Pokyny pro řešení příkladů z předmětu Mechanika pohybu vozidel pro obor Dopravní technika technologie AR 2012/2013 Tyto příklady slouží k procvičení základních problematik probíraných na přednáškách tohoto předmětu. Jednotlivé příklady na sebe vzájemně navazují a výsledky předchozího jsou nutné pro zpracování následujících cvičení. Zpracování musí mít formu technické zprávy a musí obsahovat: 1. Zadávací list s uvedením zadaných či vybraných hodnot (viz Zadání cvičení ) 2. Teoretický základ řešení odvození, postupy řešení a konstrukce, 3. Vzorový výpočet pro jednotlivé skupiny výpočtů, speciální případy výpočtů a konstrukcí daného problému. 4. Přehledně zpracované řešení v tabelární a/nebo grafické formě. 5. Závěrečné vyhodnocení cvičení stručné zhodnocení dosažených výsledků. Zprávy musí být zpracovány textovými editory, tabulkovými procesory včetně grafických výstupů. Zpracované výsledky zadání (technická zpráva i výpočtový soubor xls) je nutno prostřednictvím systému Moodle předat ke kontrole a přijetí v termínech určených v kurzu tohoto předmětu. Výsledky budou přijaty, pokud v jejich zpracování nebudou zásadní nedostatky. Při nedodržení termínu pro jednotlivá cvičení budou vypsány termíny náhradní s tím, že bodové hodnocení výsledků bude kráceno! Další podrobnosti a upřesnění budou realizovány v rámci cvičení a konzultací. Zpracoval: Ing. Jaromír Široký, Ph.D. Ostrava, únor 2013 Zadani_MvD_DT_09/10.doc 1
Šk. rok Student St. skupina Zadání cvičení z předmětu MECHANIKA POHYBU VOZIDEL Cvičení Zadání Postup řešení 1. Určení redukovaného zjednodušeného profilu trati a výpočet základních Redukování profilu podle stanovených zásad. parametrů trakční charakteristiky HV. Určení rozhodného stoupání a klesání na daných Výpočtem určete redukovaný profil trati mezi stanicemi A a B podle úsecích. přiloženého nákresu. Parametry traťového úseku jsou přiděleny. Redukovaný profil určete pro směr z A do B. Určete rozhodné stoupání a klesání v tomto úseku. 2. Určení základních parametrů trakční charakteristiky HV. Výpočtem určete a navrhněte základní parametry Tch na základě zadaných a zvolených údajů: rychlost V max (km.h -1 ): 60,80,90,100,120, hmotnost na nápravu hnacího vozidla A (t): 14, 16, 18, 20, 21 počet náprav n HV: 4, 6, 8 rozhodné stoupání s rk předchozí části zadání příkon pomocných zařízení: P PZ = 60 kw Vypočítejte trakční výkon P TR a P PZV pro HV Na základě parametrů vyberte HV, jedno pro závislou trakci, jedno pro nezávislou trakci. Pro porovnání zpracujte tabulku základních technických parametrů. 3. Konstrukce rychlostní charakteristiky hnací síly na kole. Pro tahač jízdní soupravy sestavte rychlostní charakteristiku hnací síly kola F k. Do něj zakreslete průběh součtu odporu valení a odporu vzduchu. Tahač je vybaven spalovacím motorem s rychlostní momentovou charakteristikou podle tabulky: n 800 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 [min -1 ] M t 1280 1350 1430 1800 1800 1800 1760 1710 1640 1580 1430 [Nm] Zadani_MvD_DT_09/10.doc 2 Určení potřebné tažné síly ze základní rovnice. Určení trakčního výkonu HV. Určení celkového výkonu vozidla. Výběr HV z podkladů Vyjádření k volbě jednotlivých HV. Výpočet rychlosti vozidla na jednotlivé rychlostní stupně pro otáčkový rozsah spalovacího motoru. Výpočet hnací síly kol F k pro jednotlivé rychlostní stupně podle rychlostní momentové charakteristiky. Výpočet odporu valení. Výpočet odporu vzduchu. Tabelární zpracování výsledků.
