pneumatiky a kola zavěšení kol odpružení řízení

Transkript

1 Podvozky motorových vozidel Obsah přednášky : pneumatiky a kola zavěšení kol odpružení řízení

2 Podvozky motorových vozidel

3 Podvozky motorových vozidel - nápravy 1. Pneumatiky a kola. Zavěšení kol 3. Odpružení 4. Řízení

4 Pneumatiky a kola Pneumatiky

5 Pneumatiky a kola Vozidlová kola

6 Pneumatiky a kola Ráfky

7 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava nezávislé zavěšení

8 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava z 1 - nadnášení y 1 - příčné kmitání (třepetání)

9 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava Zadní nápravy nákladních automobilů Zavěšení tuhé nápravy na dvojici podélných listových pružin - vedení tuhé nápravy - odpružení - tlumení (třením) Zatížení tuhé nápravy F x, F y, F z - síly ve stopě M H - hnací moment M K - moment na nápravě (brzdný)

10 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava Osobní automobily Dlouhé listové pružiny s malým počtem listů - měkké odpružení - velká boční poddajnost, horší držení vozidla v zatáčce - tzv. S-ráz při brzdění

11 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava Čtyři podélná a jedno příčné rameno - tzv. Panhardská tyč. Mechanismus je kinematicky přeurčený (počet st. volnosti < ) Klouby musí být opatřeny pryžovým uložením paralelogram - mechanismus s 1 st. volnosti nepohyblivá soustava těles - mechanismus s st. volnosti staticky neurčitá soustava těles mechanismus s - st. volnosti

12 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava Čtyři podélná a jedno příčné rameno - tzv. Panhardská tyč. Mechanismus je kinematicky přeurčený (počet st. volnosti < ) Klouby musí být opatřeny pryžovým uložením Při svislých pohybech způsobuje Panhardská tyč příčná posunutí. Proto musí být co nejdelší a vodorovná.

13 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol tuhá náprava Následuje velké množství konstrukčních fines, nápadů a triků.

14 Zavěšení kol Přední náprava Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol - lichoběžníková náprava - náprava Mc Pherson Zadní náprava - kyvadlová úhlová náprava - kliková náprava - spřažená náprava

15 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Lichoběžníková náprava

16 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Lichoběžníková náprava

17 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Lichoběžníková náprava rovnovážná poloha rameno AB je vodorovné, osa kola je vodorovná, rovina kola je svislá x y A BD AB AD x AD y ADy BD arctan AB ADx CD BC BD BCBDcos CBD arccos BD CBD x y E E x y B B 1 1 A x D AD y x D ADy AD AD AD x ADy arctan AD x B AB y B BC BD CD BC BD BCcos p BC sin r y x CBD vzdálenost kloubů B a D sklon spojnice BD od vodorovného směru cosinová věta úhel CBD vzdálenost kloubů A a D sklon spojnice AD od vodorovného směru sklon spojnice BC od vodorovného směru sklon osy kola od spojnice BC souřadnice okraje kola

18 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Lichoběžníková náprava propružení kola z AB x y B B BD BD CD ABcos AB sin AB AB x x y y B arctan BC y x D D B BD y x BC BD CD CBD arccos BC BD CBD BC BD BC x y E E x y B B 1 1 z y E y E B D BCcos BC sin sklon (zvednutí) ramene AB souřadnice bodu B D B BCBDcos BC BC vzdálenost kloubů B a D sklon spojnice BD od vodorovného směru CBD pcos r sin p sin r cos cosinová věta sklon spojnice BC od vodorovného směru změna sklonu spojnice BC, změna sklonu kola propružení kola souřadnice okraje kola

19 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Lichoběžníková náprava přibližné silové řešení

20 Zavěšení kol Náprava Mc Pherson Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol

21 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Kyvadlová úhlová náprava

22 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Kliková náprava b a k F k F z b z _ zkrácení pružiny b a F F a F b F z b z z b z a b z S S síla na pružině posunutí středu kola zkrácení náhradní virtuální pružiny b z S z S a b k a b a b F z F k _ tuhost pružiny, přepočtená na střed kola

23 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Spřažená náprava - s propojenými rameny

