Iii_otpori_kretanju Kamion Sa Kupolom

7/29/2019 Iii_otpori_kretanju Kamion Sa Kupolom

1/21

III. OSNOVNI VIDOVI KRETANJA U PRIRODI

U prirodi su sva kretanja ivotinja prilagoena kretanju po besputnim terenimai savlaivanju prepreka razliitih vrsta, te otuda toliko razliitih naina kretanja u

prirodi. Ona se stoga i pobrinula da za kretanje po razliitim vrstama terena, potrebnasnaga bude priblino jednaka, bez obzira o kakvom se kretanju radi. Kako se iz slike

III.1 vidi, potrebna snaga je manje - vie jednaka, bez obzira da li je kretanje po

mekom ili tvrdom tlu [4]. Takoe se uoava znatno odstupanje u potrebnoj snazi samoza vrste kretanja gde je podizanje teita evidentno (skakanje ili puzanje gusenice,

koja kontinualno podie i sputa telo).

injenica je da kotrljanje, kao poseban vid kretanja ne spada u grupuprirodnih kretanja. Iz tih razloga je u predstavljenoj slici kotrljanje izdvojeno u

posebnu podtabelu.

U odnosu na hodanje, kao najsavreniji vid kretanja sa aspekta potrebne snage,

kretanje vozila sa tokovima pokazuje znatna odstupanja, kada se radi o kretanju pomekom terenu, u odnosu na krute i tvrde podloge. Guseniari, takoe spadaju u grupukretanja kotrljanjem, kao toak, s tim to oni nose beskrajnu traku, koju polau ispredsebe i toak se po njoj kotrlja.

Slika III. 1 Utroak snage za razne vidove kretanja, pri brzini od 32 km/h


2/21

III. 1 SILE OTPORA KRETANJU VOZILA

U najoptijem sluaju sile otpora koje dejstvuju na vozilo u kretanju mogu sepodeliti na unutranje i spoljanje sile otpora. Pod unutranjim silama otpora

podrazumavaju se sve sile koje dejstvuju pri prenosu snage od motora do toka, kako

inercione tako i sile trenja elemenata transmisije. Stoga se ove sile otpora i zovuunutranjim silama. Njihovo dejstvo se moe sa dovoljnom tanou aproksimiratistepenom korisnosti transmisije, tako da e se u daljem razmatranju uzimati kaoefektivna sila vue, ona koja se dobija na pogonskim tokovima vozila.

Spoljanje sile otpora se mogu podeliti na:

- Sile otpora pri kretanju vozila iz mesta

- Sile otpora pri stacionarnom i nestacionarnom kretanju

III.2 Sile otpora pri kretanju vozila iz mesta

Sile otpora pri kretanju vozila iz stanja mirovanja (pokretanje vozila iz mesta)

zavise od stanja kolovoza, pneumatika i mase vozila, a potiu od plastinih ielastinih deformacija podloge, elastinih deformacija tokova i inercionih sila kaosile otpora ubrzanju. U principu ove sile se ne uzimaju pri proraunu ukupnih sila kaootpori kretanju, s obzirom da su sile pri kretanju vozila na viim brzinama u principu

sile otpora vetra uvek vie, dok su pri mirovanju iste jednaki nuli. Sile i momenti

otpora pokretanju vozila iz mesta su posebno vani kod prorauna spojnice, pogotovukod teretnih i vunih vozila.

III. 3 Spoljanje sile otpora pri kretanju vozila

Kretanju vozila ustaljenom brzinom suprotstavljaju se sledee sile- sile otpora pri kotrljanjuRf- sile otpora vazduhaRv- sile otpora pri usponuR- sila otpora vue prikoliceRp

Slika III.2 Sile otpora koje dejstvuju na vozilo u kretanju

Meutim pri kretanju nestacionarnom brzinom, gore navedenim silamaprikljuuje se i

- sila inercije (Ri),

koja zavisno od vrste nestacionarnog kretanja (usporenje ili ubrzanje) ima smer uveksuprotan od trenutnog reima kretanja.


3/21

III.3.1 Sila otpora kotrljanjuRfSila otpora kotrljanju toka po kolovozu zavisi pre svega od vrste toka i vrste

i kvaliteta kolovoza. U tom smislu razikuju se oblici kotrljanja prikazani na slici III.3.

Prilikom kretanja vozila neravnomernom brzinom, na primer prilikom

ubrzanja ili usporenja, istom se suprotstvaljaju jo i sile inercijeRi.,koje nastaju mao

proizvod mase vozila i ubrzanja odnosno usporenja.