i 0 = 2,6, PÚ = 0,83, f = 0,015 Vyberte další parametry: S x : 8,0; 8,5 m 2 c x : 0,60; 0,70; 0,80; 0,90 r d : 0,45; 0,48 m Varianty parametrů převodovky: Var. i p1 i p2 i p3 i p4 i p5 i p6 i p7 i p8 I. 8,39 6,23 4,58 3,40 2,46 1,83 1,34 1 II. 6,24 4,63 3,40 2,53 1,83 1,36 1 0,74 4. Konstrukce s 0 - V diagramu. Vypočítejte a nakreslete s 0 -V diagram pro zvolený vlak z cvičení č. 2 a Vámi zvolený typ hnacího vozidla závislé vozby. Uvažujte následující regulační stupně vozidla: obalová křivka (adhezní omezení) a všechny hospodárné stupně 5. Výpočet teoretické jízdní doby početní metodou. Na základě pohybové rovnice vlaku popište vztahy pro výpočet parametrů jízdy vlaku pro početní metodu (V =parametr). Vlak vyjíždí z místa A a jízdu zpracujte do vzdálenosti 3 km od místa A. Výpočet pro vlak z C1 zpracujte tabelárně. Vypočtené údaje zpracujte graficky do tachogramu jízdy. 6. Výpočet spotřeby el. energie početní metodou. Na základě tachogramu jízdy z cvičení C5 realizujte výpočet spotřeby el. energie pro HV stejnosměrného napájecího systému. U N = 3000 V Grafické zpracování rychlostní charakteristiky F k. Tabelárně zpracovat závislost F 0 na V podle TCh HV závislé trakce pro stanovené regulační stupně. Tabelárně zpracovat závislost s 0 na V podle TCh HV závislé trakce s použitím výpočtu odporů pomocí uživatelské funkce. Realizovat graf diagramu s 0 -V. Odvození vztahů pro výpočet. Tabelární zpracování výpočtu. Grafické provedení. Odvození vztahů pro výpočet. Určení proudového zatížení a svorkového napětí TM v jednotlivých krocích konstrukce tachogramu jízdy. Tabelární zpracování výpočtu. Určení spotřeby el. energie v jednotlivých výpočtových krocích. Určení celkové spotřeby energie na celém traťovém úseku. Zadani_MvD_DT_09/10.doc 3
7. Posouzení nehodové události. Na základě schématu nehody proveďte vyhodnocení nehodové události. Určete: - parametry oblasti střetu podle schématu (l x1, l x2, l y1, l y2, t x1, t x2, t y1, t y2,); - zda dojde ke střetu vozidel; - místa zastavení obou vozidel (l xb, l yb ) a vzdálenost jejich čel od místa křížení (bod P) za předpokladu, že nedojde ke střetu. Silniční vozidlo brzdí tak, že dojde k úplnému smyku kol. Kolejové vozidlo brzdí s maximálním využitím adheze, brzda rychleúčinkující. Obsluha vozidel reaguje současně v čase t 0. Zadané parametry: Kolejové vozidlo Silniční vozidlo š k [m] 2,5 š s [m] 1,65 l x [m] 40,0 l y [m] 18,0 xb 0,15 ys 0,65 t r [s] 1,5 t r [s] 1,0 t p [s] 1,0 t p [s] 0,4 t n [s] 6,0 t n [s] 0,0 Varianty Varianty K1 l k [m] 18,0 S1 l s [m] 2,5 V x [km.h -1 ] 60 V y [km.h -1 ] 36 K2 l k [m] 16,5 S2 l s [m] 3,2 V x [km.h -1 ] 80 V y [km.h -1 ] 30 K3 l k [m] 14,0 S3 l s [m] 3,5 V x [km.h -1 ] 40 V y [km.h -1 ] 40 8. Konstrukce dráhové spotřební charakteristiky silničního vozidla. Pro vozidla z cvičení C3 vytvořte dráhovou spotřební charakteristiku podle charakteristiky v příloze pro maximální průběh M t.při ustálené rychlosti. Charakteristiku stanovte pro jízdu po rovině (s=0 %) a do stoupání s=5 %. Výpočet parametrů oblasti možného střetu na základě vybrané zadávací varianty. Určení, zda dojde ke střetu vozidel na základě parametrů oblasti možného střetu. Stanovení zábrzdných vzdáleností vozidel a jejich polohy vzhledem k bodu P za určeného předpokladu. Schématické znázornění předpokládané vzájemné polohy vozidel v okamžiku střetu, pokud k němu dojde. Výpočet rychlosti vozidla na jednotlivé rychlostní stupně pro otáčkový rozsah spalovacího motoru. Výpočet odporů proti pohybu vozidla. Výpočet potřebného výkonu spalovacího motoru. Stanovení měrné spotřeby a spotřeby dráhové v [l.100 km -1 ] Tabelární zpracování výsledků. Grafické zpracování spotřební charakteristiky pro Zadani_MvD_DT_09/10.doc 4
dané parametry. Doporučená literatura: Široký, J.: Mechanika v dopravě I Kolejová doprava. Ostrava: VŠB TU Ostrava. 2004 Široký, J.: Mechanika v dopravě II Příklady. Ostrava: VŠB TU Ostrava. 2006 Matějka, R.: Silniční vozidla I. ALFA Bratislava, 1993 Vlk, F.: Úlohy z dynamiky motorových vozidel. Brno. Nakladatelství a vydavatelství vlk. 2001. ISBN 80-238-6574-9 Předpis ČD V7 Trakční výpočty (včetně příloh) Přednášky předmětu MECHANIKA V DOPRAVĚ http://homen.vsb.cz/~s1i95 Zadani_MvD_DT_09/10.doc 5
Nákresný profil trati pro cvičení C1 Zadani_MvD_DT_09/10.doc 6
Schéma pro cvičení C7 Zadani_MvD_DT_09/10.doc 7
Charakteristika spalovacího motoru pro cvičení C4 Zadani_MvD_DT_09/10.doc 8