КОЧЕЊЕ МОТОРНИХ ВОЗИЛА РАСПОДЕЛЕ СИЛА КОЧЕЊА

Transcript

1 Универзитет у Београду - Саобраћајни факултет Предмет: ВОЗНА ДИНАМИКА; проф. др Властимир Дедовић Предавање 7 КОЧЕЊЕ МОТОРНИХ ВОЗИЛА РАСПОДЕЛЕ СИЛА КОЧЕЊА Школска година 03 / 04 Београд, Април 04.

2 Кочење - силе и моменти: Пренос тежине при кочењу - ПОНАВЉАЊЕ Сила инерције R ik на краку h остварује момент који тежи да преврне возило преко ослонца предње осовине ("преко носа"). Дејство тог момента ствара ефекат преноса тежине: вертикална реакција на задњем точку се смањује, а на предњем повећава. Ефекат "преноса тежине" утиче на могућност реализације максималних кочних сила. +Δ R ik h V G - Δ

3 Општи случај кретања возила при успорењу () - ПОНАВЉАЊЕ Gsin h R v R ik Gcos G B h v A Из услова равнотеже момената за тачку B: = G cos h G sin - R v h v + R ik h Из услова равнотеже момената за тачку A добија се: = G cos h G sin + R v h v - R ik h

4 Општи случај кретања возила при успорењу () - ПОНАВЉАЊЕ Уводећи предпоставку да је h v h, нормалне реакције тла при кочењу ће, у општем случају, бити: G cos h ( Rik Rv Gsin) G cos h ( Rik Rv Gsin) Једначина равнотеже сила у правцу кретања (у правцу x - осе) при кочењу је: + R f = R ik - R v G sin При чему је = + укупна кочна сила која делује на обе осовине, одн. на цело возило. ПАЖЊА! Кочна сила је производ вертикалне реакције и коефицијента приањања: k = 3

5 Кочење помоћу једне или помоћу две осовине - ПОНАВЉАЊЕ V V V Кочење само ПРЕДЊИМ точковима: Реакције тла су: Кочење само ЗАДЊИМ точковима: Реакције тла су: Кочење СВИМ точковима: Реакције тла су: G cos h h f G cos h h ( f ) G cos h ( f ) G cos h h ( f ) G cos h h f G cos h ( f ) па је расположива максимална кочна сила: К = = па је расположива максимална кочна сила: К = = па је расположива максимална кочна сила: К = + = G cos 4

6 Однос величина кочних сила - ПОНАВЉАЊЕ Однос реакција тла при кочењу само једном осовином (предњом или задњом) дат је изразом: ( h ( h )( )( h h f ) f ) Однос величине кочних сила при кочењу свим точковима (обе осовине) има облик: h h ( ( f ) f ) Једнаке кочне силе на обе осовине ( = ) би се могле остварити уколико би положај тежишта био одређен релацијом: h ( f ) ПАЖЊА: Односи величина кочних сила зависе од: размака осовина (), положаја тежишта (, и h ) и величине коефицијената и f. 5

7 Расподела момената кочења по осовинама () - ПОНАВЉАЊЕ Ако би моменти кочења били једнако расподељени на обе осовине, растерећење задње осовине при кочењу би проузроковало брзо блокирање задњих точкова. Због тога би возило губило стабилност. Да би се избегла блокада задњих точкова и губитак стабилности, потребно је обезбедити расподелу момената кочења која следи закон промене кочних сила и, односно вертикалних реакција и. 6

8 Расподела момената кочења по осовинама () - ПОНАВЉАЊЕ Захтеви за велику стабилност при кочењу и високе кочне карактеристике (велико успорење, мали зауставни пут) супротстављају се један другом. инсистирање на максималним перформансама кочења може да изазове нестабилност. инсистирање на стабилном кретању коченог возила за последицу има недовољно успорење и предугачак зауставни пут 7

9 Дефинисање услова за расподелу момената по осовинама () Конструкција кочног система треба да осигура компромис при ком се силе кочења расподељују по осовинама у складу са расположивим силама у подужном правцу. Таквом расподелом се:. у потпуности искоришћава расположиво приањање на точковима обе осовине,. остварује њихово истовремено блокирање, 3. остварује најкраћи зауставни пут. Уколико превремено блокирају точкови једне осовине, део расположивог приањања на другој осовини остаје неискоришћен превремено блокирање једне осовине утиче на смањење степена доброте система и продужује зауставни пут. 8

