Mechanika ruchu samochodu
Tematy egzaminacyjne
Wykres współczynnik przyczepności - poślizg (charakterystyczne punkty)
μxm - współczynnik przyczepności przylgowej wzdłużnej
μxs - współczynnikiem przyczepności poślizgowej wzdłużnej
Względna wzdłużna siła przyczepności (współczynnik przyczepności wzdłużnej) μx w funkcji poślizgu S
Wyjaśnić mechanizm powstawania oporu toczenia opony
Podczas ruchu samochodu opona ugina się, przetacza i wraca do swojego normalnego kształtu. Odkształcenia opony powodują rozpraszanie energii (powstaje pętla histerezy). Przy większych prędkościach (pow.100km/h) cząsteczki obwodu opony doznają wielkich przyspieszeń, wskutek czego po utracie kontaktu z nawierzchnią następuje dalsze odkształcanie się bieżnika, a następnie jego odkształcanie się w stronę przeciwną co powoduje znaczny wzrost strat histerezy.
Czynniki wpływające na opór toczenia
Rodzaj nawierzchni, ciężar samochodu, rodzaj opony(bieżnika), ciśnienie w ogumieniu, prędkość jazdy.
Równanie ruchu samochodu poruszającego się ruchem prostoliniowym
Od czego zależy siła oporu powietrza?
F_p=0,047*A*c_x*v^2
, gdzie:
A - pole powierzchni czołowej
c_x - współczynnik oporu powietrza
v - prędkość
Składniki oporu bezwładności samochodu
F_b=m*δ*a
, gdzie:
m - masa pojazdu
δ - współczynnik mas wirujących
a - przyspieszenie pojazdu
"Idealny" silnik
Na osi pionowej moc i moment a na poziomej prędkość obrotowa.
Charakterystyka silnika spalinowego
Bilans mocy samochodu
P_nap = P_op
Dobór przełożenia biegu najszybszego
i_g*i_b=(r_d*n_v)/(2,65*v)
n_v - obroty prędkości maksymalnej dobieramy albo równe obrotom mocy maksymalnej albo mniejsze albo większe
r_d - promień dynamiczny
i_g - przełożenie przekładni głównej
Dobór przełożenia biegu I
i_g*i_b1=(m*g*w_max*r_d)/(M_max*η)
w_max - maksymalne wzniesienie jakie ma pokonać samochód
M_max - moment maksymalny
η - sprawność
Największa siła napędowa na kołach samochodu poruszającego się po suchej poziomej nawierzchni nie ma powodu przekraczać granicy przyczepności. Siła napędowa powinna być wystarczająca do pokonania oporów ruchu samochodu przy wjeżdżaniu na największe wzniesienie, obliczone dla danego samochodu z warunku przyczepności kół napędowych. Siła napędowa ma zapewnić możliwie duze przyspieszenia.
Wpływ przełożeń na zużycie paliwa
Aby ograniczyć zużycie paliwa przy jeździe ze stałą prędkością należy jeździć na biegu możliwie najwyższym natomiast przy przyspieszaniu stosować bieg niższy (nie przyspieszać na wysokich biegach od małych prędkości)
Wskaźnik dynamiczny, charakterystyka dynamiczna
D=(F_n - F_p)/(m*g)=f_t+(a*δ)/g+w
F_n - siła napędowa
F_p - siła oporu powietrza
F_t - współczynnik oporu toczenia
Wskaźnik dynamiczny D określa zapas siły napędowej przypadający na jednostkę
ciężaru G (lub1 kg masy) pojazdu.
Wprowadzenie bezwymiarowego wskaźnika dynamicznego umożliwia porównywanie
własności ruchowych różnych pojazdów samochodowych.
Tworzenie wykresu rozpędzania na podstawie charakterystyki przyśpieszeń
Równanie ruchu opóźnionego samochodu
-m*(1+δ_k)*xbis = F_t + F_p ± F_w
δ_k - współczynnik związany z bezwładnością kół
Zmiany obciążeń pionowych przy hamowaniu
Droga hamowania z uwzględnieniem czasu reakcji kierowcy
Odstęp bezwzględnie i względnie bezpieczny przy jeździe w kolumnie
ODSTĘP ABSOLUTNIE BEZPIECZNY
CZAS:
ODSTĘP WZGLĘDNIE BEZPIECZNY
CZAS:
Wymagania dotyczące skuteczności hamowania
Wymagania dotyczące stateczności hamowania
Aby zachować stateczność hamowania należy nie dopuścić do zablokowania kół tylnych pojazdu. W tym celu w układach hamulcowych stosowane są korektory siły hamowania kół tylnych.
