83
Katedra za motore i vozila MOTORNA VOZILA 2012 – 2013 Krunoslav Ormuž, Goran Šagi, Ante Šoda

139123430 Motorna Vozila FSB

Embed Size (px)

DESCRIPTION

help

Citation preview

Page 1: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

MOTORNA VOZILA2012 – 2013

Krunoslav Ormuž, Goran Šagi, Ante Šoda

Page 2: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

2

A.1 POGON VOZILAA.2 VUČNE KARAKTERISTIKEA.3 OSNOVE TEORIJE KOČENJAA.4 STABILNOST VOZILAA.5 UPRAVLJANJE AUTOMOBILOM

B.1 KONSTRUKCIJSKE OSOBINE POJEDINIH TIPOVA VOZILAB.2 GLAVNI SKLOPOVI VOZILA

A) TEORIJA MOTORNIH VOZILA – MEHANIKA VOŽNJE(STATIKA / KINEMATIKA / DINAMIKA)

A) TEORIJA MOTORNIH VOZILA – MEHANIKA VOŽNJE(STATIKA / KINEMATIKA / DINAMIKA)

B) KONSTRUKCIJA VOZILAB) KONSTRUKCIJA VOZILA

Page 3: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

3

Tijekom izrade proračuna vučnih karakteristika mogu se, u nedostatku odgovarajućih iskustvenih vrijednosti, provjeriti zamisli kako poboljšati svojstva vozila (npr. prijenosne omjere u prijenosniku snage).

Skup svojstava koja su važna za obavljanje funkcije vozila u cijelom području predviđenih brzina vožnje:

• vučne sile (savladavanje otpora vožnje),• ubrzanje / usporenje,• vrijeme potrebno za postizanje odr. brzine,• put potreban za postizanje odr. brzine.

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 4: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

4

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

v

P

Max. brzina vozila Vmax

Max. pogonska snaga

Max. snaga kočenja

Max. brojokretaja motora

(pri P < 0)

Vučne karakteristike motornog vozila ovise o pogonskom stroju. Motor mora savladati otpore vožnje, koji ovise o konstrukciji vozila i uvjetima eksploatacije.

Page 5: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

5

A.2.1 Karakteristike pogonskih strojevaA.2.2 Bilanca otpora vožnje i vučnih silaA.2.3 Bilanca snageA.2.4 Performanse vozilaA.2.5 Utjecaj konstrukcijskih parametara na performanse

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 6: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

6

A.2.1 POGONSKI STROJEVI MOTORNIH VOZILAVrste pogona:

• MSUI (klipni motori, plinska turbina, parna turbina),• Električni pogon (baterije, gorive čelije, solarna energija)

Studebaker Indy 500 (1967)

Toyota Prius (2004)

Mercedes A-Klasse (1998)

Volvo ECC (1992)

Page 7: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

7

A.2.1 KARAKTERISTIKE POGONSKIH STROJEVA

DIESEL MOTORS REGULATOROM

OTTO MOTOR

Janković (2001)

Page 8: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

8

A.2.1 KARAKTERISTIKE POGONSKIH STROJEVA

PLINSKA TURBINA

PARNI KLIPNI STROJ

ELEKTROMOTORISTOSMJERNE

STRUJE

ELEKTROMOTORIZMJENIČNE

STRUJE

Janković (2001)

Page 9: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

9

A.2.1 POGONSKO GORIVO MOTORNIH VOZILAVrste pogonskih goriva:

• tekuća goriva (benzin, diesel, bio-diesel, ukapljeni plin, alkohol …),• plinovita goriva (vodik, para),• kruta goriva – električne baterije,• solarna energija.

Stanley Steamer (1903)

BMW Hydrogen 7 (2007)

TU Delft Nuna 3 (2005)

Page 10: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

10

Diesel+ manja potrošnja+ veći termički stupanj

iskoristivosti+ veći okretni moment– čađavi ispuh– velika težina– skuplje održavanje

MSUI

Benzinski (Otto)+ brzohodniji+ veća specifična snaga+ jeftinija tehnologija+ manje ovise o klimatskim

uvjetima– veća specifična potrošnja– skuplje gorivo?

A.2.1 KLIPNI MSUI: BENZIN & DIESEL

Page 11: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

11

Karakteristike MSUI klipnih pogonskih strojeva na tekuće gorivo:

• Tekuće gorivo s velikim specifičnim kapacitetom energijeBenzin: 43 MJ/kg ili 35 MJ/lDiesel: 45 MJ/kg ili 39 MJ/lLi-baterije: 0.5 – 1 MJ/kg ili 1 – 2 MJ/lKompr. vodik: 142 MJ/kg ili 4.7 MJ/lCNG: 36 – 50 MJ/kg Atomsko gorivo (fuzija): 3.0e+08 MJ/kg

• Niska specifična potrošnjaBenzin: ≈ 0.30 kg/kWhDiesel: 0.20 – 0.25 kg/kWhPlinska turbina: ≈ 0.50 kg/kWh

• Relativno niska specifična masaBenzin: 0.5 – 1 kg/kWDiesel: 2 – 50 kg/kWElektromotor: ≈ 0.75 kg/kWSpace shuttle: 0.005 kg/kW

F1 2007- V8 2.4 l Otto: 0.15 kg/kW

Audi R10 Le Mans 2006- V12 5.5 l TDI : 0.40 kg/kW

A.2.1 KLIPNI MSUI: BENZIN & DIESEL

http://www.motorlexikon.de/?I=9502

Page 12: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

12

Karakteristike MSUI pogonskih strojeva:

• Velika specifična snaga u odnosu na volumenBenzin: 50 – 230 kW/lDiesel: 35 – 90 kW/l

• Nizak stupanj iskoristivostiBenzin: 0.25 – 0.30Diesel: < 0.40Elektromotor + baterije: ≈ 0.75

http://en.wikipedia.org/wiki/Audi_R10

Audi R10 TDI Le Mans 2006:V12, 5.5 l, 485/650 kW/KS pri 5 000 min-1, m > 200 kg

F1 2007:V8, 2.4 l, 550/750 kW/KS pri 19 000 min-1, m = 95 kg

A.2.1 KLIPNI MSUI: BENZIN & DIESEL

Page 13: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

13

Ako se radi o najvećem punjenju motora (100 % opterećenje) ►Vanjska brzinska karakteristika.