Slika III.3 Oblici kretanja toka po tlu

S obzirom da ovaj udbenik nema svrhu da izlae materiju iz teramehanike

kao ni kretanja guseniara po tlu, te e se u daljem razmatrati samo uobiajen nainkretanja vozila po kolovozu, za koga u principu vai sluaj kotrljanja elastinog toka

po tvrdom kolovozu (slika III.3.c).

U takvom sluaju smatra se da se toak sa pneumatikom elastino deformie,stvarajui "otisak" u tlu, pri emu se sila reakcije na teinu izmeta iz centra toka(slika III.4) u pravcu kretanja zbog deformacije pneumatika i pojave gubitaka od

histerezisa pneumatika.

Slika III.4 Otpor kretanju elastinog toka po tvrdom tlu

Reakcije tla od teine Gt za sluaj prikazan na slici 1 suXt (horizontalna) iZt(vertikalna).

Jasno je da se tangencijalna silaXtmoe nalaziti u granicama

0 t tX Z

pri emu je koeficijent prianjanja toka o kolovoz, koji se sa dovoljnom tanoumoe uzeti da je jednak koeficijentu klizanja.

Prema slici III.4, ima se da je

d f t f

d

eF r Z e F X Zr

= = = (3.1)


4/21

pri emu se odnos e/rdsmatra koeficientom otpora kotrljanju "f".Iz jednaine 1 se vidi da sile F i Xt obrazuju spreg sila koji se uravnoteava

momentom otpora kotrljanju

f tZ e= (3.2)

tako da iz bilansa sila na toku sledi

f

f t t t

d d

M eF R Z Z f G f

r r= = = = = (3.3)

Kako je sila reakcije na teinu Zt= Gt, to se ima da je otpor kotrljanju

f tR G f= (3.4)

U optem sluaju, uzimajui da se vozilo kree na usponu (slika III.2), sila otporakotrljanju je:

cosfR G f = (3.5)

Pri tome su lanovi jednaina:F [N] Horizontalna "gurajua" silaG, Gt [N] Teina vozila, odnosno Gt teina koja pada na jedan toake [m] Ekscentrinost sile otporard [m] Dinamiki poluprenik toka

f [- ] Koeficijent otpora kotrljanju toka

[0] Nagib uspona

Merenja otpora kotrljanja su pokazala velika rasipanja rezultata zbog velikog

broja uticajnih faktora(optereenje toka, kvalitet kolovoza, kvalitet pneumatika islino), tako da se za tanija izraunavanja koeficijenta otpra kotrljanju koristi izraz

2

0 1 2 ...n

nf f f v f v f v= + + + + (3.6)

Za praktina izraunavanja dovoljno je uzeti samo prva tri lana, tako da jekonani izraz za koeficijent otpora kotrljanju

( )20 1f f a v= + (3.7)pri emu su

f0 [-] Koeficijent otpora kotrljanju za brzine do 60 km/h

a [-] Konstanta, koja iznosi oko (45)10 -5

v [km/h] Brzina kretanja vozila

Prosene vrednosti koeficijenta otpora kotrljanju mogu da se usvoje usledeim realcijama:

za kvalitetan asfaltni kolovoz f0= 0,01 do 0,02

makadamski kolovoz f0 = 0,015 do 0,04zemljani kolovoz f0 = 0,04 do 0,2


5/21

Radi blieg pojanjenja na slikama III.5 i III.6 prikazana su samo dva od

brojnih uticajnih faktora. Na primer: koeficijent otpora kotrljanju opada sa porastom

pritiska u pneumaticima i sa veim optereenjem toka, to se objanjava manjimdeformacionim radom u samom pneumatiku i manjim unutranjim trenjima izmeuslojeva pneumatika.

Slika III.5 Zavisnost koeficijenta otpora kotrljanju od optereenja toka

i pritiska u pneumaticima

Slika III.6 Zavisnost koeficijenta otpora kotrljanju od brzine kretanja

za razliite tipove radijalnih pneumatika

Jasno je da se maksimalna vrednost otpora kretanju, sila Xtmax, ima kao

atheziona sila izmeu toka i kolovoza, odnosno

max maxt f tX R G = = (3.8)

odnosno isto toliko moe da iznosi i maksimalna sila vue, bez obzira na obrtnimoment koji se ostvaruje na pogonskim tokovima, odnosno

max max maxf t ptF R X G = = = (3.9)


6/21

s obzirom da za uslov istog kotrljanja mora da postoji zavisnost f , pri emu je"Gpt"teina koja pada na pogonske tokove vozila. Naravno, za vozila sa pogonom nasvim tokovima, teina koja pada na pogonske tokove je sinptG G = .

