zadaci ko čenja - nastavni materijali i informacije za tkdv · pdf fileiz uslova prijanjanja...
TRANSCRIPT
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Kočenje
Zadaci kočenja:
• sprečavanje povećanja brzine (na uzdužnom nagibu - nizbrdici)⇒ od interesa za razmatranje toplotnog opterećenja kočnog sistema
• smanjenje brzine vožnje (po potrebi do zaustavljanja)⇒ od interesa za DINAMIKU VOZILA⇒ od interesa za DINAMIKU VOZILA
• držanje zaustavljenog vozila u mestu⇒ statički problem
Parametre kočenja određuje regulativa:• norme ECE13• Pravilnik o podeli motornih i priključnih vozila i tehničkim uslovima za
vozila u saobraćaju na putevima (čl. 26. – 40.)• itd.
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Kočenje
• Posmatra se dvoosovinsko vozilo čije su obe osovine kočene
• Glavni deo kočnog efekta ostvaruje se frikcionim kočnicama
• Pri kočenju otpori kretanja pomažu usporenje vozila
• Ukoliko spojnica nije isključena koriste se kočne osobine motora pomognute gubicima u transmisiji; s druge strane momenti inercije u transmisiji “troše gubicima u transmisiji; s druge strane momenti inercije u transmisiji “troše za sebe” deo kočnog momenta na točku; → koji uticaj je veći??
• Uticaj obrtnih masa: postoji ukoliko točkovi nisu blokirani, smanjuje se isključivanjem spojnice (samo točkovi!), u praksi se često ne uzima u obzir (povećanje ekvivalentne mase za nekoliko % ⇒ δ≈1)
• Pri intenzivnom kočenju uzima se FW ≈ 0 (male brzine!)
• Povećanje energetske efikasnosti: korišćenje sistema za rekuperativno kočenje
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
MK
FX
GT
ω
PODSETNIK: KOČENI TOČAK PRI USTALJENOM KRETANJU (v=const)
Slučaj: kočenje na nizbrdici radi održavanja brzine
Tangencijalna reakcija kočenog točka
TDD
KX G
re
rM
R ⋅+=
R = F + F → stvarna tangencijalna reakcija na FX rD
e
RZ
RX
FK – kočna sila na točku → fiktivna (računska!) veličina
KD
K FrM
≡ → definicija
RX = FK + Ff → stvarna tangencijalna reakcija na kočenom točku
Tangencijalna reakcija kočenog točka jednaka je odnosu kočnog momenta i dinamičkog radijusa točka, uvećanom za vrednost otpora kotrljanja.
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Tangencijalna reakcija kočenog točka
MK
FX
GT
ω
KOČENI TOČAK PRI USPORENOM KRETANJU (a<0)
M≡
Druga jednačina ravanskog kretanja za točak:
KfXDC MMRrωJ −−⋅=⋅ &
UTICAJ MOMENTA INERCIJE
FX rD
e
RZ
RX
Analogija sa ubrzanjem: deo kočnog momenta se “troši” na usporavanje obrtnih
masa, ostatak je na raspolaganju za translatorno usporenje – RX; otpor kotrljanja
pomaže kočenju!
D
KK r
MF ≡
RX = FK + Ff - → stvarna tangencijalna reakcija na kočenom točku pri usporenom kretanju
Mf = e⋅GT
D
C
r
ωJ &⋅
0<ω&
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
RXMAX = ϕϕϕϕMAX⋅⋅⋅⋅Gϕϕϕϕ
Gϕ - vertikalno opterećenje kočene osovine
Tangencijalna reakcija kočenog točka
MK
FX
GT
ω
MAKSIMALNE VREDNOSTI SILE KOČENJA
Iz uslova prijanjanja između pneumatika i podloge sledi:
Gϕ - vertikalno opterećenje kočene osovine
Kao i kod pogonskog točka često se koristi pojednostavljenje:
FKMAX = ϕϕϕϕMAX⋅⋅⋅⋅Gϕϕϕϕ
FX rD
e
RZ
RX
Česta greška u literaturi:
FKMAX = (ϕMAX + f)⋅Gϕ
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Bilans sila pri kočenju
αWfK FFFFagG
±++=⋅⋅δ
Uzimajući u obzir smer vektora ubrzanja i sila koje deluju na vozilo pišemo bilans sila sa pozitivnim veličinama:
Uzimanje u obzir smanjenja stvarne sile kočenja zbog uticaja obrtnih masa
+ na uzbrdici
- na nizbrdici
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Snaga i rad kočenja - primer
a m⋅a
F + F
FKZ + FfZ
FW
αWfK FFFFagG
−++=⋅⋅δ
Usvaja se:
D
KK r
MF = FFKK ≠≠ XXKK !!