A.2.1 KLIPNI MSUI: PERFORMANSEBrzinske karakteristike MSUI pogonskih strojeva: promjena snage (P), okretnog momenta (M) i specifične potrošnje goriva (ge) prilikom promjene brzine vrtnje (n) motora, za određeni stupanj opterećenja (režim ubrizgavanja goriva ili položaj leptira karburatora).

P = f (n)

M = f (n)

n

P, M, ge

ge = f (n)

Page 14: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

14

A.2.1 KLIPNI MSUI: PERFORMANSEMotori rijetko rade u režimu najvećeg punjenja ► Najviše vremena rade poddjelomičnim opterećenjem ► Parcijalne brzinske karakteristike.

Specifična potrošnja goriva, ge [kg/kWh] ovisi o opterecenju motora i brzini vrtnje motora.

Točke ne gornjoj krivulji skinute su s gornjeg ruba područja rada motora (lijevo). Dakle, dijagram koji se odnosi na 100% opterećenja daje vrlo površnu sliku o motoru.

n

100% opterećenja ge

75 % opt.

50 % opt.

Page 15: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

15

A.2.1 KLIPNI MSUI: PERFORMANSEPri vožnji u određenom stupnju mjenjača vrijedi: apsolutna potrošnja goriva po kilometru [kg/km] opada smanjenjem brzine voznje.

VW Golf 4, TDI, 1998., 66 kW uspon 0%, protuvjetar 0 m/s

1

23 4

5

0

5

10

15

20

0 50 100 150 200Brzina, km/h

Potro

šnja

goriv

a, l/1

00 km

Primjer za kamionski motor

Page 16: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

16

A.2.1 KLIPNI MSUI: PERFORMANSEBrzinska karakteristika motora pri punom opterećenju:

P

M

n

P, M, ge

ge

nmin nP min nM max nge min

nP max

nmax

1

2

3

4 5

6Karakteristične točke:1 – Najmanja brzina vrtnje pri kojoj motor mirno radi bez opterećenja (prazni hod),

2 – Brzina vrtnje pri kojoj je motor spreman podnijeti opterečenje,

3 – Brzina vrtnje pri najvećem momentu,

4 – Brzina vrtnje pri najnižoj specifičnoj potrošnji,

5 – Brzina vrtnje pri kojoj motor razvija najveću snagu,

6 – Najveća brzina vrtnje pri kojoj motor radi bez opasnosti od oštećenja.

Page 17: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

17

A.2.1 KLIPNI MSUI: ELASTIČNOSTElastičan motor Krut motor

n

P, M

Mmax

Pmax

nP maxnM max

MP max

n

P, M

Pmax

nP maxnM max

Mmax

MP max

Faktor elastičnosti obzirom na zakretni moment:

max

max

PM M

Me = Otto: 1.15 – 1.35Diesel: 1.05 – 1.20

Faktor elastičnosti obzirom na broj okretaja:

max

max

M

Pn n

ne = Otto: 1.80 – 2.20Diesel: 1.30 – 1.60

Page 18: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

18

A.2.1 Karakteristike pogonskih strojevaA.2.2 Bilanca otpora vožnje i vučnih silaA.2.3 Bilanca snageA.2.4 Performanse vozilaA.2.5 Utjecaj konstrukcijskih parametara na performanse

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 19: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

19

Bilanca (ravnoteža) vučne sile i otpora vožnje dana je jednadžbom vučne ravnoteže:

FV = Rkot. + Rzraka ± Rpenj. ± Rubrz.

A.2.2 IDEALNA VUČNA SILA

Idealna vučna sila, tj. vučna karakteristika za slučaj konstantne maksimalne snage:

FV, id = Pe, max / (vmax )n = const. / (vmax )n

Fv, id ... Idealna vučna sila pri zadanom broju okretaja

Pe, max ... Maksimalna efektivna snaga motora

(vmax )n ... Maksimalna brzina vozila pri zadanom broju okretaja

Fv, id ... Idealna vučna sila pri zadanom broju okretaja

Pe, max ... Maksimalna efektivna snaga motora

(vmax )n ... Maksimalna brzina vozila pri zadanom broju okretaja

Idealna vučna sila prikazana u F, v - dijagramu zove se hiperbola vuče.

F

v

Page 20: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

20

A.2.2 VUČNA SILA NA KOTAČUVučna sila dovedena pogonskom kotaču:

FV ... Vučna sila prenesena na podlogu [N]Mp ... Moment doveden pog. kotaču [Nm]Mm ... Moment motora [Nm]iuk = iN · i0 ... Ukupni prijenosni omjerηt ... Ukupna iskoristivost transmisijerd ... Dinamički radijus kotača [m]

FV ... Vučna sila prenesena na podlogu [N]Mp ... Moment doveden pog. kotaču [Nm]Mm ... Moment motora [Nm]iuk = iN · i0 ... Ukupni prijenosni omjerηt ... Ukupna iskoristivost transmisijerd ... Dinamički radijus kotača [m]

Jednadžba vučne ravnoteže :

d

tukm

d

PV r

iMrMF η

==

( ) aiImgmCAvgmfriM

ukmkvvDvd

tukm

++±±+= 2

2d

2k )(I

r1sin

21cos αραη

Rk Rz Rp Ru

Izračun ove ravnoteže za proizvoljnu brzinu vozila daje vučni dijagram.

Page 21: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

21

A.2.2 RAVNOTEŽA OTPORA I VUČNE SILEBrzina kretanja je jedno od osnovnih mjerila funkcionalne sposobnosti vozila ► Performanse vozila analiziraju se kao funkcija ovisnosti o brzini.

M … Okretni moment motora [Nm]n … Brzina vrtnje motora [1/min]FV ... Vučna sila prenesena na podlogu [N]v ... Brzina kretanja vozila [m/s]R … Ukupni otpori vožnje [N]

M … Okretni moment motora [Nm]n … Brzina vrtnje motora [1/min]FV ... Vučna sila prenesena na podlogu [N]v ... Brzina kretanja vozila [m/s]R … Ukupni otpori vožnje [N]

Vučni dijagram ► Grafička interpretacija vučne ravnoteže vučnih sila i sila otpora, za sve moguće brzine kretanja vozila.

