Zadaci kočenja - WordPress.com...FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje Odre đ ivanje puta zaustavljanja PUT ZAUSTAVLJANJA: s Z = s 1 +s

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje

Kočenje

Zadaci kočenja:

•

sprečavanje povećanja brzine (na uzdužnom nagibu -

nizbrdici)

⇒ od interesa za razmatranje toplotnog opterećenja kočnog sistema

•

smanjenje brzine vožnje (po potrebi do zaustavljanja)

⇒ od interesa za DINAMIKU VOZILA

•

držanje zaustavljenog vozila u mestu

⇒ statički problem

Parametre kočenja određuje regulativa:•

norme ECE13•

Pravilnik o podeli motornih i priključnih vozila i tehničkim uslovima za vozila u saobraćaju na putevima (čl. 25. –

39.)•

itd.

FTN Novi Sad



Kočenje

•

Posmatra se dvoosovinsko vozilo čije su obe osovine kočene

•

Glavni deo kočnog efekta ostvaruje se frikcionim kočnicama

•

Pri kočenju otpori kretanja pomažu usporenje vozila

•

Isključivanje spojnice smanjuje uticaj obrtnih masa, pa se on

često ne uzima u obzir (δ≈1)

•

Pri intenzivnom kočenju uzima se FW

≈

0 (male brzine!)

FTN Novi Sad



MK

FX

GT

rD

ω

e

RZRX

FK

– kočna sila na točku → fiktivna (računska!) veličina

KD

K FrM

≡ → definicija

PODSETNIK: KOČENI

TOČAK

PRI USTALJENOM KRETANJU (v=const)Slučaj: kočenje na nizbrdici radi održavanja brzine

Tangencijalna reakcija kočenog točka

TDD

KX Gr

erMR ⋅+=

RX

= FK

+ Ff

→

stvarna tangencijalna reakcija na kočenom točku

Tangencijalna reakcija kočenog točka jednaka je odnosu kočnog momenta i dinamičkog radijusa točka, uvećanom za vrednost otpora kotrljanja.

FTN Novi Sad




MK

FX

GT

rD

ω

e

RZRX

KOČENI

TOČAK

PRI USPORENOM KRETANJU (a

FTN Novi Sad



RXMAX

= ϕMAX

⋅GϕGϕ

-

vertikalno opterećenje kočene osovine

Kao i kod pogonskog točka često se koristi pojednostavljenje:

FKMAX

= ϕMAX

⋅Gϕ


MK

FX

GT

rD

ω

e

RZRX

MAKSIMALNE VREDNOSTI SILE KOČENJA

Iz uslova prijanjanja između pneumatika i podloge sledi:

Česta greška u literaturi:

FKMAX

= (ϕMAX

+ f)⋅Gϕ

FTN Novi Sad



Bilans sila pri kočenju

αWfK FFFFagG

±++=⋅⋅δ

Zakon kretanja vozila pri kočenju može se napisati u obliku:

Uzimanje u obzir smanjenja stvarne sile kočenja zbog uticaja obrtnih masa

+ na uzbrdici

-

na nizbrdici

FTN Novi Sad



Faze procesa kočenja

Prva faza –

zakašnjenje, obuhvata:

•

psihofizičku reakciju vozača

•

odziv kočnog sistema –

do trenutka početka porasta sile kočenja (poništavanje zazora, elastične deformacije elemenata, porast pritiska)

Trajanje prve faze: t1

= vreme zakašnjenja

Druga faza –

aktiviranje sistema (prelazni režim)

•

počinje porast pritiska, uspostavljanje reakcija veze na pojedinim elementima uključujući točak

Trajanje druge faze: t2

= vreme aktiviranja sistema

Treća faza –

puno usporenje, a = aP

(stacionarni režim)

•

sile kočenja dostigle maksimalnu vrednost ⇒ dostignuto maksimalno usporenje

Trajanje treće faze: t3

– vreme kočenja sa punim usporenjem

Napomena:

puno usporenje je vrednost koja odgovara datom pritisku u hidrauličkom sistemu (tj. pritisku na pedalu kočnice); ne podrazumeva se obavezno da je reč

o maksimalno mogućoj vrednosti sa stanovišta iskorišćenja prijanjanja

Proces kočenja se odvija po fazama:

FTN Novi Sad



Ukupni pređeni put i potrebno vreme za zaustavljanje vozila:sZ

– put zaustavljanjatZ

– vreme zaustavljanjaPređeni put i vreme u fazi punog usporenja:sK

– put kočenjatK

– vreme kočenja


Prva faza –

zakašnjenje i druga faza –

aktiviranje sistema

Zbog subjektivnog uticaja vozača i većeg broja parametara vozila koji se teško mogu uzeti u obzir, koriste se empirijski / statistički podaci.