10 Услов стабилности двоосовинског возила при кочењу (без превременог блокирања точкова на некој од осовина) може да се изрази релацијом: 9 Идеална расподела момената кочења () др Властимир Дедовић - ВОЗНА ДИНАМИКА q h q h q h q h ) / ( / ) / ( / пошто, када се занемари отпор котрљања ( f ), важи релација = q Ако је приањање на свим точковима једнако, користећи раније изведене релације за вертикалне реакције, израз може да се напише у облику:

11 Вертикалне реакције (kn ) др Властимир Дедовић - ВОЗНА ДИНАМИКА Идеална расподела момената кочења () 9 - ОПТЕР ОПТЕР. - ПРАЗНО - ПРАЗНО / Стабилно кочење - прво блокира предња осовина Нестабилно кочење - прво блокира задња осовина Идеална расподела - Обе осовине блокирају истовремено Кочни коефицијент q Закон расподеле кочних сила који прати промену вертикалних реакција назива се "идеална расподела сила кочења" q Идеални закон расподеле кочних сила тешко је остварити помоћу једноставних система 0

12 Идеална расподела сила кочења у дијаграму - Другачије, идеална расподела се може приказати у дијаграму -. Идеална расподела Блокирање задњих точкова - нестабилно Блокирање предњих точкова стабилно q R q < q < q 3 < q 4

13 Систем са константном расподелом сила кочења () КОНСТАНТНА РАСПОДЕЛА Код најједноставнијих кочних система однос сила кочења на предњој и задњој осовини дефинисан је унапред. Он је константан и не мења се уопште. Дефинише се коефицијент расподеле кочних сила, одређен релацијом: const Такав систем назива се систем са константном расподелом сила кочења. Између сила кочења на предњој и задњој осовини постоји линеарна веза : Услов истовременог блокирања обе осовине одређује се на основу предходног израза и раније изведеног израза за однос /. Он зависи само од геометрије возила и коефицијената и f. h ( f )

14 Систем са константном расподелом сила кочења () Дијаграми система са константном расподелом кочних сила: q R tg = /(-) / Константна расподела Коефицијент расподеле кочних сила конструкцијски се реализује избором карактеристика преносног механизма (пречници кочних цилиндара, притисак у систему) и димензионисањем кочница (пречник, карактеристика кочнице) за усвојени пројектни кочни коефицијент q R. q R q 3

15 Идеална и константна расподела сила кочења Константна расподела се поклапа са идеалном само у једној тачки (q R ) / Стабилно кочење Нестабилно кочење Идеална расподела Константна расподела Константна расподела Блокирање задњих точкова - нестабилно Идеална расподела Блокирање предњих точкова - стабилно q R q < q < q 3 < q 4 q R q За успорења мања од q r (q - q 4 ) прво блокирају предњи точкови, јер је сила кочења на задњим точковима мања него код идеалне расподеле. При успорењима већим од q r (q 5...) прво блокирају задњи точкови, пошто су тада силе кочења на задњим точковима веће него код идеалне расподеле. 4

16 Коригована расподела сила кочења Повећање ефикасности кочења, скраћење зауставног пута Боље приближење кривој идеалне расподеле, искоришћење приањања Промена нагиба линије расподеле у погодној тачки. Конструкцијски, постиже се променом закона пораста притиска у кочним цилиндрима задње осовине (регулациони вентил -"пети цилиндар") Блокирање задњих точкова Коригована расподела Константна расподела Идеална расподела 0000 (N) Блокирање предњих точкова q R 000 q < q < q 3 < q Сила на команди F p (N) 5

17 Адхезиони дијаграми () "Дијаграми искоришћеног приањања" или "адхезиони дијаграми" усвојени су као метод провере кочних система према Правилнику ECE-3. На основу њих процењује се потребан однос кочних сила по осовинама возила, односно интервал у коме треба да се налази константа расподеле кочних сила, како би захтеви Правилника ECE-3 били задовољени. Адхезиони дијаграм представља графички приказ промене искоришћеног приањања по осовинама возила ( si ) у зависности од интензитета кочења q. Он је функција искоришћеног приањања по осовинама возила и кочног коефицијента, односно: ( q) s ( q) G qh mg qh ( q) s ( q) 3 qh G mg qh 6

