��2009-01-15
INFORMACJE ORGANIZACJNE
przedmiot:
TEORIA RUCHU
forma organizacyjna:
WYKAADY semestr V - 15 godzin ,
prowadzcy:
WYKAADY - dr in\. Grzegorz Zlaski,
pok�j 709,
kontakt tel. 66 52 222,
e-mail: grzegorz@slaski.eu
www.grzegorzslaski.pl
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
1
Literatura
Leon Prochowski
Mechanika ruchu. Pojazdy samochodowe
ISBN: 978-83-206-1701-6
format B5, str. 316, ry s. 218, opraw a tw arda
Ksi\ka z serii/cy klu:
Pojazdy samochodow e
SiBka Wojciech
Teoria ruchu samochodu
ISBN: 8320427487
Ilo[ stron: 331
Thomas D. Gillespie
Fundamentals of Vehicle Dynamics
Hardcover: 519 pages
Publisher: SAE International (March 1992)
Language: English
ISBN-10: 1560911999 ISBN-13: 978-1560911999
2 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
1
2009-01-15
Obszar zainteresowaD teorii ruchu samochodu
TEORIA RUCHU SAMOCHODU
Y:DYNAMIKA POPRZECZNA
X:DYNAMIKA WZDAU[NA X:DYNAMIKA PIONOWA
Mechanika ruchu pojazdu dotyczy ruchu pojazd�w samochod�w, ci\ar�wek, autobus�w,
pojazd�w specjalnych - na powierzchni drogi. W zakres interesujcych t dziedzin ruch�w
pojazdu wliczamy: przyspieszanie, hamowanie, drgania pionowe i jazd po Buku.
3 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
Obszar zainteresowaD teorii ruchu samochodu
X:DYNAMIKA WZDAU[NA
Energia i emisja spalin Charakterystyki podukBad�w i zespoB�w
Osigi samochodu
Cykle jazdy miejskiej i drogowej, Wykres trakcyjny (siBa napdowa
Prdko[ maksymalna
Zu\ycie paliwa w funkcji prdko[ci)
Zdolno[ pokonywania
BezwBadno[ ukBadu napdowego,
wzniesieD
Momenty reakcji ukBadu napdowego,
Zdolno[ holowania
Opory toczenia,
Intensywno[ przyspieszania
Opory aerodynamiczne,
Hamowanie
Po[lizg wzdBu\ny opony
" PrzekBadnie,
" Emisja toksycznych skBadnik�w spalin " HaBas przy przyspieszaniu,
" Synchronizatory,
" Emisja haBasu, " Tempomat,
" PrzekBadnie bezstopniowe,
" Modele kierowcy, " Mo\liwo[ci trakcyjne
" PrzekBadnie planetarne
przy niskich prdko[ciach
" Prawodawstwo
" PrzeBo\enia i sprawno[ przekBadni
" Mechanizm r�\nicowy
4 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
2
Inne przedmioty
2009-01-15
Obszar zainteresowaD teorii ruchu samochodu
Y:DYNAMIKA POPRZECZNA
Jazda w warunkach Jazda w warunkach PodukBady, podzespoBy i ich Interakcja z dynamik
ustalonych nieustalonych charakterystyki wzdBu\n
1. jazda po Buku z maBa 1. stany nieustalone zmiany 1. Geometria mechanizmu 1. WpByw zmian nacisk�w
prdko[ci, kierunku ruchu, zwrotniczego, pionowych przy dziaBaniu
przyspieszenia wzdBu\nego,
2. Jazda po Buku z du\ 2. model dwukoBowy z 2. Znoszenie boczne opon,
prdko[ci, uwzgldnieniem dynamiki,
3. model dwukoBowy dla stanu 3. zmiana pasa ruchu,
r�wnowagi,
4. stateczno[ ruchu
4. nad i podsterowno[
" dynamiczne zmiany nad- i " Zawansowane modele opon " przyspieszanie i hamowanie