R

vmax

Dijagram okretnog momenta motora:

M = f (n)

M

v

FV

FV = f (v)

100% opt.

n

Dijagram vučne sile:

Page 22: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

22

A.2.2 VIŠAK VUČNE SILEKad je vozilo na usponu otpori vožnje rastu:

v

FV

(FV )V

R (s=0%)

R (s=10%)R (s=20%)

R (s=30%)

(FV )III

(FV )II

(FV )I

(FV )IV

Savladavanje uspona + mogućnost ubrzanja ► između motora i pogonskih kotača potrebno ugraditi transmisijski element – mjenjač.

13

4

1

2

2

1

zz

zz

nnim == >

Page 23: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

What is a transmission?

The transmission is a device that is connected to the back of the engine and sends the power from the engine to the drive wheels. An automobile engine runs at its best at a certain RPM (Revolutions Per Minute) range and it is the transmission's job to make sure that the power is delivered to the wheels while keeping the engine within that range. It does this through various gear combinations. In first gear, the engine turns much faster in relation to the drive wheels, while in high gear the engine is loafing even though the vehicle may be travelling at high speed.

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČE

http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_(mechanics)

Shimano XT (3 x 5)mountain bike

5-speed gearbox + reverse, the 1600 VW Golf (2009)

Tractor transmission with 16 forward and 8 backward gears

Page 24: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

24

Veći broj parova zupčanika ► veća mogučnost redukcije ► moguće savladati veće uspone te ostvariti bolja ubrzanja.

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČE

Najveća ostvariva vučna sila ograničena je graničnom adhezivnom silom:

aaV GF μ≤max,

13

4

1

2

2

1

zz

zz

nnim == >

FV = FT ... Sila trenja na mjestu kontakta kotača i podloge (ovo nije otpor kotrljanja!) [N]

μa ... Adhezivni koeficijent trenja [-]Ga ... Opterećenje kotača na pogonskoj

osovini ili adhezivno opterećenje [N]

FV = FT ... Sila trenja na mjestu kontakta kotača i podloge (ovo nije otpor kotrljanja!) [N]

μa ... Adhezivni koeficijent trenja [-]Ga ... Opterećenje kotača na pogonskoj

osovini ili adhezivno opterećenje [N]

Page 25: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

25

Prijenosni odnosi u mjenjaču ► izlazne karakteristike motora približavaju se idealnoj vučnoj karakteristici (hiperboli).

v

FV

II

I

III

IVV

FV = const.

Tendencija k većem broju prijenosa ► nedostatak: mjenjači postaju kompleksni!

Six-speed manual transmission for a rear-drive car (General Motors).

http://www.answers.com/

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČE

Page 26: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČEOn a rear wheel drive car the trans-mission is usually mounted to the back of the engine. A drive shaft connects the rear of the transmission to the final drive which is located in the rear axle and is used to send power to the rear wheels.

On a front wheel drive car the transmission is usually combined with the final drive to form what is called a transaxle. The engine on a front wheel drive car is usually mounted sideways in the car with the transaxle tucked under it on the side of the engine facing the rear of the car. Front axles are connected directly to the transaxle and provide power to the front wheels.

Page 27: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČEThere are a number of other arrangements but the two systems described above are the most popular.

Original Mini

(1959)

Panhard(1895)

http://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_layout

Page 28: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČE

http://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_layout

Front wheel drive Rear wheel drive Four wheel drive

Page 29: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČESome sports cars use the rear drive arrangement with transmission mounted directly to the final drive at the rear (transaxle) and connected by a drive shaft to the torque converter which is still mounted on the engine. This system balances the weight evenly between the front and rear wheels for improved performance and handling.

www.ferrari.it

Page 30: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČEThe first four-wheel drive car, as well as hill-climb racer, with internal combustion engine, the Spyker 60 H.P., was presented in 1903 by Dutch brothers Jacobus and Hendrik-Jan Spijker of Amsterdam. The two-seat sports car, which was also the first ever car equipped with a six-cylinder engine, is now an exhibit in the Louwman Collection (the former Nationaal Automobiel Museum) at the Hague in The Netherlands.

http://en.wikipedia.org/wiki/Four-wheel_drive

Page 31: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČECompetition brings out the best in people, like Volkswagen engineers from the early 1980s tired of the Audi Quattro hogging the spotlight. Their answer? The Bimotor Scirocco: two 1.7-liter engines, 360 hp and a 0 - 60 ride in 4 seconds.VW eventually produced just two working models of the twin-engine hatchback, one with custom race engines, the other with a more production-ready setup offering 282 hp. Each engine had its own transmission and drove its closest axle independently.

http://www.rodosnightlife.com/en2/news/x-cars-motors/dual-engined-bimotor-scirocco-volkswagen-never-was

Page 32: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 PRENOŠENJE SNAGE NA KOTAČE

http://www.drivingfast.net/track/engine-driveline.htm#axzz1bPHDy5q6

Page 33: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

33

ZF Friedrichshafen AG and BMW introduced the first six-speed (the ZF 6HP26 in the 2002 BMW E65 7-Series). Mercedes-Benz's 7G-Tronic was the first seven-speed in 2003, with Toyota introducing an 8-speed in 2007 on the Lexus LS 460.

Manual Non-synchronous

Automatic Semi-automatic Continuously-variable

Bicycle gearing

Transmisson types(www.wikipedia.org)

• H-type• Sequential

(performance cars & motorcycles)

• Full-Auto• Tiptronic

(Porsche)

• Hydraulic / electronic (Alfa Selespeed, BMW SMG)

• Twin-clutch (VW DSG)• Saxomat

• Variomatic• Multi-tronic• Lineartronic

• Derailleur gears

• Hub gears

• Agricultural & military application

A.2.2 VRSTE PRIJENOSA SNAGE

Page 34: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A.2.2 AUTOMATSKI MJENJAČIAn automatic transmission (automatic gearbox) is one type of motor vehicle transmission that can automatically change gear ratios as the vehicle moves, freeing the driver from having to shift gears manually.

http://www.swapmeetdave.com/Humor/Workshop/Safety.htm

Similar but larger devices are also used for heavy-duty commercial and industrial vehicles and equipment. Some machines with limited speed ranges or fixed engine speeds, such as some forklifts and lawn mowers, only use a torque converter to provide a variable gearing of the engine to the wheels.

34

Page 35: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

The modern automatic transmission is by far, the most complicated mechanical component in today's automobile. Automatic transmissions contain mechanical systems, hydraulic systems, electrical systems and computer controls, all working together in perfect harmony. An automatic uses a torque converter instead of clutch to manage the connection between the transmission gearing and the engine. The converter allows the engine to continue running when the vehicle stops.