Maksimalna vrednost koeficijenta pranjanja toka o kolovoz u principu sesmatra da je jednaka koeficijentu klizanja odnosno proklizavanja toka po kolovozu,koje se imaju u relacijama:

za kvalitetan suvi asfaltni kolovoz = 0,6 do 0,8 (0,9)za mokri asfaltni kolovoz = 0,4 do 0,6makadamski kolovoz = 0,4 do 0,6zemljani kolovoz = 0,1 do 0,4

III.3.2 Sila otpora vazduhaRvKako e se kasnije u taki III.3.6 (analiza otpora) videti, otpori vazduha,

odnosno vetra zauzimaju znaajno mesto, tako da se u dananje vreme obliku vozila,bplje reeno aerodinaminosti posveuje posebna panja, kao jednom od znaajnihfaktora koji utiu na potronju goriva i dinamiko ponaanje vozila na putu. Posebna

panja se takoe posveuje i konstrukciji oblika bonih povrina, s obzirom da silabonog vetra ne dejstvuje u teite povrine, ve u metacentar iste, tako da odmeusobnog poloaja teita vozila i metacentra bone povrine, dosta zavisi kakvae biti stabilnost vozila na boni vetar.

Pravac sile otpora vazduha zavisi takoe i od pravca prirodnog strujanjavazduha odnosno pravca vetra. Rezultujua brzina vazdune struje ima se kao

2 22 cosvv v w v w = + + (3.10)

gde su

- v [m/s]; [km/h] brzina kretanja vozila- w[m/s]; [km/h] brzina vetra- [0 ] - ugao koga zaklapa smer vetra sa smerom kretanja vozila

ukoliko vetar duva u "elo", to jest = 00, te jerezultujua brzina vv v w= +

kada je vetar u "lea" =180 0, rezultujua brzina vetra je vv v w= ,Za boni vetar = 900, odnosno 2700, rezultujua brzina vetra je

2 2

vv v w= ,

U optem sluaju ukupan otpor vazduha moe da se podeli u:- eonu silu otpora vazduha koja iznosi oko 65% od ukupne sile otpora

vazduha- Otpor povrinskog trenja (tangencijalni otpor), koji nastaju usled trenja

estica vazduha o bone povrine vozila, koji ini oko 10% od ukupnog otporavazduha

- Otpor prostrujavanja, kao komponenta otpora usled prolaska vazduha kroz

unutranjost vozila (sistem za provetravanje, prolazak kroz hladnjak motora i slino),koji iznosi oko 10% od ukupnog otpora vazduha i

- Otpor diskontinuiteta povrine vozila (prekidne zone povrine vozila), kojiiznosi oko 15% od ukupnog otpora vazduha. Upravo iz ovih razloga, u procesu


7/21

konstruisanja vozila se velika vanost pridaje obliku odnosno aerodinaminostivozila.

Slika. III.7 Laminarno (idealizirano) opstrujavanje profila vozila

U stvarnosti prekidne zone utiu na javljanje vrtloga iz tih povrina, kojepored poveanja otpora kretanju, poveavaju i buku vozila.

a) b) c)

Slika III.8 Tok strujnica u tri karakteristina oblika

a) turbulentno strujanje na prekidnim zonama

b) realni oblik vazdunih struja

c) idealizirano (laminarno) strujanje

Matematiki izraz kojim se izraunava otpor vazduha pri kretanju vozila imasledei izraz:

( )2

n

v xR c A v w= (3.11)

gde pojedini parametri predstavljaju:cx[ - ] - faktor aerodinaminosti

[ kg/m3 ] - gustina vazduhaA [ m2] - eona povrina vozila (povrina projekcije eone povrine na

upravnu ravan)v; w [m/s]; [km/h] - rezultujua brzina vozila odnosno vetran [-] - eksponent koji zavisi od brzine (za dozvune brzine n = 2)

Uvoenjem smene "konstantnih" koeficijenata u izraz (3.11), dobija senajee korieni izraz:

( )2

vR K A v w= kada se brzina vozila i vetra izrava u m/s, (3.12)

odnosno

( )2

13v

v wR K A

= kada se brzina vozila i vetra izrava u km/h, (3.13)

