JÍZDNÍ ÚSTROJÍ. transformace (změna) rotačního pohybu kola na posuvný pohyb vozidla.

Transkript

1 JÍZDNÍ ÚSTROJÍ Přenáší všechny síly mezi vozidlem a vozovou postřednictvím ol. Funce ola: přenos svislých (vetiálních) sil od tíhy vozidla přenos vodoovných (hoizontálních) hnacích, bzdících a bočních sil tansfomace (změna) otačního pohybu ola na posuvný pohyb vozidla. Části ola hlava (střed uložení ola), dis (plný, papsový), áfe pneumatia. Přímý sty vozidla svozovou zabezpečuje pneumatia, teá je nasazená na áfe. Díy pneumatice je olo dále důležitým pvem odpužení vozidla (pužnost v adiálním směu) a pvem řízení (tuhost v bočním směu). 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 1

2 PNEUMATIKA 1888 Dunlop patent na pneumatiu 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 2

3 PNEUMATIKA Běhoun styová plocha opatřená vzoem mezi pneu a vozovou, 1,6 mm 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 3

4 PNEUMATIKA Kosta z odových vlože (tvořené vlány z bavlny, nylonu, oceli, Al) učuje nosnost a duh: Diagonální vlána oientována diagonálně (řížem) ovině pocházející osou ola Radiální vlána oientována adiálně v ovině pocházející osou ola (od ou 1948), Výhody: nižší odpo valení (f), větší tuhost (δ), 2x větší m výon Nevýhody: nižší útlum vibací, citlivost na změnu huštění. Osa ola 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 4

5 Značení OA: 165/70 R13 82 Q 195/65 R14 89 H PNEUMATIKA Nízopofilové ψ 0,6 až 0,3 Výhody: vyšší m výon, vyšší tuhost, přenos hnací a bzdící síly Nevýhody: snížení podílu péování, aquaplaning ψ 0,8 - séie 80 0,7 OA, NA 0,6 0,5 spotovní automobily 0,4 0,3 závodní automobily šířa B (mm) séie ψ.100 onstuce osty (adiální) jmenovitý půmě áfu ( ) index nosností ategoie ychlosti index nosností: ategoie ychlosti: g dovolená nosnost G 90 m/h g Q 160 m/h g R 170 m/h g S 180 m/h + B ψ 2 T 190 m/h U 200 m/h H 210 m/h V 240 m/h Y 300 m/h ZR nad 300 m/h 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 5 D

6 PNEUMATIKA NA: 11 R 22,5 nebo 295 / 80 R22,5 šířa B ( ) šířa B (mm) OA, NA: TUBELESS označení bezdušového pláště TUBE TYPE plášť s duší M+S POLAR označení po zimní povoz (bláto a sníh) STEEL náazní zocel. odu ALL STEEL náazní i osta zocel. odu Další nápisy dle EHK v souvislosti spožadavy DOT (vývoz do USA): DOT (Depatment of Tanspotation) ministestvo dopavy UTQG (Unifom Tie Quality Gading) jednotné označení jaosti označení elativní odolnosti běhounu poti opotřebení v % TREAWEAR 100 označení veliosti součinitele adheze neboli hodnocení bzdné schopnosti (na moém asfaltu a moém betonu) TRACTION A(max.ϕ), B, C hodnocení tepelné odolnosti TEMPERATURE (A, B, C) indiáto opotřebení TWI (Tead Wea Indicato) - výstupe na dně dezénových dáže 1,6 mm 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 6

7 PRŮMĚRY KOLA: n - jmenovitý - teoeticý polomě nezatíženého ola (tabuly) o - volný - sutečný polomě nezatíženého ola (tabuly) s - staticý -při staticém zatížení (ω0) d - dynamicý - vzdálenost od osy ola vozovce, po teé se valí při zatížení (geometicý paamet - význam při vyšetřování sil. poměů) - valení polomě fitivního ola (inematicý paamet), teé se ideálně odvaluje a má stejnou posuvnou ychlost jao sutečné olo - výpočtový - definice o valivý polomě vlečeného (hnaného) ola M0; o - udáván v atalozích pneu jao účinný obvod 2 π o v ω, s 2 π n > s 2 π n 1,02 d diag. (1,05 1,08) d adial. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 7