A.2.2 AUTOMATSKI MJENJAČI

The principle behind a torque converter is like taking a fan that is blowing air into another fan which is unplugged. If you grab the blade on the unplugged fan, you are able to hold it from turning but as soon as you let go, it will begin to speed up until it comes close to the speed of the powered fan. The difference with a torque converter is that instead of using air, it uses oil (transmission fluid).

35

Page 36: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

A torque converter is a doughnut shaped device that is mounted between the engine and the transmission. It consists of three internal elements that work together to transmit power to the transmission:

– Pump, – Turbine, – Stator.

A.2.2 AUTOMATSKI MJENJAČI

The pump is mounted directly to the converter housing which in turn is bolted directly to the engine's crankshaft and turns at engine speed. The turbine is inside the housing and is connected directly to the input shaft of the transmission providing power to move the vehicle. The stator is mounted to Torque converter internal one-way clutch so that it can spin freely in one direction but not in the other.

36

Page 37: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

Originally marketed by Volkswagen as the DSG and Audi as the S-Tronic, twin-clutch transmissions are now being offered by several automakers, including:- Complete VW Group,- Nissan,- Mitsubishi, - BMW,- Porsche,- Ferrari.

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/ag_howDSGworks.htm

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKEThe twin-clutch transmission, also known as the Direct Shift Gearbox (DSG) or dual-clutch transmission, is an automated transmission that can change gears faster than any other geared transmission. Twin-clutch transmissions deliver more power and better control than a traditional automatic transmission and faster performance than a manual transmission.

Škoda DSG Ferrari FF (2010)

37

Page 38: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

http://www.newtechland.com.twhttp://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/ag_howDSGworks.htm

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKEBefore DSG: The SMTThe DSG is a development of the sequential manual transmission (SMT), a fully-automated manual transmission with a computer-controlled clutch. The advantage of an SMT is that it uses a solid coupling (the clutch), which provides a direct connection between engine and transmission and allows 100% of the engine's power to be transmitted to the wheels. Traditional automatics use a fluid coupling (torque conv.), which allows some slippage.

38

BMW E46 M3 SMG (2001)The chief drawback of the SMT is the same as that of a manual: In order to change gears, the engine and transmission must be disconnected, interrupting the flow of power.

Page 39: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

The twin-clutch transmission was designed to eliminate the lag inherent in SMTs and manuals. The twin-clutch transmission is essentially two separate transmissions with a pair of clutches between them. One transmission (or gearbox) provides odd-numbered speeds (gears 1, 3 and 5), the other provides even-numbered speeds (2, 4, 6).

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKE

39

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/ag_howDSGworks.htm

Page 40: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

When the car starts out, the "odd" gearbox is in first gear and the "even" gearbox is in second gear. The clutch engages the odd gearbox and the car starts out in first gear. When it's time to change gears, the transmission simply uses the clutches to switch from the odd gearbox to the even gearbox, for a near-instant change to second gear. The odd gearbox immediately pre-selects third gear. At the next change the transmission swaps gearboxes again, engaging third gear, and the even gearbox pre-selects fourth gear.

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKE

40

M: MotorA: Primary driveB: Double ClutchC: shaftD: main shaft, even gearsE: main shaft, odd gearsF: Output

http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-Shift_Gearbox

Page 41: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

Advantages of the twin-clutch/DSG transmission:• The primary advantage of the twin-clutch/DSG is that it provides the

same driving characteristics of a manual transmission (i.e. quicker throttle response and no drop in engine speed when the driver lifts off the accelerator) with the convenience of an automatic.

• The ability to perform near-instantaneous gearshifts gives the twin-clutch advantages over both manuals and SMTs. Volkswagen's DSG takes about 8 milliseconds to upshift. Compare that to the SMT in the Ferrari Enzo, which takes 150 ms to upshift.

• Better fuel economy (up to 15% improvement) than conventional planetary geared automatic transmission and, for some models, also better than manual transmission.

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/ag_howDSGworks.htm

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKE

41

Page 42: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

Disadvantages of the twin-clutch transmission:• The main limitation of the twin-clutch/DSG is the same as all geared

transmissions - because there are a fixed number of gears the transmission cannot always keep the engine at its best speed for maximum power or maximum fuel economy.

• Marginally worse overall mechanical efficiency compared to a conventional manual transmission, especially on wet-clutch variants.

• Expensive specialist transmission fluids/lubricants with dedicated additives are required, which need regular changes.

• Relatively expensive to manufacture, and therefore increases new vehicle purchase price.

• The twin-clutch transmission's computerized controller calculates the next likely gearchange based on speed and driver behavoior and has the "idle" gearbox pre-select that gear. Relatively lengthy shift time is required when shifting to a gear ratio which the transmission ECU did not anticipate (around 1100 ms, depending on the situation).

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/ag_howDSGworks.htm

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKE

42

Page 43: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelkupplungsgetriebe

A.2.2 MJENJAČI S DVIJE SPOJKE

43

Im Jahr 1939 meldete der französische Erfinder Adolphe Kégresse und 1940 der Darmstädter Professor Rudolf Franke erste Patente für eine Art Doppelkupplungsgetriebe an. Die ersten Studien zum PDK gingen auf das Jahr 1969 bei Porsche zurück. Daraus ergab sich das Porsche-Getriebe PDK (Porsche Doppelkupplungs-getriebe) Typ 919, das aber aufgrund zu ruppiger Schaltvorgänge nicht in die Serienfertigung gelangte. Im Zuge der Entwicklung des Porsche 956/962 (1984 – 1991) wurde das PDK wieder aktuell und mehrfach von Porsche im Rennsport eingesetzt.

Page 44: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

It was used in particular in the USA by Carter, Lambert and Metz, in England by GFK and in Switzerland by Turicum during the years 1906 -1920. It was not an automatic system because its regulation was entrusted to the driver.