Za sluajeve, kada se temperatura (T) i pritisak vazduha (B) razlikuju odnormalnih (p = 1015 mbar, t= 200 C), koristi se korigovani izraz za gustinu vazduha

2931,251015B

T = (3.14)


8/21

Najee veliine eonih povrina vozila se imaju prema tabeli III.1, ili seizraunavaju iz priblinog obrasca:

- za putnika vozila 0,78A b h= [ m2]

- za teretna vozila i autobuse ( )0,96 1,1 pA h s= [ m2]

ili 0,9A h b= [ m2

]

gde su: b irina vozila

h visina vozila

sp prednji trag vozila

Tabela III.1 eona povrina vozila i koeficijent otpora

Vrsta vozila eona povrina

A[ m2]

Koeficijent otpora vazduha

K [N s2/m4]

Zatvoreni putniki automobil- Radna zapremina motora

do 1000 cm3preko 1000 cm3

Otvorena putnikaSportska

1,4 - 2,02,0 - 2,8

1,5 - 2,0

1,0 1,3

0,15 - 0,3

Teretna vozila 3 - 6 0,5 - 0,7

Autobusi 4 - 6,5 0,25 - 0,5

Slika III.9 Krovni spojleri kamiona, radi snienja otpora vazduha

(snienje faktora aerodinaminosti)

Kada je u pitanju izraunavanje sile otpora vazduha vunog voza, odnosnoteretnog vozila ili autobusa sa prikolicom, praksa je pokazala da se ukupna sila

vazduha, u odnosu na vuno vozilo poveava za 25% do 30%, tako da se sila otporavunog voza (Rvv) ima kao

( )1, 25 1, 3vv vR R= (3.15)

Koeficijent aerodinaminosti vozila (cx) je takoe veoma uticajna veliina,koja moe tano da se odredi samo ispitivanjem u aerodinaminom tunelu. Uticane


9/21

veliina na istu su mnogobrojne, poev od globalnog oblika karoserija, pa do uticajaraznih promena oblika i prekidnih zona strujanja, otvora za prostrujavanje vazduha i

slinog. Ispitivanja su pokazala da i pojedini spoljni elementi kao retrovizori, brisaistakala ak i atene radio prijemnika imaju znatnog uticaja na ukupan koeficijentaerodinaminosti i pojavu buke i umova kod vozila. S obzirom da je koeficijent

aerodinaminosti jedan od direktnih uticajnih parametar na veliinu sile otporavazduha, time isti uzima i direktnog uea u ukupnoj potronji goriva vozila,odnosno ekonominosti vozila. Praktini primeri provere su na primer pokazali da sestavljanjem klasinih krovnih nosaa prtljaga, potronja goriva poveava za 15 do20%. Upravo to je i razlog sve eoj primeni specijalnih krovnih nosaa i lepooblikovanih krovnih "sanduka", a kod kamiona i putnikih automobila koji vukukamp prikolicu i upotreba krovnih spojlera.

Kod savremenih putnikih vozila koeficijent aerodinaminosti se kree ugranicama cx = 0,25 do 0,4 pri emu nie vrednosti vae za sportska i lepo oblikovanavozila. Za kamione ovaj faktor se kree u dosta irokim granicama i obino je nemanji od 0,5. Za autobuse ovaj koeficijent je takoe dosta visok, ali obino nii negoza kamione.

Treba istai da je proces doterivanje oblika karoserije, odnosno dovoenjekoeficijenta aerodinaminosti na dovoljno nisku vrednost, veoma dugotrajan i skup,tako da je isti, ekonomski gledano, isplativ samo kod visokih serija automobila.

Primera radi, jedan uobiajen aerodinamiki tunel, za ispitivanje vozila u prirodnomobliku, ima snagu ventilatora i do 2000 kW, pri emu brzina strujanja vazduha unjemu je jednaka planiranoj maksimalnoj brzini vozila. Meutim, kod tunela u kojimase ispituju umanjeni modeli (na primer 1:10), potrebno je da se obezbedi da brzina

strujanja vazduha bude ak 1200 km/h (dakle, via od brzine zvuka) i ako jemaksimalna brzina realnog vozila planirana samo do 120 km/h. Ovo sledi iz uslova da

Rejnoldsovi brojevi strujanja vazduha kod vozila prirodne veliine i modela vozilabudu jednaki, to se postie tek kada je brzina strujanja vazduha oko modela (grubo

raunato) onoliko puta vea koliko je model umanjen od prirodne veliine.

