STABILNOST CESTOVNIH PRIJEVOZNIH SREDSTAVA POPRENA STABILNOST VOZILA Pravocrtna

STABILNOST CESTOVNIH PRIJEVOZNIH SREDSTAVA

POPREČNA STABILNOST VOZILA Pravocrtna vožnja • Pogon na zadnjim kotačima daje vozilu labilnu ravnotežu koja ima za posljedicu veću opasnost od skretanja s pravca • Pogon na prednje kotače daje veću stabilnost • Ako težište vozila nije na njegovoj uzdužnoj osi, labilna ravnoteža može dovesti do zanašanja Utjecaj bočne sile (vjetra) na pravac vožnje • Da bi se vozilo suprotstavilo utjecaju neke bočne sile, mora proizvesti na kotačima suprotne reakcije • Bočne reakcije ovise o veličini osovinskog pritiska i koeficijenta bočnog trenja

Vožnja u horizontalnom zavoju • Prilikom kretanja vozila na zavoje na njega djeluje centrifugalna sila (Fc) koja ga zanosi u suprotnu stranu od skretanja zavoja • Pod utjecajem centrifugalne sile vozilo se naginje, a može doći do zanošenja, klizanja ili prevrtanja sa ceste • Zanošenje vozila nastaje kada centrifugalna sila (Fc) nadvlada silu trenja (Ff) između auto-guma i kolovoza. Ako zanošenje traje određeno vrijeme, vozilo može klizati ili prevrnuti se sa ceste Centrifugalna sila se izračunava prema formuli: Rt = dužina zavoja/puta (polumjer/radijus)

Sila trenja, koja se suprotstavlja centrifugalnoj, izračunava se: f 2 = koeficijent bočnog trenja Na koeficijent bočnog trenja (f 2) utječu: opterećenje kotača, vrsta i čvrstoća guma te radijus zavoja.

Koeficijenti otpora klizanja kotača (bočnog trenja) po kolovozu zavisno od računske brzine Računska brzina f 2 f 2 V ≤ 80 km/h 0, 40 0, 37 0, 15 V ≥ 80 km/h 0, 32 0, 30 0, 12

ESP-ELECTRONIC STABILITY PROGRAM

Najveća dozvoljena ili granična brzina vožnje vozila kroz horizontalni zavoj izračunava se prema formuli: Rt = dužina zavoja/puta (polumjer/radijus) f 2 = koeficijent bočnog trenja

Granična brzina kod koje će se vozilo prevrnuti u horizontalnom (ravnom) zavoju se izračunava po formuli: Vpr = granična brzina prevrtanja vozila u zavoju (km/h) Rt = dužina zavoja/puta (m) b = bočni razmak kotača (m) ht = visina težišta vozila od kolovoza (m),

Primjer: 1. Vozilo je ušlo u ravan horizontalni zavoj brzinom od 70 km/h. Izračunaj najveću dozvoljenu brzinu vozila kroz zavoj te graničnu brzinu prevrtanja vozila u zavoju. Poznato je: Rt = 80 m f 2= 0, 15 b = 1, 8 m ht = 0, 8 m V = ? Vpr = ?

VOŽNJA U ZAVOJU POD BOČNIM NAGIBOM • Da bi se otklonio utjecaj centrifugalne sile na kretanje vozila u zavoju, osobito na cestama za brzi promet, izvode se zavoji s nagibom tako da vanjski dio kolovoza nadvisuje unutrašnji • Uzdignuće vanjskog dijela kolovoza utječe da rezultanta između težišnice vozila i centrifugalne sile pada sa unutrašnje strane kotača, čime se otklanja opasnost od klizanja i prevrtanja vozila u zavoju

Najveća dozvoljena brzina u zavoju pod bočnim nagibom izračunava se po formuli: ipk = poprečni nagib zavoja Granična brzina kod koje će se vozilo prevrnuti u zavoju pod bočnim nagibom se izračunava po formuli:

Primjeri: 1. Vozilo je ušlo u zavoj pod bočnim nagibom brzinom od 70 km/h. Izračunaj dozvoljenu brzinu vožnje vozila kroz zavoj i graničnu brzinu prevrtanja vozila u zavoju. Poznati su slijedeći podaci: Rt = 80 m b = 1, 8 m ht = 0, 8 m ipk = 4% f 2 = 0, 15 V, Vpr = ?

2. Izračunaj poprečni nagib (%) horizontalne krivine radijusa 150 (m) ako se vozilo čiji je bočni razmak kotača 1, 2 (m) s modulom stabilnosti 2: 1 prevrće zbog utjecaja centrifugalne sile kod brzina većih od 141 (km/h). Rt = 150 m b = 1, 2 m Vpr = 141 km/h b : 2 = ht : 1 → ht = 0, 6 m ipk=?

UZDUŽNA STABILNOST VOZILA Maksimalni kut uspona do prevrtanja izračunava se po formuli: Kut uspona kod kojeg ne dolazi do klizanja pogonskih kotača, izračunava se po formuli: k = koeficijent otpora kotrljanja kotača L = razmak između osovina vozila rd = dinamički radijus pneumatika.

PRIBLIŽNI KOEFICIJENTI OTPORA KOTRLJANJA ZA NEKE VRSTE KOLOVOZA

IZRAČUN KUTA USPONA PREKO TANGENSA Za praktična razmatranja važnije je klizanje pogonskih kotača pa se na temelju klizanja izračunava maksimalni kut uspona. Do klizanja će doći kad vučna sila poprimi svoju maksimalnu vrijednost.