A.2.2 MJENJAČI S KONT. PROMJENOM PRIJENOSNIH ODNOSA

In the early days of automotive technology, the engine's power was low and a simple solution could be applied: a friction variator (today named CVT for Continuously Variable Transmission) by means of a flat disc driving a wheel at right angle. By sliding the wheel on its shaft, it was possible to vary gradually the transmission ratio, either in forward motion or in reverse. Aneutral was obtained by pulling back the plate on its shaft to interrupt its contact with the wheel.

http://www.histomobile.com/dvd_histomobile/usa/tech/83-2.htm

44

Page 45: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

Though there are several types of CVTs, most cars use a pair of variable-diameter pulleys, each shaped like a pair of opposing cones, with a metal belt or chain running between them. One pulley is connected to the engine (input shaft), the other to the drive wheels (output shaft). The halves of each pulley are moveable; as the pulley halves come closer together the belt is forced to ride higher on the pulley, effectively making the pulley's diameter larger. Changing the diameter of the pulleys varies the transmission's ratio. Making the input pulley smaller and the output pulley larger gives a low ratio for better low-speed acceleration. As the car accelerates, the pulleys vary their diameter to lower the engine speed as car speed rises.

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/CVT.htmhttp://drive2.subaru.com/Sum09/Sum09_whatmakes.htm

A.2.2 MJENJAČI S KONT. PROMJENOM PRIJENOSNIH ODNOSA

45

Page 46: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

Advantages of the CVTThe CVT can vary the engine speed as needed to access maximum power as well as maximum fuel efficiency. This allows the CVT to provide quicker acceleration than a conventional automatic or manual transmission while delivering superior fuel economy.Disadvantages of the CVTThe CVT's biggest problem has been user acceptance. Because the CVT allows the engine to rev at any speed, the noises coming from under the hood sound odd to ears accustomed to conventional manual and automatic transmissions. The gradual changes in engine note sound like a sliding transmission or a slipping clutch - signs of trouble with a conventional transmission, but perfectly normal for a CVT. Because early automotive CVTs were limited as to how much horsepower they could handle, there has been some concern about the long-term reliability of the CVT. Advanced technology has made the CVT much more robust. Nissan has more than a million CVTs in service around the world and uses them in powerful cars such as the 290 horsepower Maxima, and says their long-term reliability is comparable to conventional transmissions.

http://cars.about.com/od/thingsyouneedtoknow/a/CVT.htm

A.2.2 MJENJAČI S KONT. PROMJENOM PRIJENOSNIH ODNOSA

46

Page 47: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

In the late sixties DAF wanted to get rid of their plain image and prove the capabilities of their Variomatic CVT transmissions. In 1967 DAF entered two cars in F3, Cosworth engines were used, tuned for top-end power because the CVT system took care of the necessary flexibility.

A.2.2 MJENJAČI S KONT. PROMJENOM PRIJENOSNIH ODNOSA

The blue car seen behind the DAF F3 is the 1993 Williams FW15C CVT prototype. This car was used by the Williams F1 team to test the feasibility of a CVT transmission in Formula 1. The FIA, the governing body of Formula 1, banned all CVT transmissions from single-seater racing in 1994.

http://www.ritzsite.demon.nl/DAF/DAF_cars_p17.htm47

Page 48: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

48

A.2.2 KONSTRUIRANJE VUČNOG DIJAGRAMAZa izračun pogonske sile na kotaču potrebno je poznavati vanjsku brzinsku karakteristiku motora i prijenosne odnose u mjenjaču.

Za Renault Clio 1.5 dCi (2006):

Stupanj prijenosa, N 1 2 3 4 5 Red.

Prijenosni omjer, iN

3.73 2.05 1.32 0.97 0.76 3.44

Auto Motor und Sport (22 / 2005)

Page 49: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

49

Stupanj prijenosa, N 1 2 3 4 5Iskoristivost transmisije, (ηt )N 0.83 0.87 0.89 0.90 0.92

Gubici u prijenosu snage (transmisiji) od motora do kotača, za svaki pojedini stupanj mjenjača:

( )

+−+−−= 41212

100010011 0

max, iin

Nm

Ntη

nm, max ... Najveća brzina vrtnje motora u pojedinom stupnju prijenosa [1/min]iN ... Prijenosni odnos u mjenjaču za pojedini stupanj prijenosai0 ... Prijenosni odnos u osovinskom reduktoru(ηt )N ... Iskoristivost transmisije u pojedinom stupnju prijenosa

nm, max ... Najveća brzina vrtnje motora u pojedinom stupnju prijenosa [1/min]iN ... Prijenosni odnos u mjenjaču za pojedini stupanj prijenosai0 ... Prijenosni odnos u osovinskom reduktoru(ηt )N ... Iskoristivost transmisije u pojedinom stupnju prijenosa

Vučna sila ovisi posredno o brzini vrtnje motora (preko momenta motora):

A.2.2 VUČNA SILA

( ) ( )d

Nt0NmNV r

iiMF

η=

Page 50: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

50

A.2.2 NAJVEĆI OKRETNI MOMENT MOTORA

nm [1/min] 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3750 4000

Mm [Nm] 125 175 200 200 185 165 150 140

Page 51: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

51

A.2.2 VUČNA SILA U POJEDINIM STUPNJEVIMA PRIJENOSA

Page 52: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

52

Brzina kretanja vozila kao funkcija broja okretaja motora:

v = opseg kotača [m] x broj okr. kotača [1/s]

v = 2 π rd nk / 60 = 2 π rd nm / ( 60 iN i0 )

iN ... Prijenosni odnos u mjenjačui0 ... Prijenosni odnos u os. reduktorunm ... Brzina vrtnje motora [1/min]

iN ... Prijenosni odnos u mjenjačui0 ... Prijenosni odnos u os. reduktorunm ... Brzina vrtnje motora [1/min]

Brzina vozila u pojedinim stupnjevima prijenosa snage (Renault Clio 1.5 dCi):

vN = 2 π rd nm / ( 60 iN i0 ) = 2 π 0.29 nm / ( 60 iN 3.44 ) = 0.00885 nm / iN

A.2.2 BRZINA VOŽNJE

n_m v1 v2 v3 v4 v5-------------------------------------------------------------[1/min] [m/s] [m/s] [m/s] [m/s] [m/s]-------------------------------------------------------------1000.0 2.36679 4.30640 6.68797 9.10115 11.615951500.0 3.55018 6.45960 10.03195 13.65173 17.423922000.0 4.73358 8.61280 13.37594 18.20231 23.231892500.0 5.91697 10.76600 16.71992 22.75288 29.039863000.0 7.10036 12.91920 20.06391 27.30346 34.847843500.0 8.28376 15.07240 23.40789 31.85404 40.655813750.0 8.87545 16.14900 25.07988 34.12933 43.559804000.0 9.46715 17.22560 26.75188 36.40461 46.46378

