DINAMIKA VOZIL – Pnevmatike in...

Izr. prof. dr. Jernej Klemenc

DINAMIKA VOZIL – Pnevmatike in diferencial

Konstrukcija radialne pnevmatike

Tekalna plast

Bočnica

Noga

Pas

Karkasa

Žičnojedro

Platišče

Tesnilna plast

Označevanje pnevmatik

6,40-13/6 PR:Diagonalna pnevmatikaŠirina pnevmatike: 6,40”Premer platišča: 13”Višina pnevmatike: 0,95 (superbalon za D) * 6,40”Indeks nosilnosti: PR6Simbol hitrosti: - (najvišja hitrost = 150 km/h)

265/50 R 14 101 V:Radialna (R) pnevmatikaŠirina pnevmatike: 265 mmPremer platišča: 14”Višina pnevmatike: 0,50 * 265 mmIndeks nosilnosti: 101Simbol hitrosti: V (najvišja hitrost = 240 km/h)

Označevanje pnevmatik

Simboli hitrosti za pnevmatike:P => 150 km/hQ => 160 km/hS => 180 km/hT => 190 km/hH => 210 km/hV => 240 km/hW => 270 km/hZR=> nad 270 km/h

Indeks nosilnosti za pnevmatike:76 => 400 kg77 – 83 => 400 kg + i * 12,5 kg (i = število indeksov nad 76)84 => 500 kg>84 => 500 kg + i * 15 kg (i = število indeksov nad 84)

Pnevmatika kot torno gonilo - pospeševanje

H

tr,g

tr,m

10 t

konstrZM

vvv

ZF

HstH

t

kh

⋅=⋅⋅=

−=

=

μμ

σ

μ

0

0

v

v0

M

rst

Ft

Z

Pnevmatika kot torno gonilo - zaviranje

H

tr,g

tr,m

-10 t

konstrZM

vvv

ZK

HstH

t

h

⋅=⋅⋅=

−=

=

μμ

σ

μ

0

0

Sojemalni diagram za radialne in diagonalne pnevmatike

H

t

Sojemalni diagram za pospeševanje in zaviranje

Mikro-kontakt pnevmatike in vozne površine -pospeševanje

Z=0

x

Ft-Ft

xdFt/dx( =0)

dZ/dx( =0)

-+

Pnevmatika v stanju mirovanja

Z0

x

x

dFt/dx( M>0), teorija

dZ/dx( 0)

Pnevmatika med pospeševanjem

M>0

Ft

x

(dZ/dx) tr(m)

(dZ/dx) tr(g)

dFt/dx( M>0), dejansko

Mirovanje Drsenje

Mikro-kontakt pnevmatike in vozne površine -zaviranje

Z=0

x

Ft-Ft

xdFt/dx( =0)

dZ/dx( =0)

-+

Pnevmatika v stanju mirovanja

Z0

x

x

dK/dx( >0 M<0), teorija

dZ/dx( 0)

Pnevmatika med zaviranjem

M<0

K

x

(dZ/dx) tr(m)

(dZ/dx) tr(g)

dK/dx( >0 M<0), dejansko

Mirovanje Drsenje

Pogon 4x4

Sredinski razdelilnik pogona brez diferenciala na trdi podlagi:

Teoretične obodne hitrosti koles pri vožnji v ovinek:

Dejanske obodne hitrosti koles in vrtilni momenti:

R1

R2

Razdelilnik pogona brez sredinskega diferenciala

P

R1,R2 >> 0 R1

R2P

21

21

MMvv≠=

20,20,210,10,1 RrvRrv stst ∝⋅=>∝⋅= ωω

Pogon 4x4

Sredinski razdelilnik pogona brez diferenciala na trdi podlagi:

21

mot

1

2

P1P2

Pmot

Pogon 4x4

Sredinski razdelilnik pogona z diferencialom na trdi podlagi:Pmot

Razdelilnik pogona s

sredinskim diferencialom

R1

R2P

P2

Pmot/2

P1

Pmot/2

221

222111

mot

stst

MMM

RrvRrv

==

∝⋅=>∝⋅= ωω

Pogon 4x4

Sredinski razdelilnik pogona z diferencialom – trda podlaga zadaj, mehka podlaga spredaj, vožnja naravnost:

1

1

2

2

2 1,max mot

2,0

1

1 1,max mot

2

1,0

Pogon 4x4

Sredinski razdelilnik pogona brez diferenciala – trda podlaga zadaj, mehka podlaga spredaj:

TORSEN diferencial

Mehanski samozaporni diferencial z lamelami

Avtomatski samozaporni diferencial z lamelami -ASD

Krmilni tlak (desni)

Krmilni tlak (levi)

Pritrjeno na ohišje kotnega gonila

Bočna elastičnost pnevmatike

Z

S

YPZ

S

x

dZ/dx( =0)

Dotikalna površina pnevmatike

S

x

dZ/dx( >0) dY/d

x(>0

), te

orija

(dZ/

dx)

tr(m)

(dZ/

dx)

tr(g)

dY/d

x(>0

), de

jans

ko

Y

x x

e

Koeficient sojemanja za prečno silo in kot poševnega nakotaljevanja

eYM s ⋅=

αs …kot poševnega nakotaljevanja

ZS

s =μ

μs …bočni koeficient sojemanja

s

sss tgc

μαβ ==

cs …bočna elastičnost pnevmatike

S

dY/dx( >0), dejansko

Y

x

e

s

s

s

s

Kot zasuka krmilnih koles pri vožnji v ovinek

λ …krmilni kot

)(Rf=λ

Vpliv poševnega nakotaljevanja pri vožnji v ovinek

1,0

2,0 0

c1

c2

c

2

1

s1

s2s1 s2

Vpliv poševnega nakotaljevanja pri vožnji v ovinek

Rv

gG

RvmF vc

22

⋅=⋅=

llFF

llFFRRRRR cccc

';"0, 212121 ⋅⋅ ≈≈⇒≈≈⇒>>

Rv

gGFc

s

21⋅==μ

sss

sss

sss

cc

μαμαμμμ

⋅=⋅=≈≈

22

11

21

[ ])(

)(21

21sss

ss cclRRl

−⋅−=⇒⋅−−=

μλααλ

Podkrmarjeno vozilo – cs1>cs2

s

v=20 km/hv=60 km/h

v=100 km/h

R=v2/( s*g)

R=l/[ s*(cs1-cs2)]

=0 s

t.

=2 st

.

=4 st.

Zvišanje hitrosti vožnje pri R=konst.

Če se poveča hitrost vožnje v ovinek, je treba povečati krmilni kot λ.

Prekrmarjeno vozilo – cs1<cs2

Če se poveča hitrost vožnje v ovinek, je treba zmanjšati krmilni kot λ.

s

v=60 km/h

v=100 km/h

R=v2/( s*g)

R=l/[ s*(cs1-cs2)]

=4 st.

Zvišanje hitrosti vožnje pri R=konst.

Vpliv bočnega vetra

Podkrmarjeno vozilo (cs1>cs2):

vv

s1

s2

s1

s2

c

Centrifugalna sila stabilizira silo vetra.

Vpliv bočnega vetra

Prekrmarjeno vozilo (cs1<cs2):

Centrifugalna sila destabilizira silo vetra.

vv

s2

s1

s2

s1

c

Stabilizacija vozila pri vožnji v ovinek z veliko hitrostjo

Podkrmarjeno vozilo:

Prekrmarjeno vozilo:

Kritična hitrost prekrmarjenega vozila

Kritična hitrost prekrmarjenega vozila je tista hitrost, pri kateri je vozilo ob minimalni bočni motnji (npr. sunek vetra) sposobno voziti v ovinek brez zasuka krmilnih koles:

12 ss cc >

0;0 >= Rλ

ss

vg

RRv

g μμ

22 11⋅=⇒⋅=

)(1

21

2

ssss

krit

cclv

gR

−⋅−=⋅=

μμ

12( sskrit cc

glv−⋅

=