III.3.3 Sile otpora kretanja na usponuR Prilikom izraunavanja sile otpora vozilu usled uspona, potebno je silu teine

vozila, koja dejstvuje iz teita, razloiti na komponente - jedna u pravcu upravnom

na podlogu i drugu paralelnoj sa podlogom (slika III.10). Upravo ta sila, koja je

paralelna sa podlogom predstavlja otpor vozila na usponu, odnosno

sinR G G tg = (3.16)

s obzirom da se za male uglove moe uzeti da je sin tg


10/21

Slika III.10 Razlaganje sile teine na usponu

Uzimajui da jeh

tg pl

= = sledi

R G p odnosno%

100

pR G (3.17)

pri emu je uspon izraen u procentima.Za vozila sa prikolicom, ukupan otpor usled kretanja na usponu jednak je

zbiru otpora za vuno vozilo i za prikolicu.Kako otpor uspona i otpor kotrljanja zavise od teine vozila i karakteristika

puta (koeficijenta otpora kotrljanju i ugla uspona), moe da se postavi jednakostukupnih sila otpora puta kao

cos sinu fR R R G f G = + = + (3.18)

Prema ve reenom, da je za male uglove cos =1 i da je sin tg p (za uglove do 100 greke praktino nema).

Sledi da je ukupan otpor puta

( )u fR R R G f p G u= + = + = (3.19)

kada se zbir koeficijenata (f + p) izrazi koeficijentom u.Smanjivanje otpora puta je stalni trend proizvoaa vozila ali i putogradnje i

ogleda se u stalnoj tenji da se pri izgradnji puteva usponi smanje gradnjom mostova,prosecanjem ili gradnjom tunela tako i u konstrukciji vozila gde je tenja da se smanji

masa vozila upotrebom lakih metala, plastike i kompozitnih struktura.


11/21

III.3.4 Otpori kretanju prikolice

Uobiajeno je u proraunu otpora da se otpor kretanju prikolice smatraotporom kretanju celog vozila. Ovo proizilazi uz injenice da u obrascima, koji vaeza otpore kotrljanju i otpore na usponu, lan G treba zameniti zbirom teine vunogvozila i teine prikolice, dok kod otpora ubrzanju, odnosno inercionim silama, lan

m, kojim se definie masa, treba uzeti kao zbir masa vunog vozila i prikolice.Kako je ve reeno u odeljku "otpor vazduha" ukupan otpor vazduha teretnih

vozila sa prikolicom poveava se za oko 25 do 30%, dok je za putnika vozila, kojavuku lake prikolice, otpor vazduha znatno manji i ne prelazi 10 do 15 %, zavisno odveliine prikoice i oblika poklopca iste. Naravno, za sluajeve vue kamp prikoliceputnikim automobilom, gde je eona povrina prikolice vea od eone povrinevozila, a masa prikolice ak i bliska masi vozila*, ukupan otpor vozila se poveava zaoko 25 do 30% u odnosu na otpor samog vozila (kao za teretno vozilo).

Izuzetno u sluajevima kretanja tegljaa, odnosno specijalnih vunih vozilakoji vuku posebne terete, otpori kretanju vuenog vozila se posebno raunaju i dodajuse vunom vozilu kao sila na poteznici.

Napomena:*Masa prikolice putnikih automobila zakonom definisana veliina. Shodno

ZOBS-u, bruto masa prikolice, koja nema svoju konicu, ograniena je do 50 % odmase vozila, ali ne vie od 750 kg. Ukoliko je masa via od 750 kg, ali ne vie od

1500 kg, ista mora da ima svoju inercionu konicu. Prikolice masa veih od 1500 kg,moraju da imaju koni sistem koji je direktno povezan sa konim sistemom vozila.