18 Адхезиони дијаграми () Адхезиони дијаграми конструишу се на бази стварних карактеристика возила и кочног система, односно уграђених кочница, за празно и за номинално оптерећено возило. s = / s = / s s Пример: При кочењу оптерећеног возила, искоришћење приањања на предњим точковима до кочног коефицијента q < 0.7 веће је него на задњим, односно s > s. То значи да ће у овом подручју прво блокирати предњи точкови, што је повољно. Пуно возило Празно возило q При већим успорењима ( q > 0.7) искоришћење приањања на задњим точковима је веће и они ће блокирати пре предњих. Предњи и задњи точкови блокирају истовремено само ако је q = 0.7 7

19 Адхезиони дијаграми (3) У случају неоптерећеног возила ситуација је знатно неповољнија. s = / s = / s s Дијаграм показује да је тада искоришћење приањања на предњим точковима веће него на задњим само за вредности кочног коефицијента q < 0.4. То значи да ће само до q = 0.4 предњи точкови блокирати пре задњих (повољно). При успорењима већим од q = 0.4 искоришћење приањања на задњим точковима је веће и они ће блокирати пре предњих (неповољно). Истовремено блокирање и предњих и задњих точкова када возило није оптерећено остварује се само ако је q = 0.4 Пуно возило Празно возило q Ово је у начелу незадовољавајући случај, јер потребно је да предњи точкови при најчешћим режимима кочења (до q = 0.8) блокирају пре задњих. 8

20 Адхезиони дијаграми (4) Адхезиони дијаграми у Правилнику ECE-3 представљају основ за дефинисање захтева за стабилност возила при кочењу. Они су прописани за сваку категорију возила посебно. Неки од захтева приказани су у табели на следећем слајду. Конструкција кочног система мора бити таква да се задате вредности у путно-лабораторијском испитивању реализују или надмаше. За путничка возила категорије M (возила за превоз путника која поред возача могу да приме још до 8 путника, изузев возила са мање од четири точка, која чине категорију L), тражи се да у адхезионом дијаграму крива искоришћеног приањања предње осовине буде изнад одговарајуће криве за задњу осовину за све вредности кочног коефицијента између 0.5 и 0.8: s s за све 0.5 < q <

21 Адхезиони дијаграми (5) Услови које морају да испуне радна и помоћна кочница према Правилнику ECE-3 Kasa vozia Putnička Autobusi eretna M max <3.5t 3.5t<M max <t M max >t Početna brzina v 80 km/h 60 km/h 70 km/h 50 km/h 40 km/h Radna kočnica Put kočenja (m) s< Sia na komandi F p < 500 N 700 N 700 N t m t t4 v 0.v 50 v 0.5v 30 v 0.5v Usporenje a > 5.8 m/s 5 m/s 4.4 m/s Pomoćna kočnica v Put kočenja (m) s < 0.v v v 0.5v 0.5v Sia na komandi 400 N 600 N 600 N 0

22 Одређивање расподеле сила кочења () При одређивању расподеле кочних сила мора се водити рачуна о стабилности возила, максималном зауставном путу и задовољавајућим карактеристикама и неоптерећеног и оптерећеног возила. Код путничких возила промена броја путника и количине пртљага значајно мења положај тежишта. Граница стабилности при кочењу празног је знатно испод границе стабилности оптерећеног возила. /G Korigovana raspodea sia kočenja Granica stabinosti za opterećeno vozio Granica prazno vozio stabinosti za prazno vozio opterećeno vozio Konstantna raspodea sia kočenja Opterećeno Granica max. zaustavnog puta Prazno F k /G За одређивање константне расподеле сила кочења путничких аутомобила меродавни су параметри празног возила.

23 Одређивање расподеле сила кочења () Код теретних возила због различитих оптерећења и положаја простора за терет над задњом осовином посебно је значајан проблем промене вертикалних реакција. Регулисање расподеле сила кочења код теретних возила обезбеђује се помоћу ALB уређаја који регулише притисак у кочним цилиндрима задње осовине. Команда за регулисање промене притиска добија се преко промене растојања између задњег моста и надградње. /G Korigovana raspodea sia kočenja Granica stabinosti za opterećeno vozio Granica prazno vozio stabinosti za prazno vozio opterećeno vozio Konstantna raspodea sia kočenja Opterećeno Granica max. zaustavnog puta Prazno F k /G Код возила са пнеуматским или хидро-пнеуматским еластичним елементима система за ослањање, растојање између осовине и надградње се не мења са променом оптерећења, па се команда за регулисање промене притиска у кочним цилиндрима задње осовине добија на основу промене притиска у еластичним елементима система за ослањање.

24 КРАЈ 7. ПРЕДАВАЊА