Treća faza –

vreme punog usporenja (sK

,tK

), a = aPVrši se analitičko razmatranje prema zakonima mehanike i dinamike vozila.

SVE TRI FAZE

SAMO TREĆA FAZA

FTN Novi Sad



a (m/s2)

v (m/s)

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

t (s)

t (s)

t1

t2 t3

ti

aP

t1

–

vreme zakašnjenja

reakcija vozača ~0,6÷0,7 s

odziv sistema ~0,05 s

t2

–

vreme aktiviranja sistema

t0

~0,15 s

t3

–

vreme punog usporenja

ti

–

izgubljeno vreme (def.)

2ttt 21i +≡

sZ

aP

–

puno (maksimalno) usporenje

v0

– početna brzina

sZ

–

put zaustavljanja

tZ

= t1

+ t2

+ t3

–

vreme zaustavljanja

v0

Ubrzanje, brzina i put u toku vremena


v1

=v0 v2

v3

=0

s3

=sK

, t3

=tK

FTN Novi Sad



a (m/s2)

t (s)

t (s)

t1

ti

2ttt 21i +≡

Interpretacija pojma “izgubljeno vreme”: jednake površine dijagrama


ti

FTN Novi Sad



Izmerene krive usporenja –

stvarni izgled

Izvor: Uroš

Branković, MSc rad


FTN Novi Sad



Određivanje puta zaustavljanja

s (m)

s1

s2

s3

t (s)

sZ

101 tvs ⋅=

1. FAZA 1. FAZA ––

tt11


tt22


tt33

Pređeni put po fazama

22

P202 t6

atvs ⋅−⋅=

8ta

2tv

a2v

a2vs

22P20

P

20

P

22

3⋅

+⋅

−⋅

=⋅

=

tv(t)s 01 ⋅=

6t

tatv(t)s

3

2

P02 ⋅−⋅=

2tatv(t)s

2

P23 ⋅−⋅=

→ na kraju: t=t1

→ na kraju: t=t2

→ na kraju: t=t3

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅=⇒⋅=⋅⇒⋅==

p

22

3 a2vsdsadvv

dvds

dtdv

dtdsv

2tavv 2P02⋅

−=

a = aP

= const

FTN Novi Sad



Određivanje puta zaustavljanja

PUT ZAUSTAVLJANJA: PUT ZAUSTAVLJANJA: sZ

= s1

+s2

+s3

≈024ta

a2v)

2t(tvs

22P

P

202

10Z⋅

−⋅

++⋅=

P

20

i0Z a2vtvs⋅

+⋅=

)2tt(t 21i +≡

Uticaj vozača i konstr. karakteristika

kočnog sistemaKočenje pri punom

usporenju aP

Dobijeno rešenje je ekvivalentno slučaju kada kočenje počinje tek nakon vremena ti (vozilo se za to vreme kreće nepromenljivom početnom brzinom v0

), a potom odmah započinje kočenje sa punim usporenjem aP

.

-

IZGUBLJENO VREME

FTN Novi Sad



Put zaustavljanja i put kočenjaPUT ZAUSTAVLJANJA:

P

20

i0Z a2vtvs⋅

+⋅=

PUT KOČENJA:P

20

K a2vs⋅

=

aP

–

PUNO USPORENJE

–

u opštem slučaju: bilo koje usporenje za datu silu aktiviranja komande;u graničnom slučaju: najveće usporenje koje se može postići za vozilo sa datim parametrima kočnog sistema i karakteristikama prijanjanja → ovaj slučaj dalje razmatramoaMAX

–

MAKSIMALNO USPORENJE

– najveće moguće usporenje koje se može postići za date karakteristike prijanjanja

U praksi je često: aP

< aMAX

→ ZAŠTO?

→ PRIJANJANJE U OPŠTEM SLUČAJU NIJE U POTPUNOSTI ISKORIŠĆENO!