III.3.5 Otpori inercionih sila - sila otpora ubrzanju odnosno usporenju

vozila Ri

Prilikom ubrzanog ili usporenog kretanja vozila, kao posledica drugog

Njutnovog zakona, javlja se sila otpora ubrzanju, odnosno usporenju, ee zvanainerciona sila, ije je dejstvo iz teita vozila. Ova sila ima smer uvek suprotan odsmera kretanja vozila. U procesu ubrzanja/usporenja potrebno je ubrzati/usporiti kakotranslatorene tako i rotacione mase. Usled toga ukupna inerciona sila se ima kao zbir

sila nastalih od ovih dveju masa

i iT ioR R R= + (3.20)

pri emu su:

iT

GR m a a

g= = [N] - sile otpora ubrzanju translatornih masa (3.21)

m o T Tio z T

d d

i i dd zR J J

dt r r dt

= + - sile otpora ubrzanju obrtnih masa (3.22)

uvoenjem smena T dv r= 1 1T

d d

d dva

dt r dt r

= = (3.23)

sledi2 2

0

2 2

m Tio z T

d d

i i zR J a J a

r r

= + (uz aproksimaciju da je rd rf) (3.24)

ime se dobija da je2 2

0

2 21m T

i iT io z T

d d

i iG g g z R R R a J Jg G r G r

= + = + +

(3.25)


12/21

pri emu inioci predstavljaju:Jz - moment inercije zamajca

JT - moment inercije tokad/dt -ugaono ubrzanje zamajca

dv/dt = a - ubrzanje translatornih masa

im - prenosni odnos u menjaui0 - prenosni odnos u pogonskom mostu

T - stepen korisnosti transmisije

z - broj tokova na vozilu

U izrazu (3.25), lan u zagradi, u principu predstavlja uticaj obrtnih masa, te seradi lake raunice moe zameniti koeficijentom (koeficijent uea obrtnih masa),koji se ima kao

2

1 21 mi = + + (3.26)

gde su: 20

1 2z T

d

igJ

G r = koeficijent uea zamajca (3.27)

2 2T

d

g zJ

G r = koeficijent uea obrtnih masa transmisije (3.28)

Tabela III.2 Pribline vrednosti pojedinih uesnika u obrascu (3.26)

Vozilo

Moment

inercije toka imasa vezanih za

toakJT[mNs2]

Moment inercije

zamajca i masavezanih za zamajacJz

[mNs2]

Prenosni odnosi

u u transmisijiiTmaxdo iTmin

Putnika

vozila0,751,5 0,15 0,3 20 4

Autobusi 0,751,5 1,53,0 40 4Teretna vozila

laka

teka2,0 3,5

11,0 20,00,51,01,53,5

40 460 3,5

S obzirom da bi tanije izraunavanje ovih koeficijenata zahtevalo poznavanjedosta uticajnih lanova, te time usloavalo raunicu, iskustveno se uzima da je

21,03 mx i = + (3.29)

tako da se time ukupna inerciona sila ima kao

( )21,03i iT io mG

R R R a x ig

= + = + (3.30)


13/21

pri emu su vrednosti koeficijenata i x dati u tabeliIII.3

Tabela III.3 Vrednosti koeficijenata i x

Vozilo Koeficijent I. stepen prenosa direktni prenos (i=1)

koeficijent x

Putniko 1,5 1,8 1,05 1,06 0,04 0,07Teretno 2,0 3,0 1,06 1,08 0,04 0,07

Upravo iz razloga smanjivanja uea obrtne mase zamajca i masa vezanih zazamajac u procesu koenja, kako bi se i put koenja skratio, preporuuje se priintenzivnom koenju, do zaustavljanja, iskljuivanje spojnice.

Kod savremenih vozila, pre svaga radi utede u gorivu i poveanja startnostiintenzivno se radi na smanjivanju mase vozila, primenom aluminijuma ili plastinihmasa u konsrukciji vozila i motora ili primenom drugih lakih materijala poveanevrstoe (lake legure, kompozitni materijali i slino).

III.2.6 Analiza otpora

Kako bi se stekla bolja "slika" o uticajima pojedinanih i ukupnih otpora, udijagramima III.11 do III.22 prikazani su otpori kretanju za sledee sluajeve vozila

1. Putniki automobil mase oko 1000 kg2. Dostavno vozila mase oko 4000 kg

3. Autobus mase oko 16000 kg i

4. Kamion sa prikolicim ukupne mase oko 40000 kg

1. Putniki automobil, masa 1000 kg1a) Kretanje na ravnom putu- Otpor kotrljanjuRf= 98 Nzakoefcijent otpora kotljanju f =0,01

- Otpor vazduha 20,375vR v= N

0

200

400

600

800

1000

1200

5,55 11,11 16,67 22,22 27,77 33,33 38,89 44,44 50,00

20 40 60 80 100 120 140 160 180

v [m/s]

v [km/h]

Silaotp

ora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rv [N]

Rf + Rv [N]

Udeo Rv [%]

Brzina vozila

Udeootpora[%]