STATIČKI I DINAMIČKI RADIJUSI ZA NEKE DIMENZIJE PNEUMATIKA (U NM) Dimenzije gume Statički radijus Dinamički radijus b-d rs rd 132 -12 265 270 145 -13 280 283 145 -15 304 307 9, 00 -20 484 491 12, 00 -00 529 538 14, 00 -20 586 597 13, 00 -22 577 588

Primjer: Izračunaj maksimalni kut uspona i kut do kojeg pogonski kotači kamiona neće klizati po kolniku. Kolnik je od suhog i glatkog asfalta. Poznati su ovi elementi; L = 4 m l 1 = 1, 7 m l 2 = 2, 3 m ht = 1, 1 m rd = 491 mm f = 0, 6 k = 0, 01

OTPOR PRI KRETANJU VOZILA 1. Otpor kotrljanja • nastaje pri kotrljanju kotača odnosno pneumatika po površini kolovoza • veličina sile otpora kotrljanja razmjerna je težini vozila i koeficijentu otpora kotrljanja (k) Približni koeficijenti otpora kotrljanja za neke vrste kolovoza

Snaga motora (Nk) potrebna za svladavanje otpora kotrljanja pri određenoj brzini vozila izračunava se: ili • Kada je brzina izražena u m/s, dijeli se sa 1000, 6 jer je: 1 KS = 735, 75 Nm/s = 735, 75 W = 0, 73575 k. W 1 k. W = 1, 36 KS 735, 75· 1, 36 = 1000, 6 • Kod brzine u km/h, dijeli se sa 3602, 2, jer je: 735, 75·1, 36·3600/1000 = 3602, 2

Primjer: Ukupna težina vozila G = 49050 N (5000 kg), koeficijent otpora kotrljanja na betonu k = 0, 015, brzine vozila V = 54 km/h (v = 15 m/s). Izračunaj otpor kotrljanja i snagu potrebnu za savladavanje tog otpora.

2. Otpor penjanja vozila • Da bi se vozilo penjalo, odnosno kretalo uz uspon, ono mora savladati utjecaj sile teže

Veličina sile otpora penjanja (Op) izračunava se po formuli: Ako su kutovi uspona mali, može se uzeti da je vrijednost sin α jednaka postotku uspona, pa se otpor penjanja (Op) izračunava: p = postotak penjanja (nagib) Snaga motora (Np) potrebna za svladavanje otpora penjanja pri određenoj brzini vozila izračunava se:

Primjer: Ukupna težina vozila iznosi G = 49050 N (5000 kg), postotak penjanja p = 5% = 0, 05, brzina vozila V = 54 km/h (v=15 m/s). Izračunaj otpor penjanja vozila i snagu potrebnu za svladavanje tog otpora.

3. Otpor zraka Pri malim brzinama vozila sila otpora zraka je tako mala da nema praktičkog značenja. Pri velikim brzinama otpor zraka nadmašuje ostale otpore. Otpor zraka (Oz) izračunava se po formuli: v = brzina vožnje (m/sek). P = čeona površina vozila (m 2). A = koeficijent aerodinamičnosti vozila (specifičnost otpora zraka). Snaga motora (Nz) potrebna za savladavanje otpora pri određenoj brzini vozila:

Primjer: Brzina vozila je V = 54 km/h (15 m/s), čeona površina putničkog vozila je P = 2 m 2, koeficijent aerodinamičnosti vozila je A = 0, 3. Izračunaj otpor zraka i snagu motora potrebnu za svladavanje tog otpora.

4. Otpor ubrzanja (akceleracija) • pokretanjem iz stanja mirovanja vozilo ubrzava. Ubrzavanje (akceleracija) je povećanje brzine u jedinici vremena. Na kraju svake sekunde vozilo postiže stanovito veću brzinu prema veličini ubrzavanja. Ubrzanje vozila iznosi: Otpor ubrzanja izračunava se: Snaga motora (Na) potrebna za svladavanje otpora ubrzanja računa se po slijedećoj formuli:

Ako se vozilo kreće nizbrdicom, otpor ubrzanja se računa: Ubrzavanje vozila ovisno o utjecaju nizbrdice

Primjeri: 1. Vozilo iz stanja mirovanja ubrzava s prosječno 2, 5 m/s 2. Koja je dostignuta brzina (u km/h) i prijeđeni put (u m) na kraju 3. sekunde? a = 2, 5 m/sek 2 t = 3 sek V, s = ? v = a x t = 2, 5 x 3 = 7, 5 m/s V = 7, 5 x 3, 6 = 27 km/h s = v x t = a x t 2 = 22, 5 m

2. Ukupna težina vozila je G = 49050 N, brzina vozila V = 54 km/h (v=15 m/s), ubrzanje a = 1, 2 m/s 2. Izračunaj otpor ubrzanja vozila i snagu motora potrebnu za svladavanje tog otpora. v = 15 m/s g = 9, 81 m/s 2

5. Izračunavanje ukupnog otpora Ukupan otpor (O) vozila u vožnji sastoji se od svih pojedinačnih otpora: Snaga na prednjim kotačima (Nkt) potrebna za svladavanje svih otpora pri određenoj brzini vozila, izračunava se po formuli:

Za pokretanje dijelova motora i prijenosnog mehanizma troši se približno 10% (0, 1) snage motora. Prema tome, na kotačima oko 90% (0, 9) stvarne (efektivne) snage motora (Ne). Snaga na pogonskim kotačima vozila (Nkt ) je: Efektivna snaga motora (Ne) je:

Primjer: Kolika je snaga motora lakog teretnog vozila kojem se pri brzini od 80 km/h pri referentnim uvjetima vožnje pružaju ukupni otpori od 7500 N? V = 80 km/h → v = 22, 22 m/sek O = 7500 N Nkt = ? Ne = ?