Základy konštrukcie vozidiel Blok č: 6 Prednášajúci: doc. Ing. … · 2020. 4. 3. · Blok č: 6 Prednášajúci: doc. Ing. Robert Grega, PhD. Ročník 2.Bc. šk.r.2019/2020

Základy konštrukcie vozidiel

Blok č: 6 Prednášajúci: doc. Ing. Robert Grega, PhD.

Ročník 2.Bc. šk.r.2019/2020 -LS

SILOVÉ RIEŠENIE AUTOMOBILU

Silové riešenie automobilov je podobné ako traktorov. Navyše musíme pri automobile brať do

úvahy odpor vzduchu Fv (vzhľadom na vyššie pojazdné rýchlosti) a tiaž prevážaného nákladu

Gn.

Obr.1. Silová a rozmerová schéma nákladného automobilu pri rovnomernom pohybe.

Y1 , Y2 – zaťaženie náprav,

Fh – hnacia sila kolesa,

Ft – ťažná sila,

G – tiaž vozidla,

Gn – tiaž nákladu,

qs – stredný kontaktný tlak,

So – plocha otlačku,

Y – normálová reakcia na koleso,

A pre normálovú reakciu na koleso platí:

Y = So . qs (N)

Z podmienok rovnováhy pre rovnomerný pohyb môžeme napísať:




Z týchto rovníc môžeme potom vyjadriť najdôležitejšie silové účinky:

Z týchto silových účinkov môžeme potom hodnotiť ťahové vlastnosti automobilu.

VOZIDLÁ S POHONOM VIACERÝCH NÁPRAV

Zo spôsobov zlepšovania ťahových vlastností vozidiel najefektívnejším riešením je pohon

všetkých kolies vozidla. Takéto usporiadanie umožňuje využiť na vyvíjanie hnacej sily Fh

vozidla celú tiaž vozidla. Ak sú však len niektoré kolesá hnacie, využíva sa len časť tiaže

vozidla. Pre pohyb vozidiel v teréne, kde dotykové podmienky s podložkou sú horšie ako na

cestách, sú preto dôležité vozidlá s pohonom všetkých kolies, to značí pre takmer všetku

poľnohospodársku prevádzku.

Automobily s troma nápravami

Pri trojnápravových vozidlách však nestačí na určenie jeho ťahových vlastností znalosť

podmienok uvedených pri dvojnápravových vozidlách. Musíme ešte poznať vnútorné pomery

vozidla, ktoré ovplyvňujú rozloženie zaťaženia na jednotlivé nápravy. Najjednoduchšie

riešenie je na obr.2.

Pri vozidlách so zdvojenou zadnou nápravou nebýva každá z náprav odpružená osobitne, ale

spoločným vahadlovým závesom uloženým na ráme vozidla otočené. Ak sú vahadla súmerné,




možno pri statickom zaťažení predpokladať rovnosť obidvoch zadných reakcií Y2 a Y3 (obr.

2). Vozidlo potom môžeme riešiť ako dvojnápravové s rázvorom c + d.

Obr.2. Silová a rozmerová schéma nákladného automobilu s odpružením náprav vahadlovým

závesom.

Obr.3. Silová a rozmerová schéma zavesenia náprav automobilu s pozdĺžnymi listovými pru-

žinami.

Zložitejšie pomery vznikajú pri jazde trojnápravového vozidla, kde sa vplyvom hnacích síl

vytvára dynamické doťaženie a odľahčenie zadných náprav, čo ovplyvňuje aj reakciu Y1 —

prednej nápravy. Tu musíme uvažovať aj vplyv usporiadania závesov oboch zadných náprav.




Najjednoduchším prípadom usporiadania závesu býva spojenie náprav len s vahadlom z

pozdĺžnych listových pružín otočne uložených na ráme v bode U (obr.3).

Z podmienok rovnováhy môžeme písať:

kde:

Súčasne môžeme vyjadriť sily Fv2 + Fv3:

Ak dosadíme za Mv2; Mv3; Fv2; Fv3 do vzťahu ∑ MU = 0, a upravíme ho a dostaneme:

Potom môžeme vyjadriť reakcie na jednotlivých kolesách Y1, Y2, a Y3, a pomocou nich

potom ťahové vlastnosť vozidla.

Takéto geometrické usporiadame zadných náprav je však dosť nevhodné, lebo pri väčších

hodnotách hnacích síl spôsobuje preťaženie tretej nápravy. Okrem toho sa viac zaťaží aj

predná náprava, ako keby sa Y2= Y3. Preto je výhodnejšie také prichytenie náprav, ktoré

umožňuje, aby normálové reakcie oboch zadných náprav sa ani pri rozličnom prevádzkovom

režime nelíšili.




Obr.4. Zavesenie náprav automobilu vzpernými tyčami:

a — schéma zavesenia, b — silová a rozmerová schéma.

Konštrukčne sa to najčastejšie rieši použitím vzperných tyčí, ktorými sa do rámu zachytávajú

posuvné sily náprav. Odpruženie je pozdĺžnou listovou pružinou, ktorá tvorí vahadlo uložené

otočné na ráme a s nápravami spojené klzne, takže neprenáša posuvné sily. Tieto sily

zachytávajú vzperné tyče, ktoré sú prichytené na náprave hore aj dole.

Na riešenie momentovej rovnováhy síl, ktoré pôsobia na obe nápravy, musíme určiť okamžitý

stred otáčania S, okolo ktorého sa každá z oboch náprav vykyvuje. Body S2 a S3 nájdeme

predĺžením smerov posuvných tyčí. K týmto bodom potom môžeme napísať momentové

rovnice rovnováhy pre jednotlivé nápravy:

Väzbovým prvkom medzi silami obidvoch náprav je pružina, ktorá pôsobí ako vahadlo, takže

pre jeho súmernosť s dostatočnou presnosťou platí:




O tom, ktorá z obidvoch zadných náprav bude viac zaťažená, rozhoduje predovšetkým

geometria zavesenia náprav, t. j. poloha a smer vzperných tyčí.

Optimálny prípad by bol, keby vzperné tyče boli navzájom aj s rovinou podložky rovnobežné.

V takom prípade hnacia sila, valivý odpor a jeho moment nevyvolávajú nijaké prídavné sily v

smere kolmom na podložku, a preto platí:

Sedlový ťahač

Vhodné sú vozidlá na podklade jednotného podvozku s nosnosťou 10t, ako aj sedlové ťahače

so sedlovými návesmi 16 až 20 t.

Obr.5. Silová a rozmerová schéma sedlového ťahača.

Pre určenie ťahových vlastností sedlového ťahača je dôležité správne určiť silové pôsobenie

návesu na ťahač. Silu, ktorou náves doťažuje ťahač, vyjadríme z momentovej podmienky

rovnováhy k bodu P:

Mvn a F, môžeme vyjadriť:

z čoho po úprave dostaneme zaťaženie ťahača sedlovým návesom G'n:

Riešenie sedlového ťahača je ďalej zhodné s riešením trojnápravového vozidla, ktoré je v

predchádzajúcich častiach uvedené aj s prihliadnutím na pôsobenie návesu silami G'n a Ft.

Documents

Základy konštrukcie vozidiel Blok č: 6 Prednášajúci: doc. Ing. … · 2020. 4. 3. · Blok č: 6 Prednášajúci: doc. Ing. Robert Grega, PhD. Ročník 2.Bc. šk.r.2019/2020