Slika III.11 Otpori kretanju putnikog automobila na ravnom putu


14/21

1 b) Kretanje na usponu brzinom od 30 km/h

- Zbir otpora kotrljanju i vazduhaRf+Rv = 124N

0

500

1000

1500

2000

2500

0,010 0,020 0,030 0,040 0,060 0,080 0,119 0,158 0,196

1 2 3 4 6 8 12 16 20

sin

[%]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ra [N]

Rf +Rv+ Ra [N]

Udeo Ra [%]

Udeootpora[%]

Slika III.12 Otpori kretanju putnikog automobila

na usponu brzinom od 30 km/h

1 c) Kretanje na ravnom putu sa ubrzanjem pri poetnoj brzini od 30 km/h

- Zbir otpora kotljanju i vazduha Rf+Rv = 124N

- Koeficijent uea obrtnih masa

1,1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0

a [m/s2]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ri [N]

Rf +Rv+ Ri [N]

Udeo Ri [%]

Udeootpora[%]

Slika III.13. Otpori kretanju putnikog automobila sa ubrzanjem

pri poetnoj brzini od 30 km/h


15/21

2. Dostavno vozilo, masa 4000 kg

2 a) Kretanje na ravnom putu

- Otpor kotrljanjuRf= 392 Nzakoefcijent otpora kotljanju f =0,01


0

500

1000

1500

2000

2500

5,55 11,11 16,67 22,22 27,77 33,33 38,89 44,44

20 40 60 80 100 120 140 160

v [m/s]

v [km/h]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Rv N

Rf + Rv N

Udeo Rv %

Brzina vozila

Udeootpora[%]

Slika III.14 Otpori kretanju dostavnog vozila na ravnom putu

2 b) Kretanje na usponu brzinom od 30 km/h


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0,010 0,020 0,030 0,040 0,060 0,080 0,119 0,158 0,196

1 2 3 4 6 8 12 16 20

sin

[%]

Sila

otpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ra [N]

Rf +Rv+ Ra [N]

Udeo Ra [%]

U

deootpora[%]

Slika III.15 Otpori kretanju dostavnog vozila na usponu

brzinom od 30 km/h


16/21

2 c) Kretanje na ravnom putu sa ubrzanjem pri poetnoj

brzini od 30 km/h

- Zbir otpora kotrljanju i vazduha Rf+Rv = 461N

- Koeficijent uea obrtnih masa 1,1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,5 2,0

a [m/s2]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ri [N]

Rf +Rv+ Ri [N]

Udeo Ri [%]

Udeootpora[%]

Slika III.16. Otpori kretanju dostavnog vozila sa ubrzanjem


3. Autobus, masa 16000 kg3 a) Kretanje na ravnom putu- Otpor kotrljanjuRf= 1570 Nzakoefcijent otpora kotrljanju f =0,01


0

500

1000

1500

2000

25003000

3500

4000

4500

5000

5,55 11,11 16,67 22,22 27,77 33,33 38,89

20 40 60 80 100 120 140

v [m/s]

v [km/h]

Silaotpora

[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

Rv [N]

Rf + Rv [N]

Udeo Rv [%]

Brzina vozila

Udeootpora[%]

Slika III.17 Otpori kretanju autobusa na ravnom putu


17/21

3 b) Kretanje autobusa na usponu brzinom od 30 km/h


0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,119 0,158 0,196

1 2 3 4 6 8 12 16 20

sin

[%]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Ra [N]

Rf +Rv+ Ra [N]

Udeo Ra [%]

Udeootpora[%]

Slika III.18 Otpori kretanju autobusa na usponu brzinom od 30 km/h

3 c) Kretanje autobusa na ravnom putu sa ubrzanjem pri

poetnoj brzini od 30 km/h



0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,5 2,0

a [m/s2]

Sila

otpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Ri [N]

Rf +Rv+ Ri [N]

Udeo Ri [%]

Udeootpora[%]

Slika III.19. Otpori kretanju autobusa sa ubrzanjem pri



18/21

4. Kamion sa prikolicom, masa 40000 kg4 a) Kretanje na ravnom putu

- Otpor kotrljanjuRf= 3924 Nzakoefcijent otpora kotljanju f =0,01


Slika III.20. Otpori kretanju kamiona sa prukolicom na ravnom putu

4 b) Kretanje kamiona na usponu brzinom od 30 km/h- Zbir otpora kotrljanju i vazduhaRf+Rv = 4202N