8 KINEMATICKÉ POMĚRY PŘI VALENÍ KOLA A) IDEÁLNÍODVALOVÁNÍ(BEZ PROKLUZU A SMYKU) M 0 (vlečené olo) v v o ω ω B) ODVALOVÁNÍ S PROKLUZEM Vp M > 0 (hnané olo) > ychlost vozidla v v sluzová účinnost ( - ) δ v p - h 1 δ δ v ; h 1 > 0, h 0 > 2008/2009 Dopavní a manipulační technia ηδ h 1- δ h 8 o -v měný poluz (sluz) p ω -v p ω > v p ω vp - δ h 1 ; δ h 1> 0, δ h 0 > v sluzová účinnost η δh 1-δ h

9 C) ODVALOVÁNÍ SE SMYKEM M < 0 (bzděné olo) < ychlost vozidla v v o + v s ω + v s ω > v s ω ( - ) měný smy smyová účinnost δ b vs - v - -1; δ -1>, δ 0 > b b η δb 1+ δ b 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 9

10 SILOVÉ POMĚRY NA KOLE Os, Ov odpo setvačnosti a odpo vzduchu 0 Ms, Mv - momenty setvačnosti a odpou vzduchu a ameno odpou valení M s J d ω dt, F s m dv dt G F ξ M X Z Z - O s - O a + X v + M s + M v definice součinitele valení a zavedení fitivní hnací síly zísáme náhadní schéma: f a F M F M M M f Z M Z a Z f + X a + X a Z Z Z f f f + + X O ( F - O ) f f + X 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 10

11 POHYBOVÉ STAVY KOLA. 1) hnací olo M > 0; M > Z. a M f > souč. adheze ϕ. Z X > 0 2) hnané olo M 0; X Z. f O f 3) bzdící olo M <0 4) volné olo M Z. a M f > F O f součinitel adheze součinitel valení ϕ f X Z O Z f součinitel obvodové síly součinitel hnací síly η X γ F X Z F Z valivá účinnost X η X η f F γ F účinnost sluzová celová účinnost η δh 1-δ h η ηδ h η c f Při valení absolutně nepužného ola a0, f0 > volné hnané, neutální olo vtomto případě neexistuje. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 11

12 SOUČINITEL ODPORU VALENÍ Of f Z závisí na: a)onstučních fatoech pneumatiy b)povozních fatoech pneumatiy a) onstuční 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 12

13 SOUČINITEL ODPORU VALENÍ b) povozní OA NA adiální 0,012-0,017 adiální 0,005-0,01 diagonální 0,015-0,02 diagonální 0,008-0,015 Asfalt 0,01-0,02 Beton 0,015-0,025 Dlažba 0,02-0,03 Polní cesta 0,04-0,15 Táva 0,08-0,15 Píse 0,15-0,30 Sníh 0,20-0,30 Bahno 0,20-0,40 Náledí 0,01-0, /2009 Dopavní a manipulační technia 13

14 SOUČINITEL ADHEZE X ϕ Z soudžnost pneu stuhou podložou závisí na: vlastní pneu (dezén, vzoe, mateiál běhounu, teplotě, tlau huštění) podložce (mateiál, vlhost, teplota, mioneovnosti, nečistoty) ychlosti jízdy 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 14

15 AQUAPLANING Klouzání pneumatiy na vodě (podélný i boční smě) pneumatia valící se velou ychlostí ve vstvě vody vytvářívpřední části vodní hlín, teý se může zvětšit ta, že dojde oddělení celé plochy dotyu pneumatiy od vozovy. Voda stlačená v přední části dotyu pneu s vozovou je odváděna podélnými dážami do zadní časti a odtud ven. Komě toho je voda odváděna i příčnými dážami. Při vzniu vodního hlínu již odvod vody není dostatečný. Vzni aquaplaningu závisí: ychlosti tloušťce vodní vstvy hloubce dážy dezénu a jejich oientaci 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 15

