTALJENOM KRETANJU


MT = iTRMTR - pogonski moment na točku (sumarno za sve pogonske točkove!)

(sa M smo označili: moment motora, tj. pogonski moment koji motor saopštava transmisiji)

D

TRTRO

r

iMF

D

TO

r

MF - po definiciji – obimna ili pogonska sila koja pokreće vozilo

Određivanje brzine kretanja vozila v pri broju obrtaja motora n:

TR

Ti

nn v = rDwT

30

nω T

T

TR

D

i

nr0,377v

v km/h !


OBIMNA (POGONSKA) SILA NA TOČKU PRI UBRZANOM KRETANJU


A

B

C

D

J1, wMOT

J2, w2

J3, wT

(Označavanje: MD MT)

Zbog pojednostavljenja usvajamo opštiju definiciju obimne sile pri ubrzanju:

FO(a) je pogonska sila na račun koje se savlađuju otpori kretanja vozila, izuzimajući ubrzanja obrtnih

masa.

AMOTMOT1 MMωJ

CB22 MMωJ

D

(a)

OTT3 rFMωJ FO(a) = ma + Ff + FW F

AABABB MηiM

AB

MOT2

i

ωω

CCDCDT MηiM

CD

2T

i

ωω


OBIMNA (POGONSKA) SILA NA TOČKU PRI UBRZANOM KRETANJU


D

TRED

D

MOTTRTR(a)

Or

ωJ

r

MηiF

OBIMNA SILA PRI UBRZANOM KRETANJU

322GPGP1

2GP

2mTRRED JJiηJiiηJ

J1 – suma momenata inercije svih rotacionih masa koje se obrću ugaonom brzinom motora

J2 – suma momenata inercije svih rotacionih masa koje se obrću ugaonom brzinom izlaznog vratila menjača

J3 – suma momenata inercije svih rotacionih masa koje se obrću ugaonom brzinom točkova

Opšti princip redukovanja momenta inercije na vratilo spregnuto preko prenosnog odnosa i: JRED = i2J

2DDDD

T

r

a

r

v

r

1

r

ω

a

r

JFF

2D

REDO

(a)

O

Documents

VII semestar, studijski program: Mehatronika Studijska