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,119 0,158 0,196

1 2 3 4 6 8 12 16 20

sin

[%]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Ra [N]

Rf +Rv+ Ra [N]

Udeo Ra [%]

Udeootpora[%]

Slika III.21. Otpori kretanju kamiona sa prikolicom na usponu

brzinom od 30 km/h


19/21

4 c) Kretanje kamiona na ravnom putu sa ubrzanjem pri




0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,5 2,0

a [m/s2]

Silaotpora[N]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Ri [N]

Rf +Rv+ Ri [N]

Udeo Ri [%]

Udeootpora[%]

Slika III.22 Otpori kretanju kamiona sa prikolicom uz ubrzanje


Tabela. III.4 Procentualnu udeo pojedinih otpora u odnosu na ukupne otpore

Vrsta druma/udeo pojedinih otpora

Vrsta vozila

Kretanje naravnom putubrzinom od

100 km/h

Otpor kotrljanja

Rf

Kretanje naravnom putubrzinom od

100 km/h

Otpor vazduha

Rv

Kretanje nausponu od 4%brzinom od

30 km/h

Otpor uspona

R

Kretanje saubrzanjem

1 m/s2, poetna

brzina od 30 km/h

Otpor ubrzanju

Ri

Putniko vozilo

masa 1000 kg

25% 75% 76% 90%

Dostavno vozilo

masa 4000 kg34% 66% 77% 91%

Autobus

masa 16000 kg50% 50% 79% 91%

Kamion sa

prikolicom

masa 40000 kg56% 44% 79% 94%


20/21

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Regionalni

put

Autoput Ravan put

v = 80 km/h

Gradska

vonja -

srednje

optereenje

Autoput

delimino

breuljkast

Ravan put

v = 80 km/h

38-tonski vuni voz Gradski

autobus

Meugradski autobus

Otpor vazduha

Prazan hod

Otpor ubrzanja i uspona

Otpor kotrljanja

Slika III.23 Udeo pojedinih otpora na potronju goriva pri kretanju


21/21

III.4 Unutranji otpori - stepen korisnosti transmisije

Pri prenosu snage od motora do pogonskih tokova, svaki prenosnikpojedinano u celom lancu (spojnica, menja, razdelnik, kardansko vratilo, glavniprenosnik sa diferencijalom i eventualno boni prenosnici) imaju svoje gubitke, kojise u ukupnom bilansu svode na gubitke transmisije. Jasno je da se ti gubitci

oduzimaju od snage motora, tako da je snaga na pogonskim tokovima

t M TP P P= (3.31)

odnosno stepen korisnosti transmisije

tT s m r k pm bp

M

P

P = = (3.32)

pri emu su:T- stepen korisnosti transmisije

s- stepen korisnosti spojnice, koji izniosi za:frikcionu spojnicu s =1

*

za hidromehaniku sh =0,96-0,98m- stepen korisnosti menjaa

za direktni prenos m= 0,98-0,99

za ostale prenose m= 0,96-0,98r- stepen korisnosti razdelnika snage r= 0,94-0,97

**

k- stepen korisnosti kardanskog vratila k= 0,98-0,99***

pm- stepen korisnosti pogonskog mosta

konusno tanjirasti zupanik sa krunim ozubljenjem pm= 0,94-0,95

konusno tanjirasti zupanik sa hipoidnim ozubljenjem pm= 0,97-0,98pogonski most sa dvistrukom redukcijom pm= 0,9-0,95

bp- stepen korisnosti bonog prenosnika bp= 0,97-0,99

Napomena:* otpor ventilacije se zanemaruje** nie vrednosti vae za sluaj razdelnika sa reduktorom*** za uglove previjanja od 00 do najvie100

Stepeni korisnosti pojedinanih prenosnika zavise od vie faktora, tako da ih jeteko obuhvatiti jednim izrazom, te se stoga usvajaju na osnovu prosenih vrednosti.

Ukoliko u sistemu postoje vie jedininih prenosnika, kao na primer viekardanskih vratila, vie bonih prenosnika ili pogonskih mostova, svaki od njih se

pojedinano uzima u raun sa svojim stepenom korisnosti. Neke orijentacionevrednosti stepena korisnosti transmisija su sledee:

- za putnika vozila T = 0,92 - 0,97- za teretna vozila T = 0,88 - 0,95

- za terenska vozila visoke prohodnosti T = 0,85 - 0,92

Documents

Iii_otpori_kretanju Kamion Sa Kupolom