16 STABILITA JÍZDY VOZIDLA Záladní podmínou stability je dostatečná adheze mezi olem a vozovou. Dynamicé vlastnosti vozidla jsou limitovány adhezními podmínami. Obecně platí, že přivedená hnací síla F je omezena silou adhezní F ad a její případný přebyte se pojeví poluzem ol. F F ϕ Z ϕ součinitel adheze ad Zvláštním případem je ztáta styu ola 0 Při jízdě vozidla jsou po stabilitu ozhodující vedle adheze i síly mezi oly a vozovou. Záladní síly jsou: Hnací síla (1) Bzdící síla (2) Boční síla (3) Tíha (4) Z Z adiální eace na olech hnací nápavy nebo nápav 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 16

17 STABILITA JÍZDY VOZIDLA Kammova adhezní užnice ohaničuje oblast stability jednotlivého ola vozidla od sil v podélném (bzdící nebo hnací) Fx a bočním směu (setvačná v zatáčce, od bočního větu nebo od příčného slonu) Fy Jedná se o síly mezi olem a vozovou ve vodoovné ovině, teé se při současném působení sládají. F F F + adh c 2 x F 2 y y F y Po danou výslednici Fc a adhezní sílu Fadh je stabilní zelené pole F c F x F adh ϕ Z ϕ 2 x + ϕ 2 y Z x 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 17

18 STABILITA JÍZDY VOZIDLA Přílady mezí stability y F y F adh F c y F y F adh y F adh F c F x F x x x x adh 2 2 Fc Fx F F y adh Fc Fy F adh Fc Fx F + Bždění v zatáčce Jízda v zatáčce bez bždění Jízda v přímém směu s bžděním 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 18

19 ŘÍDÍCÍ ÚSTROJÍ Slouží udžování nebo e změně směu jízdy automobilu v závislosti na přání řidiče. Řízení u automobilů je ealizováno natáčením předních ol olem ejdových čepů. Natáčení vnitřního a vnějšího ola musí splňovat geometicé podmíny (Acemannovy) po bezluzové odvalování po řivách se společným středem. Teoeticý polomě zatáčení l ozvo nápav ψ úhel zatáčení automobilu R t l tgψ Vzdálenost mezi otočnými čepy b ozchod ol j polomě ejdu Úhly natočení ol: ψ vnitřní ψ vnější Acemanova podmína b b 2 j ctgψ ctgψ R t R t b 2 l b + 2 l Schéma zatáčejícího vozidla ctgψ ctgψ b l 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 19

20 ŘÍDÍCÍ ÚSTROJÍ ϕ y Acemanova podmína je onstučně ealizována loubovým lichoběžníem řízení. lichoběžní řízení mechanizmus řízení převodova řízení sloupe a hřídel řízení volant Veliost úhlu ϕ je možné po zadané y a R gaficy učit tzv. Causantovou onstucí (předpoládá svislé ejdové čepy) 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 20

21 GEOMETRICKÉ ODCHYKLY V SYSTÉMU ŘÍZENÍ od ideálních svislých ovin ÚČEL Vymezení vůlí (vibace) Stabilizace pohybu vozidla Snadná ovladatelnost DRUHY ODCHYLEK Odlon ola Sbíhavost ol A B Z.sin ε vymezuje vůli v uložení ola j menší polomě ejdu snižuje ovládací sílu u pozitivního odlonu (negativní u neřízených ol zadní nápavy) Vymezení vůlí v lichoběžníu řízení zabánění ozmitání ol 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 21

22 GEOMETRICKÉ ODCHYKLY V SYSTÉMU ŘÍZENÍ od ideálních svislých ovin Přílon otočného čepu M stab Z j sin β sinψ j γ M stab vací ola do přímého směu při půjezdu zatáčou Zálon otočného čepu Zálon vací ola do přímého směu Positivní náhon zadních ol Negativní náhon předních ol x X závle 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 22