FTN Novi Sad



Određivanje maksimalnog usporenja

αWfK FFFFagG

±++=⋅⋅δBilans sila pri kočenju:

•

Posmatraćemo kretanje na horizontalnoj podlozi (Fα

= 0);

•

Uticaj FW

i δ

se može zanemariti (FW ≈

0, δ ≈1);

•

Uzimajući u obzir da obe osovine koče tj. FK

= FKP

+ FKZ

, Ff

= FfP

+ FfZ

, takođe RXP,Z

= FKP,Z

+ FfP,Z

dobija se:

XZXPfZKZfPKP RR)F(F)F(FagG

+=+++=⋅

ZZPP GGagG

⋅ϕ+⋅ϕ=⋅

Pošto je RXP,Z

= ϕP,Z

⋅GP,Z

, gornja relacija se može napisati u sledećoj formi:

FTN Novi Sad



Određivanje maksimalnog usporenjaMaksimalna vrednost tangencijalne reakcije pri kočenju po osovini:

Kada je ϕ=ϕMAX

⇒ RXMAX

= ϕMAX

⋅Gϕ

GGGRRagG

MAXZMAXPMAXMAXXZ,MAXXP,MAX ⋅ϕ=⋅ϕ+⋅ϕ=+=⋅

ga MAXMAX ⋅ϕ= →

Maksimalno usporenje koje omogućava raspoloživo prijanjanje

Da bi raspoloživo prijanjanje bilo u potpunosti iskorišćeno mora biti:

ϕP

=ϕZ

=ϕMAX

→ USLOV DOSTIZANJA MAKSIMALNOG USPORENJA aMAX

Tada se na osnovu ZZPP GGagG

⋅ϕ+⋅ϕ=⋅ dobija:

FTN Novi Sad



Zbog čega prijanjanje nije iskorišćeno u potpunosti???

Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju

UTICAJ KONSTRUKCIJE KOČNOG SISTEMASvojstvo hidrauličkog kočnog sistema:Bez dodatne regulacije, momenti kočenja prednje i zadnje osovine su linearno proporcionalni pritisku u instalaciji, tj. između sila kočenja na prednjoj i zadnjoj osovini postoji određena približno linearna zavisnost:

Odnosno:Ukoliko je sila kočenja na prednjoj osovini takva da omogućava potpuno iskorišćenje prijanjanja (ϕP

= ϕMAX

), silu kočenja na zadnjoj osovini diktira data raspodela kočnih sila po osovinama, odnosno u opštem slučaju uslov ϕZ

= ϕMAX

ne može u isto vreme biti ispunjen (odnosno biće ϕZ

< ϕMAX

⇒

dakle aP

< aMAX

).

FTN Novi Sad



Prednja osovina koči sa

ϕMAX

, zadnja sa ϕ

< ϕMAX

ϕ1 ϕ2

s2s1

aP

< aMAX

Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja

FTN Novi Sad



ϕ1 ϕ2

s2s1

aP

< aMAX


Prednja osovina koči sa

ϕMAX

, zadnja sa ϕ

= ϕS

< ϕMAX

(blokirani točkovi!)

FTN Novi Sad



Idealni slučaj: obe osovine koče sa ϕMAX

, a = aMAX(slučaj dejstva ABS sistema ili idealne okolnosti)

ϕ1 ϕ2

s2s1

aP

= aMAX


FTN Novi Sad



Uticaj kočnog sistema na usporenjePonovo polazimo od pojednostavljenog bilansa sila pri kočenju:

ZZPPXZXPfZKZfPKPfK GGRR)F(F)F(FFFagG

⋅ϕ+⋅ϕ=+=+++=+=⋅

Uvodi se oznaka:

zga≡ -

kočni koeficijent

(oznaka korišćena u EU i ECE regulativi)

Sledi:

G⋅z = ϕP

⋅GP

+ ϕZ

⋅GZ GGGz ZZPP ⋅ϕ+⋅ϕ=

[aMAX

= ϕMAX

⋅g ⇒ zMAX

= ϕMAX

]

FTN Novi Sad



Osovinske reakcije pri kočenju

GP

lZl

hT

GZlP

G

FIN

= G⋅z

XP XZ

z)l

hll(GG TZP ⋅+⋅=

z)l

hll(GG TPZ ⋅−⋅=

RXP,MAX

= ϕMAX

⋅GP

RXZ,MAX

= ϕMAX

⋅GZ

FTN Novi Sad



Idealna raspodela kočnih sila

z)l

hll(GG TZP ⋅+⋅=

z)l

hll(GG TPZ ⋅−⋅=

RXP,MAX

= ϕMAX

⋅GP

RXZ,MAX

= ϕMAX

⋅GZ

Uslov: ϕP

= ϕZ

= ϕMAX

Idealna raspodela kočnih sila –

kočne sile moraju biti proporcionalne osovinskim opterećenjima!

Idealna raspodela kočnih sila se menja sa promenom položaja težišta, usporenja (tj. koef. z), kao i ugla nagiba podloge!

U opštem slučaju zahteva podebnu regulaciju.

Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23

Documents

Zadaci kočenja - WordPress.com...FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila Teorija kretanja drumskih vozila Kočenje Odre đ ivanje puta zaustavljanja PUT ZAUSTAVLJANJA: s Z = s 1 +s