Dobór współczynnika rozdziału sił hamowania dla samochodu bez korektora
Współczynnik rozdziału sił hamowania dla samochodu bez korektora należy dobrać tak aby przebiegał on możliwie blisko idealnego rozkładu sił hamowania jednocześnie zapewniając, że w znaczącej większości przypadków pierwsze nastąpi zablokowanie kół przednich.
Wykres jednostkowych sił hamowania dla samochodu bez korektora
Dobór charakterystyki korektora na podstawie wykresu jednostkowych sił hamowania
Korektor powinien zapewnić jak najlepsze dopasowanie rozdziału sił hamowania do rozkładu idealnego (uwzględniając zmiany obciążenia samochodu).
Parametry charakteryzujące zwrotność samochodu
Promień skrętu, rozstaw osi, kąty skrętu kół, rozstaw kół
Metody zwiększania zwrotności samochodu
Zmniejszanie rozstawu osi i zwiększanie kąta skrętu kół.
Zależność pomiędzy kątem skrętu koła zewnętrznego i wewnętrznego
ctg δ_z = (r_z +0,5*b)/L
ctg δ_w = (r_z -0,5*b)/L
ctg δ_z - ctg α_w = b/L
b - rozstaw kół
L - rozstaw osi
r_z - odległość środka obrotu od osi wzdłużnej pojazdu
δ_w, δ_z - kąt skręcenia koła wewnętrznego/zewnętrznego
Zjawisko znoszenia opon, kąt znoszenia
Jeśli na koło działa siła poprzeczna przyłożona do osi koła opona ulega sprężystemu odkształceniu (zmienia się również kształt powierzchni styku opony z drogą), a wektor prędkości koła odchyla się od kierunku wyznaczonego przez płaszczyznę symetrii koła o kąt α zwany kątem znoszenia.
Wpływ kątów znoszenia na ruch samochodu po zakręcie
α_1,2 - kąty znoszenia
δ - kąt skrętu kół
Występowanie kątów znoszenia powoduje zmianę położenia środka obrotu samochodu. Jeżeli α_1>α_2 to samochód dąży do powiększenia promienia zakrętu wyznaczonego ustawieniem kół przednich. Jeżeli α_1<α_2 to samochód dąży do pomniajszenia promienia zakrętu wyznaczonego ustawieniem kół przednich.
Wpływ kątów znoszenia na ruch samochodu pod działaniem bocznego wiatru
r_d = L/(α_2-α_1) - chwilowy środek obrotu(pod wpływem podmuchu bocznego wiatru δ = 0)
Samochód podsterowny: α_2<α_1 zatem chwilowy środek obrotu znajdzie się po stronie przeciwnej do działania wiatru i składowa siły bezwładności prostopadła do osi samochodu będzie przeciwdziałać sile pochodzącej wiatru.
Samochód nadsterowny: α_2>α_1 zatem chwilowy środek obrotu znajdzie się po stronie działania wiatru i składowa siły bezwładności będzie współdziałać z siłą pochodzącą od wiatru.
Pojęcie pod- i nadsterowności
Co to jest gradient podsterowności
Kąt obrotu kierownicy: δH = δ1 iuk; iuk - przełożenie układu kierowniczego
Dla ustalonego stanu ruchu: δH = const, δA = const, ay = const
Czynniki konstrukcyjne wpływające na pod- i nadsterowność
Masa, odległość przedniej osi od środka masy, odległość tylnej osi od środka masy, rozstaw osi, nie wiem co to K1 i K2 ale chyba coś z przyczepnością kół jeśli się nie mylę.
Kryterium oderwania na zakręcie kół wewnętrznych
Tego nie omawiał wiec nie będzie na kolosie a przynajmniej nie powinno być