23 SMĚROVÁ STABILITA Schopnost vozidla dodžovat řidičem stanovený smě jízdy při působení boční síly δ 2 l N V ZATÁČCE Vliv polohy těžiště a pužnosti pneu δ δ 1 ξ1 Y1 2 ξ2 Y2 R t R s Y 2 Y 1 ψ O T Neutální: δ 1 Nedotáčivé: ψ δ 1 δ 2 δ 1 > δ 2 R l s tg + Rs Rt R > R ( ψ δ 1 ) tgδ 2 s t Přetáčivé: δ 1 < δ 2 R s < Rt Automobil je onstuován ta, aby se při ovnoměné jízdě a s předepsaným zatížením se choval stabilně tj. neutálně až míně nedotáčivě. Nestabilní (přetáčivé) směové chování automobilu můžeme nechtěně dosáhnout těmito zásahy: posunutím těžiště do zadní části automobilu nespávným ozložením náladu, O podhuštěním pneumati na zadní nápavě, montáží pneumati menší boční tuhosti (např. diagonálních) na zadní nápavu. zvýšením hnací síly v zatáčce se snižuje boční tuhost pneu a oste smě. odch. u hnací ZN přetáčivost, u hnací PN nedotáčivost 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 23

24 SMĚROVÁ STABILITA Poovnání směových odchyle ol přední a zadní nápavy učuje směové chování vozidla vzatáčce: Neutální: vozidlo zatáčí ta ja je řízeno, v případě shodných pneumati ξ1ξ2 je těžiště vozidla upostřed ozvou. Nedotáčivé: vozidlo zatáčí méně než je řízeno (řidič oiguje natáčením volantu ve směu zatáčení), chování je stabilní neboť větší polomě zatáčení snižuje veliost odstředivé síly a následně eace a směové odchyly. Při shodných pneumatiách je poloha těžiště vpřední části vozidla. Přetáčivé: vozidlo zatáčí více než je řízeno (řidič oiguje natáčením volantu poti směu zatáčení), chování je nestabilní neboť menší polomě zatáčení zvětšuje veliost odstředivé síly a následně i eace a směové odchyly. Přeočí-li eace adhezní síly může dojít bočnímu smyu. Při shodných pneumatiách je poloha těžiště v zadní části vozidla. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 24

25 SMĚROVÁ STABILITA Schopnost vozidla dodžovat řidičem stanovený smě jízdy při působení boční síly l O v δ 2 δ 1 V PŘÍMÉM SMĚRU : boční vít O v příčný svah G.sinβ R s T Y 2 Y 1 Neutální: Nedotáčivé: Přetáčivé: δ 1 δ 2 Rs δ > 1 δ 2 Vozidlo zatáčí ve směu působení síly. Chování je stabilní, neboť při zatáčení vzniá odstředivá síla zmenšující pvotní boční sílu δ 1 < δ 2 O Vozidlo zatáčí poti směu působení síly. Chování je nestabilní, neboť při zatáčení vzniá odstředivá síla zvětšující pvotní boční sílu. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 25

26 SMĚROVÁ STABILITA Eletonicý systém zajišťující stabilitu řízení směu vozidla (Eletonic Stability Pogamm) zajišťuje v iticých přechodových stavech stabilitu směu vozidla. Systém zasahuje do bzdícího systému ABS a do hnacího systému ASR. V zatáčce, nebo při bočním větu, event. příčném slonu vozovy se vozidlo chová neutálně, udžuje smě daný řidičem. Mechanizmus samočinné stabilizace nastává přibžděním učitého ola v případě půjezdu vozidla zatáčou. Vznilý moment vůči těžišti vátí vozidlo do žádaného směu. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 26

27 SMĚROVÁ STABILITA Stabilizace jízdy vozidla v zatáčce při přetáčivosti (řidič nebzdí). ESP Rozpozná přetáčivost a začínající smy a vyovnává ho. El. jednota sleduje požadavy řidiče na změnu směu a poovnává je se sutečností. Vyhodnocenou situaci oiguje cíleným přibzděním ola, tím vyvolá moment, teý působí poti nežádoucímu pohybu a zamezí smyu. 2008/2009 Dopavní a manipulační technia 27