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−⋅
=