" Poprzeczne nachylenie dr�g,
podsterowno[ci, na Buku,
" Geometria ukBadu
" Modele o 3 i wikszej ilo[ci " nawierzchnie o
kierowniczego,
stopni swobody, niejednorodnej
przyczepno[ci,
" WpByw wiatru bocznego,
" znoszenie opon w
" WpByw kierowcy,
warunkach po[lizgu
" Modele kierowcy,
wzdBu\nego,
5 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
Obszar zainteresowaD teorii ruchu samochodu
Y:DYNAMIKA PIONOWA
Komfort jazdy i przyczepno[ Komfort jazdy i przyczepno[
PodukBady, podzespoBy i ich Interakcja z dynamik
w warunkach ustalonych w warunkach nieustalonych charakterystyki wzdBu\n i poprzeczn
1. Odczuwanie drgaD przez 1. Wymuszenia dyskretne od 1. zawieszenie, 1. Przyczepno[ na nier�wnej
czBowieka, dr�g, drodze,
2. Funkcje transmitancji,
2. model zawieszenia wiartki
3. Modele dwuwymiarowe
samochodu,
3. Kompromis midzy
komfortem a
przyczepno[ci
" Odczuwanie drgaD o " Szczeg�By konstrukcyjne i " Nawierzchnie typu �-split,
nieustalonych parametrach, funkcjonalne zawieszeD,
" Niesymetryczne wymuszenia
" zawieszenia sterowane dr�g,
" PrzechyBy wzdBu\ne,
" Modele tr�jwymiarowe
6 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
3
Inne przedmioty
Inne przedmioty
2009-01-15
SiBy dziaBajce na samoch�d
Ruch samochoduwynika z siB jakie na niego dziaBaj :
" siB na styku opon z nawierzchni drogi:
" reakcji pionowych,
" reakcji stycznych wzdBu\nych:
" wynikajcych z opor�w ruchu,
" wynikajcych z hamowania samochodu,
" wynikajcych napdzania samochodu,
" reakcji stycznych poprzecznych:
" wynikajcych ze skrtu kol kierowanych,
" wynikajcych z dziaBania siBy od[rodkowej,
" siB bezwBadno[ci (masowych)
" zwizanych z ruchem wzdBu\nym podczas przyspieszania i hamowania,
" zwizanych z ruchem po Buku siBa od[rodkowa,
" zwizanych z pionowymi drganiami samochodu
" siB aerodynamicznych.
" przede wszystkim poru wzdBu\nego przy wikszych prdko[ciach,
W celu badania jak te siBy dziaBaj na samoch�d konieczne jest okre[lenie
szczeg�Bowo podej[ciaw jaki spos�b bdziemyto zagadnienie bada.
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
7
SiBy przyczepno[ci
SiBa poprzeczna decyduje o stateczno[ci i kierowalno[ci samochodu
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
8
4
2009-01-15
SiBy przyczepno[ci powody zmienno[ci
Zmienno[ warto[ci wsp�Bczynnika � zale\y od:
Stanu nawierzchni: sucha (ok. 0,8 ), mokra (ok.0,5),
o[nie\ona (ok. 0,3).
Po[lizgu wzgldnego koBa podczas
hamowania/przyspieszania (zakres od 0 do 1, z maksimum
ok. 0,2),
MateriaBu i rodzaju bie\nika opony,
Innych czynnik�w o mniejszym znaczeniu& .
Zmienno[ nacisku pionowego F Z zale\y od:
DrgaD pionowych mas:
" Resorowanej (nadwozie itd.)
" Niereorowanych (koBa i masy przylegBe)
Zmian obci\eD pionowych powodowanych siBami
bezwBadno[ci dziaBajcymi na nadwozie w czasie:
" Hamowania,
" Przyspieszania,
" Jazdy po Buku.