Page 53: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

53

A.2.2 BRZINA VOŽNJE U POJEDINIM STUPNJEVIMA PRIJENOSA

Page 54: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

54

A.2.2 IDEALNA VUČNA SILAIdealna vučna sila, tj. vučna karakteristika za slučaj konstantne maksimalne snage:

FV, id = Pe, max / vmax

Fv, id ... Idealna vučna sila pri zadanom broju okretaja

Pe, max ... Maksimalna efektivna snaga motora → Pe, max = 63 kW

vmax ... Maksimalna brzina vozila pri zadanom broju okretaja

Fv, id ... Idealna vučna sila pri zadanom broju okretaja

Pe, max ... Maksimalna efektivna snaga motora → Pe, max = 63 kW

vmax ... Maksimalna brzina vozila pri zadanom broju okretaja

Idealna vučna sila prikazana u vučnom dijagramu zove se hiperbola vuče.

--------------------- n Fv,id [1/min] [N] ---------------------1000.0 5423.577061500.0 3615.719082000.0 2711.789702500.0 2169.431953000.0 1807.859543500.0 1549.594023750.0 1446.287634000.0 1355.89485

Page 55: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

55

A.2.2 VUČNI DIJAGRAM

Vučne sile u pojedinom stupnju prijenosa moraju tangirati vučnu hiperbolu. Vučna hiperbola je idealna vučna karakteristika, tj. krivulja konstantne snage u F,v - dijagramu.

Page 56: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

56

U slučaju vožnje brzinom manjom od vmax ► Razlika raspoložive vučne sile, ∆FV , tj. višak vučne sile koji može poslužiti za ubrzanje vozila. Povecanjem brzine v, ta se razlika (mogućnost ubrzanja) smanjuje!

v

FV

FV = f (v)

100% opt.

Djelom. opt.

R

vmaxvM max

∆FV

A.2.2 VIŠAK VUČNE SILE

Vučni dijagrama omogučava analizu vučnih karakteristika vozila (sposobnost ubrzanja, sposobnost savladavanja uspona i drugih vanjskih otpora). Osnovu za analizu čini višak vučne sile, ΔFV .

Page 57: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

57

A.2.2 DINAMIČKI FAKTORIznos ΔFV ovisi o raznim utjecajima, među ostalima i o Rk . Pošto i Rk ovisi o mnogim faktorima (korisno opterećenje, kvaliteta podloge) ► Na osnovu iznosa ΔFV nije moguće direktno zaključivati o dinamičkim sposobnostima vozila.

Prikladno je vučno-dinamičke karakteristike analizirati pomoču izvedenih veličina, koje ne ovise o težini vozila ► Specifična vučna sila svedena na jedinicu težine vozila ili dinamički faktor:

GRFD zV −

=

Odnos razlike vučne sile i otpora zraka prema ukupnoj težini vozila.

Page 58: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

58

A.2.2 DINAMIČKI FAKTOR

FV = Rk + Rz + Rp + Ru

U izrazu za dinamički faktor prisutne su također veličine važne za dinamička svojstva vozila – brzina i ubrzanje ( dv/dt ), otpor kotrljanja ( fk ), otpor penjanja ( sinα ), itd.

dtdv

gdtdv

gsincosf D k

δψδαα ±=±±=

dtdvmsinGcosfG RF VkzV δαα ±±=−

( )

G

RriiM

GRFD

zd

Nt0Nm

zV−

=−=

η

U izrazu za dinamički faktor prisutne su karakteristike vozila – okretni moment motora (Mm ), iskoristivost transmisije (ηt ), dinamički radijus kotača (rd ), itd.

fk ... Koeficijent otpora kotrljanja

α ... Kut uspon puta [°]

δ ... Koeficijent učešća rotacijskih masa

ψ ... Ukupni koeficijent otpora puta

Page 59: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

59

Dmax

V

A.2.2 DINAMIČKE KARAKTERISTIKEZa potpunu analizu vučno-dinamičkih karakteristika vozila, potrebno je izračunati vrijednosti D za sve stupnjeve prijenosa i za sve brzine vozila ►Dinamičke karakteristike.

Janković, et al. (2001)

aaV GF μ≤max,

U stvarnim uvjetima iznos dinamičkog faktora ograničen je najvećom ostvarivom vučnom silom:

Granična vrijednost dinamičkog faktora:

GRG

GRF

D zaazV −=

−=

μmax,max

Do proklizavanja dolazi pri rel. malim brzinama vožnje ► Rz ≈ 0 :

GGD aaμ

=max

Page 60: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

60

ψ1

ψ2

ψ3

A.2.2 DINAMIČKE KARAKTERISTIKE

Janković, et al. (2001)

Ukupni otpori puta (kotrljanje + penjanje) mogu se, za različite uspone, prikazati kao horizontalne linije ( ψ ≠ f(v) ) u D,v – dijagramu.

Ravnomjerno (stacionarno) kretanje vozila ► ubrzanje dv/dt = 0 :

ψ=D

Page 61: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

61

ψ1

ψ2

ψ3

A.2.2 DINAMIČKE KARAKTERISTIKE

Janković, et al. (2001)

1 – Pravac ψ presjeca dinamičku karakteristiku u jednoj točki ►maksimalna brzina vozila u tom stupnju prijenosa je v1 .

2 – Pravac ψ presjeca dinamičku karakteristiku u dvije točke ►maksimalna brzina vozila u tom stupnju prijenosa je v3 , a stacionarno kretanje moguće i brzinom v2 .

3 – Pravac ψ iznad dinamičkih karakteristika ► gibanje vozila konst. brzinom nije moguće! Može biti samo nestacionarno (a = dv/dt < 0) i vremenski ograničeno.

Page 62: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

62

A.2.2 DINAMIČKE KARAKTERISTIKEDinamički faktor, D , omogućuje usporedbu vučno-dinamičkih karakteristika za vozila različitih kategorija (različite mase i snage motora).

