PRZYCZEPNOŚĆ

Siłą styczną wzdłużną X nazywamy wypadkową wartość element sił stycznych wzdłużnych wywieranych przez koła na nawierzchnię drogi lub wartość wypadkową element. Sił stycznych wzdłużnych reakcji nawierzchni drogi działających na koło w danych warunkach ruchu.

Siłą przyczepność wzdłużnej nazywamy Xmax (wart max siły X) i Xpost (odpow. Rozwiniętemu tarciu w obszarze kontaktu)

Jednostkową siła wzdłużną nazywamy stosunek sił X do normalnej reakcji drogi Z czyli

Siła wzdłużna zależy od: stanu nawierzchni, typu i materiauł opony, rzeźby bieżnika, prędkości osi koła, normalnej reakcji Z i pow. kontaktu, poślizgu względ.

Współczynnik przyczepności przylgowej

Współczynnik przyczepności poślizgowej

Siła styczna boczna Y to wartość wypadkowa elementarnych sił stycznych bocznych wywieranych przez koło na nawierzchnię drogi lubwartość wypadkowa elementarnych stycznych bocznych reakcji nawierzchni drogi działających na koło w danych warunkach ruchu.

Siła przyczepności bocznej to wartość maksymalna siły bocznej Ymax.

Jednostkową siłą boczną nazywamy stosunek siły bocznej Y do normalnej reakcji drogi działającej na koło. μ_y=Y/Z

Współczynnikiem przyczepności bocznej nazywamy stosunek Ymax oraz normalnej reakcji drogi Z działającej na koło μ_y= Ymax/Z

Jednostkowa siła boczna zależy od :

rodzaju i stanu nawierzchni, typu i materiału opony, rzeźby bieżnika, kąta bocznego znoszenia, prędkości osi koła, normalnej reakcji drogi Z i powierzchni kontaktu, kąta pochylenia koła;

ŁĄCZNE DZIAŁANIE SIŁY WZDŁUŻNEJ X I BOCZNEJ Y

Jednostkowa siła boczna μ_Y=Y/Z

Jednostkowa siła wzdłużna μ_X=X/Z

Wypadkowa siła styczna : pierwiastek(X²+Y²)

Jednostkowa siła styczna μ = (pierwiastek↑)/Z = = pierwiastek (μ_X + μ_Y )

AQUAPLANNING

Zmniejszenie wartości współczynnika przyczepności w trakcie jazdy z wyższymi prędkościami po nawierzchni pokrytej warstwą wody.

W trakcie ruchu pojazdu z prędkością v dla opony o szerokości śladu b i grubości warstwy wody h_w koniecznym jest zapewnienie następującego wydatku wody odprowadzanej ze strefy kontaktu q_w=v*b*h_w

WYZNACZANIE ŚRODKA MASY

Wyznaczanie ŚM odbywa się metodą ważenia poszczególnych osi pojazdu w momencie gdy samochód stoi poziomo „na równi pochyłej”. Dokonujemy pomiaru na jednej osi, a następnie drugiej. W ten sposób wyznaczamy wysokość h.

Σ M_B=mg[(h-r_st)*sinα+l₂cosα]-z₁*l*cosα=0 stąd:

h = [(ΔQ₁*l) / (Q*tgα)] + r_st gdzie

ΔQ₁=Z₁-mg*(l₂/l) przyrost nacisku osi przedniej wskutek podniesienia drugiej tg α = [w / (√l²-w²)]

SPRAWNOŚĆ MECHANICZNA SAMOCHODU

Moc na kołach napędzanych P_k=P_s*η_m

η_m- sprawność mech. układu przeniesienia napędu

η_m = η_sp η_b η_w η_g sprawność ( sprzęgła / skrzyni biegów / wału napędowego / )

Do obliczeń trakcyjnych ogólną sprawność mechaniczną samochodu można przyjmować jednakową dla wszystkich biegów : dla osobowych 0.90 / dla małych i średnich ciężarowych 0.88 / dla dużych ciężarowych 0.85 / dla terenowych 2-osiowych 0.78-82/ dla terenowych z nap. na 3-4 osie 0.68-75

MOŻLIWOŚĆ WJAZDU NA WZNIESIENIE

Jeżeli pojazd porusza się ruchem jednostajnym to siła napędowa może osiągnąć wartość F_nμ = Z (μ₁+f₀)

Pojazd musi pokonać opory drogi :

F_Ψ=mg(f₀*cosα+sinα) zatem F_nμ >= F_Ψ

Wartość siły napędowej F_nμ zależy od tego, która oś w pojeździe jest osią napędową.