9 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
WpByw ograniczono[ci siB przyczepno[ci
SiBa napdowa jest mniejsza od
mo\liwej do uzyskania w danych
warunkach siBy reakcji siBy
przyczepno[ci
SiBa napdowa jest wiksza od
mo\liwej do uzyskania w danych
Moment
napdowy
warunkach siBy reakcji siBy
przyczepno[ci nadmiar siBy
napdowej rozpdza koBo, ale
nie samoch�d
10 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
5
2009-01-15
WpByw ograniczono[ci siB przyczepno[ci
Utrata stateczno[ kierunkowej lub poprzecznej
11 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
Uproszczenia w opisie ruchu samochodu
R�\ne formy uproszczeD w analizie:
" podziaB na obszary analizy, w kt�rych mo\na sprowadzi dynamik do jednego lub dw�ch
kierunk�w,
" nieuwzgldnianie mniejszych wpByw�w,
" przybli\anie charakterystyk nieliniowych liniowymi,
" redukcja punkt�w dziaBania siB, mas..
12 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
6
2009-01-15
Uproszczenia w modelowaniu
Model pBaski dwukoBowy
Szczeg�Bowy model
tr�jwymiarowy
Model pBaski czterokoBowy
Modelowanie spr\ysto[ci
zawieszenia
13 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
Uproszczenia w modelowaniu
W reprezentacji pojazdu samochodowego jako pojedynczej masy, pojazd traktowany jest
jako masa skupiona w [rodku ci\ko[ci pojazdu.
Masa skupiona (w postaci punktu materialnego) wraz z odpowiednimi wBasno[ciami
inercyjnymi (momentami bezwBadno[ci dla ruch�w obrotowych) jest dynamicznie
r�wnowa\na do caBego pojazdu w aspekcie jego wszystkich ruch�w, wszdzie tam, gdzie
wBa[ciwe jest przyjcie zaBo\enia o traktowaniu pojazdu jako bryBy sztywnej.
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
14
7
2009-01-15
Uproszczenia w modelowaniu
RUCHOMY UKAAD WSP�ARZDNYCH ZWIZANY Z POJAZDEM
z
(ukBad poruszajcy si wraz z pojazdem)
prawoskrtny ukBad wsp�Brzdnych o pocztku
�
w [rodku ci\ko[ci pojazdu.
x ruch zgodny z kierunkiem jazdy,
y ruch prostopadBy do kierunku jazdy,
z ruch pionowy,
�
� przechyB poprzeczny
�
�
(obr�t wok�B osi x)
(ang. roll velocity)
� przechyB wzdBu\ny
�
�
�
(obr�t wok�B osi y)
(ang. pitch velocity)
� kt odchylenia
(obr�t wok�B osi z)
(ang. yaw velocity)
�
�
zgodny z ISO 8855
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
15
Uproszczenia w modelowaniu
ZMIENNE NIEZALE[NE OPISUJCE RUCH POJAZDU
Zmiennymi opisujcymi ruch pojazdu s na og�B:
- prdko[ wzdBu\na - x
&
- prdko[ poprzeczna -
&
y
- prdko[ pionowa - &
z
- prdko[ przechyBu poprzecznego - �
&
- prdko[ przechyBu wzdBu\nego -
&
�
&
- prdko[ odchylania - �
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
16
8
y
x
2009-01-15
Uproszczenia w modelowaniu
NIERUCHOMY UKAAD WSP�ARZDNYCH (INERCYJNY)
przypadek og�lny
Z
z
�
y
�
Y
o
x
�
O
X
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
17
Uproszczenia w modelowaniu
PAASKI NIERUCHOMY UKAAD WSP�ARZDNYCH (INERCYJNY)
przypadek do analizy stateczno[ci
Y
pocztek ukBadu
chwil. [r. skrtu
umieszcza si zwykle
w miejscu startu manewru.
� kt odchylenia
�
�
�
� kt kursowy
�
�
�
� kt znoszenia pojazdu
�
�
�
� kt skrtu koBa
�
�
�
O
X
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
18
9
c
�
y
x
�
A
�
�
S
v
y
R
v
s
B
b
�
a
b
L
2009-01-15
Podstawowe zale\no[ci fizyczne
SIAY I MOMENTY
SiBy i momenty normalnie definiuje si jako dziaBajce na samoch�d. Dlatego dodatnia
siBa w kierunku wzdBu\nym (kierunek x) skierowana jest do przodu pojazdu. Wszystkie
pozostaBe siBy skierowane s r�wnie\ zgodnie z zaprezentowanym wcze[niej ukBadem
wsp�Brzdnych.