Janković, et al. (2001)

vmax ... Najveća brzina vozila [m/s]

Dv max ... Din. faktor pri max. brzini

Dmax ... Najveći iznos din. faktora u prvom stupnju prijenosa

Dpsp ... Najveći iznos din. faktora u najvišem stupnju prijenosa

Page 63: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

63

A.2.1 Karakteristike pogonskih strojevaA.2.2 Bilanca otpora vožnje i vučnih silaA.2.3 Bilanca snageA.2.4 Performanse vozilaA.2.5 Utjecaj konstrukcijskih parametara na performanse

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 64: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

64

A.2.3 EFEKTIVNA SNAGA MOTORA

Funkcija (Leyderman) za izračun krivulje snage motora Pe na temelju jedne poznate točke (Pe, max ):

Pe = Pe, max ( a λ + b λ 2 - λ 3 )

Pe, max ... Najveća efektivna snaga motora [kW] → Pe, max = 63 kW

λ = n / n Pe, max

n ... Odabrani broj okretaja motora

nPe, max ... Broj okretaja motora kod Pe, max → nPe, max = 3750 min-1

a, b ... Koeficijenti (za dizelski motor: a = 0.5, b = 1.5,

za benzinski motor: a = 1.0, b = 1.0)

Page 65: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

65

Broj okretaja motora, n [1/min] λ Pe [kW]

500 0.13 6.461000 0.27 15.161500 0.40 25.202000 0.53 35.692500 0.67 45.733000 0.80 54.433500 0.93 60.893750 1.0 63.0

Efektvna snaga na raspolaganju pri odabranom broju okretaja motora:

A.2.3 EFEKTIVNA SNAGA MOTORA

Page 66: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

66

A.2.3 RASPOLOŽIVA SNAGA NA KOTAČIMARaspoloživa snaga na kotačima za uključeni stupanj prijenosa:

PN = (ηt )N Pe

Stupanj prijenosa, N 1 2 3 4 5Iskoristivost transmisije, (ηt )N 0.83 0.87 0.89 0.90 0.92

Gubici u prijenosu snage (transmisiji) od motora do kotača, za svaki pojedini stupanj mjenjača:

( )

+−+−−= 41212

100010011 0

max, iin

Nm

Ntη

nm, max ... Najveća brzina vrtnje motora u pojedinom stupnju prijenosa [1/min]iN ... Prijenosni odnos u mjenjaču za pojedini stupanj prijenosai0 ... Prijenosni odnos u osovinskom reduktoru(ηt )N ... Iskoristivost transmisije u pojedinom stupnju prijenosa

Page 67: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

67

Raspoloživa snaga na kotačima za uključeni stupanj prijenosa:

PN = (ηt )N Pe

A.2.3 RASPOLOŽIVA SNAGA NA KOTAČIMA

n_m P_1 P_2 P_3 P_4 P_5 P_e------------------------------------------------------------------------[1/min] [kW] [kW] [kW] [kW] [kW] [kW]------------------------------------------------------------------------ 500.0 5.36180 5.62020 5.74940 5.81400 5.94320 6.460001000.0 12.58280 13.18920 13.49240 13.64400 13.94720 15.160001500.0 20.91600 21.92400 22.42800 22.68000 23.18400 25.200002000.0 29.62270 31.05030 31.76410 32.12100 32.83480 35.690002500.0 37.95590 39.78510 40.69970 41.15700 42.07160 45.730003000.0 45.17690 47.35410 48.44270 48.98700 50.07560 54.430003500.0 50.53870 52.97430 54.19210 54.80100 56.01880 60.890003750.0 52.29000 54.81000 56.07000 56.70000 57.96000 63.00000

Page 68: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

68

A.2.3 RASPOLOŽIVA SNAGA NA KOTAČIMA

Page 69: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

69

Brzina kretanja vozila kao funkcija broja okretaja motora:

v = opseg kotača [m] x broj okr. kotača [1/s]

v = 2 π rd nk / 60 = 2 π rd nm / ( 60 iN i0 )

iN ... Prijenosni odnos u mjenjaču

i0 ... Prijenosni odnos u os. reduktoru

nm ... Brzina vrtnje motora [1/min]

Brzina vozila u pojedinim stupnjevima prijenosa snage (Renault Clio 1.5 dCi):

vN = 2 π rd nm / ( 60 iN i0 ) = 2 π 0.29 nm / ( 60 iN 3.44 ) = 0.00885 nm / iN

A.2.3 BRZINA VOŽNJE

n_m v1 v2 v3 v4 v5-------------------------------------------------------------[1/min] [m/s] [m/s] [m/s] [m/s] [m/s]------------------------------------------------------------- 500.0 1.18339 2.15320 3.34398 4.55058 5.807971000.0 2.36679 4.30640 6.68797 9.10115 11.615951500.0 3.55018 6.45960 10.03195 13.65173 17.423922000.0 4.73358 8.61280 13.37594 18.20231 23.231892500.0 5.91697 10.76600 16.71992 22.75288 29.039863000.0 7.10036 12.91920 20.06391 27.30346 34.847843500.0 8.28376 15.07240 23.40789 31.85404 40.655813750.0 8.87545 16.14900 25.07988 34.12933 43.55980

Page 70: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

70

A.2.3 DIJAGRAM SNAGE

Page 71: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

71

A.2.3 MAKSIMALNE BRZINE VOŽNJE U POJEDINIM STUPNJEVIMA PRIJENOSA

Najveća brzina vozila u pojedinim stupnjevima:

Stupanj prijenosa, N 1 2 3 4 5Maksimalni broj okretaja

motora [min-1] 4450 4450 4450 4450 4100

Maksimalni broj okretaja kotača [min-1] 347 631 980 1334 1568

Maksimalna brzina [m/s] 10.5 19.2 29.8 40.5 47.6Maksimalna brzina [km/h] 38 69 107 146 172

Prijenosni odnosi za Renault Clio 1.5 dCi (2006):

Stupanj prijenosa 1 2 3 4 5 Red.

