UZDU½NA DINAMIKA VOZILA - .Teorija kretanja drumskih vozila Uzdu¾na dinamika vozila:...

download UZDU½NA DINAMIKA VOZILA - .Teorija kretanja drumskih vozila Uzdu¾na dinamika vozila: opta razmatranja

of 22

  • date post

    29-Aug-2019
  • Category

    Documents

  • view

    242
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of UZDU½NA DINAMIKA VOZILA - .Teorija kretanja drumskih vozila Uzdu¾na dinamika vozila:...

  • 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

    • Smatra se da nema pomeranja u pravcima normalnim na pravac

    kretanja (ΣZi = 0, ΣYi = 0)

    • Smatra se da nema nikakvih vidova pobuda na oscilovanje i

    vibracije, niti bilo koje vrste deformacijavibracije, niti bilo koje 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

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    SNAGA – podsetnik iz mehanike

    - promena mehaničke energije. tj. izvršeni rad u jedinici vremena dt dA

    dt dE

    P ==

    F r

    ϕcosdsFsdFdA ⋅⋅=⋅= rr

    sd r

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

    ⇒ dA = F⋅ds

    M

    dϕ, ω

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

    ⇒ dA = M⋅dϕ

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    SNAGA – praktična upotreba

    P = P = FF⋅⋅vv

    - za translatorno kretanje

    - za obrtno kretanje

    W Nm

    =JEDINICA:

    vF dt dsF

    dt dA

    P ⋅= ⋅

    ==

    ωM dt dM

    td dA

    P ⋅= ⋅

    == ϕ

    P = P = FF⋅⋅vv

    P = P = MM⋅ω⋅ω

    Uzgredno pitanje: 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

    W s

    Nm =JEDINICA:

    Uobičajeno ćemo koristiti kW.

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    SNAGA – praktična upotreba

    P = P = FF⋅⋅vv

    P = P = MM⋅ω⋅ω

    SILA / MOMENT: KOLIKO OPTEREĆENJE SAVLAĐUJEMO?

    SNAGA: KOJOM BRZINOM TO ČINIMO?

    v

    G = 1000 N

    v = 1 m/s ⇒ P = 1000 W v = 2.5 m/s ⇒ P = 2500 W

    500 N

    500 N 10 m/s

    20 m/s

    5 kW

    10 kW

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    SNAGA – praktična upotreba Definicija “konjske snage”: savlađivanje sile jednake težini mase od 75 kg, brzinom od 1 m/s.

    v = 1 m/s

    G = 75 kg⋅9,81 m/s2 = 735,75 N

    1 KS = 735,75 W ≈ 0,736 kW 1 kW ≈ 1,36 KS

    1 KS ≈ 0,75 kW 1 kW ≈ 1,33 KS

    Grublja procena, za g ≈ 10 m/s2:

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna 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

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna 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

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    TANGENCIJALNA REAKCIJA PODLOGE

    GT

    ω

    -PODSETNIK-

    POGONSKI TOČAK

    MT

    ω T F

    M ≡

    SLOBODAN TOČAK

    e

    T

    RZ RX

    A rD

    FX

    RX,slob = Ff = f⋅⋅⋅⋅GT

    FX

    GT

    rD

    ω

    e

    RZ

    RX

    O D

    T F r M

    T DD

    T X Gr

    e r M

    R ⋅−=

    RX,pog = FO - Ff

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    TANGENCIJALNA REAKCIJA PODLOGE

    POGONSKI TOČAK RX = FO - Ff

    Prema tome dejstvo RX možemo zameniti ekvivalentnim sistemom:

    RX je stvarni vektor koji deluje na točak kao tangencijalna reakcija podloge, dok su FO i Ff u ovom slučaju računske veličine!

    FORX Ff

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    Uzimanje u obzir inercije obrtnih masa

    PODSETNIK:PODSETNIK:

    Translatorno kretanje:

    Vozilo:

    a F

    a F

    m⋅a = F

    δ⋅m⋅a = F

    δ > 1 – koeficijent uticaja rotacionih masa!

    POGONSKA SILA SAOPPOGONSKA SILA SAOPŠTAVA UBRZANJE ŠTAVA UBRZANJE EKVIVALENTNOJEKVIVALENTNOJ MASI MASI δ⋅δ⋅mm A NE SAMO STVARNOJ MASI A NE SAMO STVARNOJ MASI mm

    δδ > 1> 1 δ⋅δ⋅m > mm > m

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE – BILANS SILA

    FW FαFO

    FfP

    T

    Sile koje deluju na vozilo u uzdužnom pravcu:

    • Tangencijalna reakcija pogonskog (ovde: prednjeg) točka

    FL,Z

    FL,P

    G G FfP

    FfZ FPV

    Rx,POG = FO - FfP

    • Tangencijalna reakcija nepogonskog točka Rx,NEP = FfZ

    • Otpor vazduha FW

    • Otpor uspona Fα

    • Otpor priklj. vozila FPV

    GP

    GZ

    G

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE – BILANS SILA Pristup sa δ nas “spasava” potrebe za dekompozicijom

    Prema Drugom Njutnovom zakonu je:

    FW FαFO

    FfP

    T FL,Z

    FL,P

    G G δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = FO - FfP - FfZ - FW - Fαααα - FPV

    Tj.

    δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = FO - (FfP + FfZ) - FW - Fαααα - FPV

    FfP

    FfZ FPV

    GP

    GZ

    G

    Dalje znamo da je: FfP = f⋅GP FfZ = f⋅GZ FfP + FfZ = f⋅(GP + GZ) = = f⋅G⋅cosα = Ff – ukupna sila otpora kotrljanja za vozilo

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    OPŠTA JEDNAČINA UZDUŽNE DINAMIKE – BILANS SILA

    Ff = f⋅G⋅cosα

    δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = FO - (FfP + FfZ) - FW - Fαααα - FPV

    δ⋅δ⋅δ⋅δ⋅m⋅⋅⋅⋅a = FO - Ff - FW - Fαααα - FPV

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna 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

    FFOO = = FFff ++ FFWW + F+ Fαααααααα + F+ FININ + F+ FPVPV

    D

    T

    O

    r

    M F =

    Ff = f⋅G⋅cosα

    2 v

    AcF 2

    WW

    ⋅ρ ⋅⋅=

    Fα = G⋅sinα

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna 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)

    PODSETNIK:PODSETNIK:

    FN GGP

    GZ

    hT

    lP

    lZ

    FL,P

    FL,Z

    z

    FPV,Z

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    FW

    hT FL,P

    BILANS SILA

    z

    FO = Ff + FW + Fα + FIN + FPV

    FW

    Fα, FIN FN

    G

    FO

    GP

    GZ

    FfP

    FfZ

    FPV

    lP

    lZ

    l

    T FL,Z

    x

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna 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

    O D

    T F r M

    sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom sumi svih parcijalnih sila otpora kretanja vozila koji deluju u tom režimu.režimu.

  • FTN Novi Sad

    Katedra za motore i vozila

    Teorija kretanja drumskih vozila Uzdužna dinamika vozila: opšta razmatranja

    BILANS SILA – POTREBNA I RASPOLOŽIVA SILA NA TO