Przyjcie okre[lonej konwencji przyjmowania dodatniej i ujemnej warto[ci siB konieczne
jest ze wzgldu na konieczno[ konsekwencji w formuBowaniu matematycznych r�wnaD
ruchu pozwalajcych modelowa ruch samochodu.
DRUGIE PRAWO NEWTONA
Podstawowym prawem na kt�rym mo\na oprze podstawy analizy dynamiki
samochod�w jest drugie prawo Newtona. Prawo to stosowalne jest zar�wno do ruchu
postpowego jak i obrotowego.
Dla ruchu postpowego: suma siB zewntrznych dziaBajcych na ciaBo w danym
kierunku jest r�wna iloczynowi masy i przyspieszenia w tym kierunku
= m �" ax
"Fx
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
19
Podstawy modelowania
Dla ruchu obrotowego: suma moment�w zewntrznych dziaBajcych na ciaBo wzgldem
danej osi jest r�wna iloczynowi momentu bezwBadno[ci wzgldem tej osi i przyspieszenia
ktowego wzgldem tego kierunku.
= Ixx �"�x
"M x
Sposobem wizualizacji tego prawa jest szkic na kt�rym w miejscu kontaktu danej bryBy ze
[wiatem zewntrznym podstawiamy wymienione wcze[niej siBy. Wykonujemy wtedy
schemat siB dla ciaBa oswobodzonego z wiz�w.
Przedstawione r�wnania formuBujemy dla ka\dego kierunku ruchu.
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
20
10
2009-01-15
Podstawowe zale\no[ci fizyczne
DziaB dyscypliny PrzykBad
Podstawowe relacje
m masa, t czas, F siBa,
J moment bezwBadno[ci,
� prdko[ ktowa,
rami
v prdko[ liniowa,
przeBo\enie
T(M) moment, P - moc
przeBo\enie * �out
�out
�out
�out
out wyj[cie,
out wyj[cie, in wej[cie
in - wej[cie
E - energia
Schemat ciaBa
swobodnego
SiBy na styku ciaBa
z otoczeniem
R�wnowaga statyczna dla obrotu
Relacja midzy siBami lub momentami siB
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
21
Podstawowe zale\no[ci fizyczne
R�wnowaga dynamiczna
zamiast
lub obr�t
(r�wnanie ruchu)
Jak dla r�wnowagi statycznej ale dodane siBy masowe
Odpowiednio[, promieD
relacja
promieD
lub pozycja
Relacje konstytutywne
dla spr\yny
dla tBumika
Zwizki pomidzy siB i poBo\eniem
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
22
11
MECHANIKA
MECHANIKA
2009-01-15
Podstawowe zale\no[ci fizyczne
Metoda Cz[ metody
PrzykBad
Zdefiniowanie podukBad�w
przez zdefiniowanie ich
granic
PodukBad 1
PodukBad 2
Zdefiniowanie wielko[ na SiBa poprzeczna
granicach podukBad�w
SiBa wzdBu\na
Prdko[ci na
pBaszczyznie
Zdefiniowanie parametr�w PodukBad 1
masa
podukBad�w
moment bezwBadno[ci
Fizyczne zaBo\enia CiaBo sztywne, ruch pBaski
R�wnania
dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
23
Jednostki
Jednostki podstawowe ukBadu SI
Metr (m)
jest to dBugo[ drogi przebytej w pr�\ni przez [wiatBo w czasie 1/299 792 458 s.
Kilogram (kg)
jest to masa midzynarodowego wzorca tej jednostki masy przechowywanego w Midzynarodowym Biurze Miar w S�vres.
Sekunda (s)
jest to czas r�wny 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadajcego przej[ciu midzy dwoma nadsubtelnymi
poziomami stanu podstawowego atomu 133Cs (cezu 133).
Jednostki pochodne (wybrane)
Radian (rad)
jest to kt pBaski zawarty midzy dwoma promieniami koBa wycinajcymi z jego okrgu Buk o dBugo[ci r�wnej promieniowi
koBa.