Prijenosni omjer 3.73 2.05 1.32 0.97 0.76 3.44

Page 72: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

72

A.2.3 VUČNI DIJAGRAMRealna vučna sila, tj. vučna karakteristika za slučaj realne snage u pojedinim stupnjevima prijenosa, predstavlja omjer snage na kotaču i brzine kretanja vozila:

FV (I,II,III,IV,V) = PI,II,III,IV,V / vI,II,III,IV,V

Primjer (za I. brzinu) :-----------------------------n_m v_1 Fv_1[1/min] [m/s] [kN]----------------------------- 500.0 1.18339 4.530881000.0 2.36679 5.316401500.0 3.55018 5.891532000.0 4.73358 6.257992500.0 5.91697 6.414753000.0 7.10036 6.362623500.0 8.28376 6.100943750.0 8.87545 5.89153

-----------------------------n_m v_1 Fv_1[1/min] [m/s] [kN]----------------------------- 500.0 5.80797 1.023281000.0 11.61595 1.200691500.0 17.42392 1.330582000.0 23.23189 1.413352500.0 29.03986 1.448753000.0 34.84784 1.436983500.0 40.65581 1.377883750.0 43.55980 1.33058

Primjer (za V. brzinu) :

Page 73: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

73

A.2.3 VUČNI DIJAGRAM

Page 74: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

74

A.2.1 Karakteristike pogonskih strojevaA.2.2 Bilanca otpora vožnje i vučnih silaA.2.3 Bilanca snageA.2.4 Performanse vozilaA.2.5 Utjecaj konstrukcijskih parametara na performanse

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 75: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

75

A.2.4 PERFORMANSE VOZILASkup osobina koje određuju sposobnost vozila da obavlja pojedine funkcije – vuča, ubrzanje, savladavanje uspona, itd.

http://www.inforally.sibiul.ro/photo-gallery-5343.html

http://www.draglist.com/artman/publish/daily_pictures/article_001962.shtml

Page 76: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

76

A.2.4 SPOSOBNOST REALIZACIJE UBRZANJA

0FRR VUSt =−+

Ru = m a = m’ a + m’’ a = RU’ + RU’’ ≈ mv δ a = ( Gv / g ) δ a

m’ ... Stvarna masa vozila ( m’ = mv ) [kg]

m’’ ... Dodatak masi vozila uslijed rotirajućih dijelova

a ... Translatorno ubrzanje vozila (tangencijalno ubrzanje na obodu kotača) [m/s2]

m’ ... Stvarna masa vozila ( m’ = mv ) [kg]

m’’ ... Dodatak masi vozila uslijed rotirajućih dijelova

a ... Translatorno ubrzanje vozila (tangencijalno ubrzanje na obodu kotača) [m/s2]

∑RSt ... Suma stacionarnih otpora∑RSt ... Suma stacionarnih otpora

∑RSt = RK + RZ + RP

T

v

RU

∑RSt

FV

Gv

δ ... Koeficijent učešća rotacijskih masa, vrijednosti za osobne automobile: 1.15 – 1.18 ... za 1. stupanj prijenosa1.05 – 1.06 ... za najviši stupanj prijenosa

δ ... Koeficijent učešća rotacijskih masa, vrijednosti za osobne automobile: 1.15 – 1.18 ... za 1. stupanj prijenosa1.05 – 1.06 ... za najviši stupanj prijenosa

Page 77: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

77

V

zV

GRF

D−

=

A.2.4 SPOSOBNOST REALIZACIJE UBRZANJA

( ) ( ) ( ) VKV

PZKVV

StVV

GsinαcosαfDδG

gRRRF

δGg

RFδG

g a −−=−−−=−=

( )sinαcosαfDδg

a K −−=

v

FV 1

23

45

v

a1 2

3

4

5

U slučaju vrlo velike redukcije ►Velik utjecaj rot. masa ► Velik δ

v

a 1

23

45

Page 78: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

78

A.2.4 SPOSOBNOST REALIZACIJE UBRZANJAUbrzanje je općenito ograničeno adhezivnom sposobnošću pogonskih / vučnih kotača:

( FV )max = μa Ga

(FV )max ... Najveća ostvariva vučna sila [N]

μa ... Adhezivni koeficijent trenja [-]

Ga ... Opterećenje kotača na pog. osovini, tj. adhezivno opterećenje [N]

Gv ... Težina vozila [N]

(FV )max ... Najveća ostvariva vučna sila [N]

μa ... Adhezivni koeficijent trenja [-]

Ga ... Opterećenje kotača na pog. osovini, tj. adhezivno opterećenje [N]

Gv ... Težina vozila [N]

( )Staav

max RGμδG

g a −=

a) Početak kretanja (start): ∑RSt = 0, δ ≈ 1

b) Početak kretanja (start) za vozilo 4x4: Ga = Gv

av

aa

v

amax μ

GG10μ

GGg a ≈=

aamax μ10μg a ≈=

Page 79: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

v

a 1

23

45

79

1/a

∆v

∆t

A.2.4 VRIJEME POTREBNO ZA UBRZANJEVrijeme potrebno da se postigne određena brzina za slučaj kretanja s mjesta (v1 = 0), konstantnim ubrzanjem (a = const.):

=→=→=2

1

v

v

t

t

dva1dt

advdt

dtdv a

2

1

Približan proračun:

=

=→=n

1ii∆tt∆v

a1 ∆t

v

1/a

1

23

45

v

t

1

2

3

100

∑t

Vrijeme potrebno za promjenu stupnja prijenosa

Page 80: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

80

∆t ∆s

A.2.4 PUT POTREBAN ZA UBRZANJEPrijeđeni put potreban da se postigne određena brzina za slučaj kretanja s mjesta i s konstantnim ubrzanjem (a = const.):

=→=→=2

1

t

t

s

s

dtvdsdtvdsdtds v

2

1

Približan proračun:

v

t

1

2

3v

t

s

v

s

=

=→=n

1ii∆ss∆tv∆s

Page 81: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

81

A.2.4 SAVLADAVANJE USPONA

v

s [%] 1

2

34 5

( )α sinαcos fDδg

a K −−=

α → 0 ► cos α ≈ 1 ► tan α ≈ sin α ►

Za projektiranje motornih vozila → uspon u postocima [s %]:

tan α = s / 100

−−≈gδafD 100 s K

gδa

αcos fD α sin K −−=

Za male uspone:

Za veće uspone (a → 0):

( )( )cosαfD sinarc tan100gδacosαfD sinarc tan100 s KK −≈

−−=

Page 82: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

82

A.2.1 Karakteristike pogonskih strojevaA.2.2 Bilanca otpora vožnje i vučnih silaA.2.3 Bilanca snageA.2.4 Performanse vozilaA.2.5 Utjecaj konstrukcijskih parametara na performanse

A.2 VUČNE KARAKTERISTIKE

Page 83: 139123430 Motorna Vozila FSB

Katedra za motore i vozila

83

A.2.5 ...UTJECAJ MASE (OPTEREĆENJA)...