NAPĘD NA WSZYSTKIE KOŁA :

mg*cosα(μ₁+f₀) >= mg(f₀*cosα+sinα) więc tg α =<μ₁

NAPĘD NA OŚ TYLNĄ

(mg/l)*(l₁*cosα+h*sinα)*(μ₁+f₀) >= mg(f₀*cosα+sinα)

czyli tgα =< [l₁μ₁-l₂f₀]/[l-h(μ₁+f₀)]

NAPĘD NA OŚ PRZEDNIĄ :

(mg/l)*(l₂*cosα-h*sinα)*(μ₁+f₀) >= mg(f₀*cosα+sinα)

czyli: tgα = <[l₂μ₁-l₁f₀]/[l+h(μ₁+f₀)]

Im niżej jest h i im l₂ jest bliższe ŚM pojazdy tym większa jest wartość możliwego do pokonania wzniesienia alfa.

Największe wzniesienia mogą pokonywać samochody z napędem na wszystkie koła. Pojazdy z napędem na oś tylną mają potencjalnie większe możliwości pokonywania wzniesień niż pojazdy z napędem przednim.

RÓWNANIE RUCHU POJAZDU

Fn = Ft+Fp+Fw+Fb+Fu+Fs

Opór toczenia zależy od rodzaju nawierzchni i masy

Dla V<100 km/h Ft=mgf [N] f=1,25f₀

Dla V>100 km/h Ft=mgf₀(1+AV²) [N]

A,f₀ - zależą od nawierzchni

Opór powietrza składowe to opór profilowy, indukcyjny, tarcia, zakłóceń, układu chłodzenia

Fp=0,047Ac_xV² [N] A=khb

Opór wzniesienia

Fw=mg sinα [N]

Fdr=Ft+Fw

Fdr=mg(f cosα+sinα)

Opór bezwładności

Fb=m(1+δ_S+i_b²+δ_K)a=mδ_ba

a-przyspieszenie δ_b-współ mas zredukowanych zawsze >1 wyraża ile razy masa zastępcza > od grawitacyjnej mδ_b-masa zredukowana, δ_S δ_K - dla różnych samochodów 0,03÷0,05

Opór uciagu to suma oporów jakie stawia przyczepa (Ft, Fp, Fw, Fb) lub równoległa do nawierzchni siła występująca na haku

Opór skrętu

Fs=mgf_S

f_S - zależy od rozkładu nacisków na osie, ogumienia, intensywności skrętu (przyś dośrodkowego do przyś ziemskiego)

DOBÓR MOCY SILNIKA

gdzie

f =1,25f_O dla Vmax < 100km/h

f =12+0,0006V² / 1000 Vmax>100km/h

Dobór przekładni głównej bilans mocy

Jeśli poślizg pomijalnie mały to rt=rd wiec

jeśli uwzględni się poślizg

następnie rys się wykresy dla silnika z ZI

na osi rzędnych dorysowuje się dodatko-wa skale dla której n_p. odpowiada V_p i przenosi się na prawy wykres krzywą mocy na kołach

i_CP - gwarantuje osiągnięcie największej prędkości

i_CP' - dośc korzystne bo pozwala zwiększyć zapas mocy dla prędkości dla których jest to istotne, niekorzystne ze względu na n_V >n_P

i_CP'' - jest niekorzystny gdyż zmniejsza max prędkość oraz zapas mocy

Nadbieg to to bieg dodatkowy i_Z+1<1 pozwalający jeździć z dużymi prędkościami na dobrej drodze dzięki czemu oszczędza się paliwo i zmniejsza zużycie silnika przez zmniejszenie obrotów wału korbowego potrzebnych do pokonania danego odcinak drogi.

WSKAŹNIK DYNAMICZNY

wyraża jednostkową siłę napędową na kołach po odliczeniu oporów powietrza, czyli taka która może być użyta do pokonania jednostkowych oporów ruchu.