Herc (Hz)
jest to czstotliwo[ zjawiska okresowego, kt�rego okres jest r�wny 1 s.
Jednostka prdko[ci metr na sekund (m/s) jest to prdko[ liniowa, z jak poruszajcy si punkt przebywa drog
dBugo[ci 1 m w czasie 1 s.
Jednostka prdko[ci ktowej radian na sekund (rad/s) jest to prdko[ ktowa, z jak poruszajcy si po okrgu koBa
punkt zakre[la Buk odpowiadajcy ktowi 1 rad w czasie 1 s.
Jednostka przyspieszenia metr na kwadrat sekundy (m/s2) jest to przyspieszenie liniowe, przy jakim prdko[ liniowa
zmienia si o 1 m/s w czasie 1 s.
Jednostka przyspieszenia ktowego radian na kwadrat sekundy (rad/s2) jest to przyspieszenie ktowe, przy jakim
prdko[ ktowa zmienia si o 1 rad/s w czasie 1 s.
24 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
12
dekompozycja ukBadu
Wydzielenie prostszych ukBad�w
Modelowanie
fizyczne
i matematyczne
2009-01-15
Jednostki
Jednostki pochodne (wybrane)
Jednostka momentu bezwBadno[ci kilogram razy metr do potgi drugiej (kg � m�) jest momentem bezwBadno[ci
pobocznicy nieskoDczenie dBugiego walca, kt�rej masa jest r�wna 1 kg, a promieD 1 m.
Niuton (N)
jest to siBa, jaka w kierunku jej dziaBania nadaje masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s2.
Jednostka momentu siBy niutonometr (N � m) jest to moment siBy r�wnej 1 N wzgldem punktu le\cego w odlegBo[ci 1 m od
kierunku dziaBania siBy.
Paskal (Pa)
jestto ci[nienie wystpujce na pBaszczyznie o powierzchni 1 m�, na kt�r dziaBa prostopadle siBa 1 N (rozBo\ona jednostajnie
na caB powierzchni).
D\ul (J)
jest to energia r�wna pracy wykonanej przez siB 1 N w kierunku jej dziaBania, na drodze dBugo[ci 1 m.
Jednostka udarno[ci d\ul na metr kwadratowy (J/m�) jest to udarno[, jak ma ciaBo o przekroju poprzecznym 1 m�, kt�rego
zBamanie wymaga energii 1 J.
Wat (W)
jest to moc, przy kt�rej praca 1 J wykonana jest w czasie 1 s.
25 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
Przeliczanie jednostek
1 km = 1000 m,
Dane do teoretycznego obliczenia
1 godzina = 3600 s zapotrzebowania na paliwo
Warto[ energetyczna paliwa i gsto[:
1 m/s = 3,6 km/h
" benzyny:
1 g = przysp. ziemskie = 9,81 m/s2
34,2 MJ/litr 1360 litr�w na ton
1 mph = 1,60934 km/h
" oleju napdowego:
Ci\ar 1 kg masy to 9,81 N
38,6 MJ/litr 1182 litr�w na ton
1 obr/s = 2� rad/s = 60 obr/min
1 kW*h = 3600 kJ
Sprawno[ silnika spalinowego:
1 J = 0,2388 cal
1kW = 1.3596 KM
1MPa = 10 bar = 9,87 atm =10.20 at = 145,04 PSI
26 dr in\. Grzegorz Zlaski
dr in\. Grzegorz Zlaski
13
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
01 wiadomsci podstawoweAVR Sygnał zegarowy – wiadomości podstawowe2009 IV wykl 1 wiadomosci podstawoweWyk Podstawowe wiadomoĹ›ci z teorii bĹ‚Ä™dĂłw10 Podstawowe wiadomości z onomastyki toponimia(1)[Dr Bajda T ] Podstawowe wiadomości z zakresu nowego nazewnictwa związków chemicznychVI Podstawowe wiadomosci z zakresu ochrony przeciwpozarowej8 Podstawowe wiadomości o laserachPodstawowe wiadomo¶ci o prawieAndragogika podstawowe wiadomości o dyscypliniewięcej podobnych podstron