24 Zavěšení kol Druhy zavěšení kol nezávislé zavěšení kol Elasto-kinematické zavěšení kol

25 Zavěšení kol Uložení kol uložení kola

26 Zavěšení kol Uložení kol uložení rejdového čepu

27 Odpružení - pružiny ocelové (listové, vinuté, torzní) - pružiny pryžové - pružiny vzduchové (pneumatické) - tlumiče

28 Odpružení Ocelové pružiny listová pružina poznámka : v publikaci prof. Vlka se tuhost pružiny nazývá pružinová konstanta a je označena c k 4n bh 3 * * 3 3 K E K - tvarový součinitel E - modul pružnosti v tahu n - počet listů b - šířka listů M o M W O O

29 Odpružení Ocelové pružiny listová pružina

30 Odpružení Ocelové pružiny vinutá pružina k 4 G d 8n D 3 G - modul pružnosti ve smyku n - počet závitů

31 Odpružení Ocelové pružiny zkrutná pružina (torzní tyč) G J k r P J P d 3 4 G - modul pružnosti ve smyku J P - polární moment setrvačnosti d - průměr torzní tyče poznámka : uvedený vzorec nepočítá s průhybem torzní tyče ani ramene r

32 Odpružení Pryžové a polyuretanové pružiny d h 8 E d F 4 1 E d k h G b k 1 r 1 r 1 G 4 k 1 r r G h k ln

33 Odpružení Plynové pružiny S p p F a p S p p F a p konst n n v p v p polytropický exponent n = 1,4 pro rychlý děj a adiabatickou změnu z S v v n n n n z S v v p v v p p S p z S v v p F a n n p 1 n n p z S v S v p n dz df k

34 Odpružení Plynové pružiny

35 Odpružení Pryžokapalinové odpružení Sdružené odpružení Příčné stabilizátory

36 Odpružení Tlumiče

37 Řízení

38 Řízení Geometrie řízených kol

39 Řízení Geometrie řízených kol úhel odklonu kola kola mají tendenci odvalovat se od sebe, čímž se vymezí vůle a kolo má menší sklon ke kmitání, zvyšuje opotřebení pneumatiky dnes se obvykle volí odklon velmi malý až nulový

40 Řízení Geometrie řízených kol příklon rejdové osy způsobuje vracení kol zpět do přímého směru protože při otáčení dochází ke zvedání vozu

41 Řízení Geometrie řízených kol poloměr rejdu

42 Řízení Geometrie řízených kol záklon rejdové osy zajišťuje směrovou stabilitu kola

43 Řízení Geometrie řízených kol arcsin b a d d r - průměr ráfku r úhel sbíhavosti vznikají malé boční síly, které vrací kola do přímého směru

44 Řízení Mechanismus řízení - rozvor náprav t - vzdálenost os rejdových čepů 1 - úhel natočení vnějšího kola - úhel natočení vnitřního kola R - teoretický poloměr zatáčení teoretická geometrie řízení

45 Řízení Mechanismus řízení - rozvor náprav t - vzdálenost os rejdových čepů 1 - úhel natočení vnějšího kola - úhel natočení vnitřního kola R - teoretický poloměr zatáčení cotg cotg 1 R R 1 1 t t cotg cotg 1 t teoretická geometrie řízení

46 Řízení Mechanismus řízení - rozvor náprav t - vzdálenost os rejdových čepů 1 - úhel natočení vnějšího kola - úhel natočení vnitřního kola R - teoretický poloměr zatáčení cotg cotg t x t x y y cotg cotg 1 y x t teoretická geometrie řízení y 1 t x

47 Řízení Mechanismus řízení Úhel j se určuje zpravidla graficky (odhadem), dříve se taky používala tzv. Causantova metoda. Tupý úhel y,..., nemá přesáhnout při maximálním natočení kola hodnotu 16. teoretická geometrie řízení

48 Řízení Mechanismus řízení 1 t arccos j 9 r

49 Řízení Mechanismus řízení 1 t r r cos cos cos r r sin sin sin cos cos r t r t BD r t r t BD trojúhelník ABD : cosinová věta BD t r BD t ADB ADB BD t BD t r arccos cos trojúhelník BDC : cosinová věta BD r BD r BDC BDC BD r BD r arccos cos BDC ADB r BD r BCD BCD r r BD arccos cos BD r BD CBD CBD BD BD r arccos cos ADB CBD ADB BDC

50 Řízení Mechanismus řízení t R1 tan 1 t R tan R R 1 R stredni R R 1 R R R stredni

51 Řízení Mechanismus řízení

52 Řízení Mechanismus řízení