Ocena zdolności przyśpieszania

Do oceny ilościowej właściwości samochodu w ruchu przyśpieszonym są stosowane mierniki :

**czas rozpędzania samochodu [s] ze startu stojącego przez biegi do danej prędkości

**droga rozpędzania samochodu do danej prędkości

**czas przebycia danego odcinak drogi ze startu stojącego [400m]

Od jakich parametrów technicznych pojazdu zależy możliwość wjazdu na wzniesienie : a) od masy samochodu b) od położenia środka masy c) od rodzaju napędu.

DOBÓR SILNIKA

Duże samochody ciężarowe wyposażone w silnik ZS

Moc silnika dobierana jest na podstawie przyjęcia stosownej wartości mocy jednostkowej mierzonej w jednostkach : [ moc silnika / masa całkowita pojazdu z przyczepą (naczepą) ] [kW/t]

Przyjmuje się wartość 5-10 [kW/t]. Większe wartości odpowiadają pojazdom użytkowanym w państwach o rozwiniętej motoryzacji oraz dla terenów górskich.

Samochody osobowe i ciężarowe wyposażone w silnik ZI. Podstawą doboru jest Vmax pojazdu całkowicie obciążonego osiągana na gładkiej poziomej nawierzchni drogi. P_s=P_op(V_max)/ η_m

PRZEŁOŻENIE CAŁKOWITE

I_c= n_s/n_k = ω_s/ω_k = i_b i_g i_r i_z

(przełożenie skrz. biegów,przekł. głównej, reduktora, zwolnicy). W przeciętnych warunkach ruchu :

I_c = [(2*π*60)/1000]*[(n_s*r_d)/V]

I_c = (n_s*r_d)*2,65v

DOBÓR PRZEŁOŻEŃ I-ego BIEGU

Kryterium I (przyczepności)

Największa siła na kołach napędzanych pojazdu w trakcie ruchu po suchej poziomej nawierzchni o współczynniku przyczepności przylgowej μ₁=0,7 i współczynniku oporu toczenia f₀=0.02 nie powinna przekraczać wartości granicznej siły przyczepności

F_{n max} =< (μ₁+f₀)*Q'_n

Maksymalny wskaźnik dynamiczny na 1 biegu :

Z - nacisk kół napędowych

λ=0,88 P λ=1,15 K

Kryterium II (wzniesień)

Siła napędowa powinna być wystarczająca do pokonania oporów ruchu samochodu przy wjeździe na największe wzniesienie o kącie α_max

F_{n max} = mg( f₀*cosα_max+sinα_max )

Maksymalny wskaźnik dynamiczny :

tg - z warunku na przyczepność

Kryterium III (dużych przyspieszeń)

Siła napędowa powinna umożliwić jak największe przyspieszenia wzdłużne pojazdu.

Szukamy takiego i_b aby (δx''_max /δ i_b )=0

gdzie

DOBÓR KOLEJNYCH PRZEŁOŻEŃ

Rozpiętość przełożeń

Iloraz postępu Gdzie przyjmuje n₂<n_p n₁>n_T

lub różny od jeden dla napędu P

HAMOWANIE SAMOCHODU

Intensywność hamowania

jeśli jest stała, a silnik odłączony od układu napędowego to Droga hamowania

droga ta nie obejmuje całej drogi hamowania

trk -czas reakcji kierowcy, trs- zwłoka w zadziałania hamulców tr=trk+trs - czas reakcji tn - czas narastania opóźnienia od zera do pełnej wartości tp - czas pełnego działania układu hamulcowego

Całkowita droga hamowania na nawierzchni poziomej

ROZKŁAD NACISKÓW PRZY HAMOWANIU

Podczas hamowania następuje zmiana nacisków osi

zatem reakcje dla samochodu 2 osiowego

Z_1h = Z₁+ΔZ

Z_2h = Z₂ -ΔZ

Współczynnik rozdziału sił nacisku i współczynnik rozdziału sił hamowania

ABS

System antypoślizgowy- prawie pełne wykorzystanie przyczepności wszystkich kół podczas hamowania umożliwia układ ABS.

Kierowca naciska pedał hamulca z siłą F wzrastającą do wartości ograniczonej konstrukcją układu uruchamiającego. Wskutek tego wzrasta moment hamujący i maleje prędkość kątowa. Poślizg wzra-sta osiągając wartość odpowiadającą max współczynnikowi przyczepności. Przy dalszym wzroście poślizgu do stanu zablokowania kół współczynnik przy-czepności maleje. Po osiągnięciu przez opóźnienie kątowe ustalonej wartości progowej jeszcze przed zablokowaniem koła zostaje uruchomiony układ zmniej-szający ciśnienie w układzie hamulco-wym co powoduje spadek momentu hamującego. Cykl ten powtarza się z częstotliwością kilku do kilkunastu Hz.

BOCZNE ZNOSZENIE OGUMIENIA

Jeśli na toczące się koło działa siła poprzeczna F przyłożona do osi koła to opona ulega sprężystemu odkształceniu. Wektor prędkości koła v odchyla się od kierunku wyznaczonego przez płaszczy-znę symetrii koła o kąt δ zwany kątem bocznego znoszenia opony. Powstaje niesymetryczny rozkład elementarnych naprężeń stycznych, wskutek czego reakcja poprzeczna Y przesunie się względem rzutu pionowego osi koła o odległości S. Powstaje wówczas moment M_s=s*Y, zwany momentem stabilizacyj-nym dążącym do ustawienia płaszczyzny symetrii koła w kierunku zgodnym z kierunkiem wektora prędkości v.

Wypadkowa siła boczna Y = k*δ, gdzie k to współczynnik odporności na boczne znoszenie. S to ramię momentu stabilizacyjnego.

KIEROWALNOŚĆ I STATECZ-NOŚĆ RUCHU SAMOCHODU

Dla ruchu krzywoliniowego rozróżnia się cechy samochodu:

-zwrotność-zdolność do wykonywania skrętów o małym promieniu

-kierowalność i stateczność ruchu-więc łatowśc manewrowania i utrzymania pojazdu na danym torze

Promień skrętu z uwzględnieniem katów znoszenia

A)Jeżeli δ2-δ1>0 to rδ<rz samochód dąży do zacieśniania skrętu jest wiec nadsterowny

B)Jeżeli δ2-δ1<0 to rδ>rz samochód dąży do powiększania promienia zakrętu wyznaczonego ustawieniem kół przednich jest podsterowny

GRANICZNE PRĘDKOŚCI JAZDY NA ZAKRĘCIE

Samochód może wpaść w poślizg boczny gdy

więc największa dop prędkość

Samochód może się przewrócić, jeśli

zatem

warunek na wcześniejszy poślizg niż przewrócenie

vmax<v'max i u1<b/2h

Dla jezdni pochyłej poślizg

przewrócenie

ZUŻYCIE PALIWA W FUNKCJI PRĘDKOŚCI JAZDY

ge- jednostkowe zużycie paliwa przez silnik γ-gęstość paliwa

Zasady oszczędnej jazdy:

1.stosowanie rozpęd- wybieg

2.ograniczyć hamowanie

3.przy stałej prędkości jazda na najwyższym biegu

4.unikanie gwałtownych przyspieszeń

5.dbanie o sprawność mech samochodu

6.prawidłowe wyregulowanie jałowego

7.utrzymywanie możliwie wysokiej temp silnika

8.sprawność i poprawne działanie układu wtryskowego

DRGANIA SWOBODNE PRZYCZEPKI 1- OSIOWEJ

równanie ruchu

sztywność zastępcza

k= mg/fst

częstość drgań własnych

częstość

wn.

-częstość zależy tylko od statycznej strzałki ugięcia

-dla wiekszej wygody jazdy resor powinien mieć duzą strzałkę

DRGANIA SWOBODNE SAMOCHODU

Równanie można wyprowadzić metoda energetyczną

po uproszczeniach i założeniach że:

l₁k₁=l₂k_{2 ;} k₁/k₂=l₁/l₂=m₁/m₂

gdzie m₁ m₂ to masy resorowane niezależne od siebie

drgania kątowe wokół środka masy mają częstotliwość

częstość przemieszczeń całej masy w pionie

---