⇒ F = ... FKP + FfPδ = 1; FW = 0
RAD SILE KOČENJA: A = ∫P⋅dt = ∫FK⋅v⋅dt
1. α = 7% (tg α = 0,07 ⇒ α ≈ 4°); m = 16 t; f = 0,007; v = 30 km/h = const;dužina puta L = 6 km (⇒ trajanje 12 minuta, H = 420 m)SNAGA KOČENJA: P = 84 kW; RAD KOČENJA: A = 60500 kJSNAGA KOČENJA: P = 84 kW; RAD KOČENJA: A = 60500 kJ
2. α = 0; m = 16 t; f = 0,007; v0 = 60 km/h; a = 5 m/s2 (⇒ trajanje 3,3 s)SREDNJA SNAGA KOČENJA: PSREDNJA SNAGA KOČENJA: PSRSR = 657 kW;= 657 kW;RAD KOČENJA: A = 2189 kJRAD KOČENJA: A = 2189 kJ
⇒ FK = ...
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Snaga i rad kočenja - primer
1.1. SNAGA KOČENJA: P = 84 kW; trajanje 12 min;SNAGA KOČENJA: P = 84 kW; trajanje 12 min;
RAD KOČENJA: A = 60500 kJRAD KOČENJA: A = 60500 kJ
HIPOTETIČKI PORAST TEMPERATURE KOČNIH DISKOVA /
DOBOŠA: ∼∼∼∼400°°°°C ⇒⇒⇒⇒ NEOPHODNA UPOTREBA RETARDERA!
2.2. SREDNJA SNAGA KOČENJA: PSREDNJA SNAGA KOČENJA: PSRSR = 657 kW; trajanje 3,3s; = 657 kW; trajanje 3,3s; 2.2. SREDNJA SNAGA KOČENJA: PSREDNJA SNAGA KOČENJA: PSRSR = 657 kW; trajanje 3,3s; = 657 kW; trajanje 3,3s;
RAD KOČENJA: A = 2189 KjRAD KOČENJA: A = 2189 Kj
PORAST TEMPERATURE: ∼∼∼∼20÷÷÷÷25°°°°C
VAŽEĆI EVROPSKI I DOMAĆI PROPISI ZA RETARDER:
α = 7%; m = 16 t; f = 0,007; v = 30 km/h = const na deonici puta dužina puta dužine L = 6 km
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Snaga i rad kočenja - primer
SNAGA KOČENJA → bitan parametar kada se razmatra rekuperacija
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Faze procesa kočenja
Prva faza – zakašnjenje, obuhvata:
• psihofizičku reakciju vozača
• odziv kočnog sistema – do trenutka početka porasta sile kočenja (poništavanje zazora, elastične deformacije elemenata, porast pritiska)
Trajanje prve faze: t1 = vreme zakašnjenja
Proces kočenja se odvija po fazama:
Druga faza – aktiviranje sistema
• porast pritiska, uspostavljanje reakcija veze na pojedinim elementima uključujući točak
Trajanje druge faze: t2 = vreme aktiviranja sistema
Treća faza – puno usporenje, a = aP
• sile kočenja dostigle maksimalnu vrednost ⇒ dostignuto maksimalno usporenje
Trajanje treće faze: t3 – vreme kočenja sa punim usporenjem
Napomena: puno usporenje je vrednost koja odgovara datom pritisku u hidrauličkom sistemu (tj. pritisku na pedalu kočnice); ne podrazumeva se obavezno da je reč o maksimalno mogućoj vrednosti sa stanovišta iskorišćenja prijanjanja
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Ukupni pređeni put i potrebno vreme za zaustavljanje vozila:
sZ – put zaustavljanja
tZ – vreme zaustavljanja
Pređeni put i vreme u fazi punog usporenja:
sK – put kočenja
t – vreme kočenja
Faze procesa kočenja
SVE TRI FAZE
SAMO TREĆA FAZAtK – vreme kočenja
Prva faza – zakašnjenje i druga faza – aktiviranje sistema
Zbog subjektivnog uticaja vozača i većeg broja parametara vozila koji se teško mogu uzeti u obzir, koriste se empirijski / statistički podaci.
Treća faza – vreme punog usporenja (sK,tK), a = aP
Vrši se analitičko razmatranje prema zakonima mehanike i dinamike vozila.
SAMO TREĆA FAZA
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
a (m/s2)
v (m/s)
t (s)
t1
t2 t3
ti
aP
t1 – vreme zakašnjenja
reakcija vozača ~0,6÷0,7 s
odziv sistema ~0,05 s
t2 – vreme aktiviranja sistema
t0 ~0,15 sv
Ubrzanje, brzina i put u toku vremena
Faze procesa kočenja
s (m)
s1
s2
s3
t (s)
t (s)
t0 ~0,15 s
t3 – vreme punog usporenja
ti – izgubljeno vreme (def.)
2t
tt 21i +≡
sZ
aP – puno (maksimalno) usporenje
v0 – početna brzina
sZ – put zaustavljanja
tZ = t1 + t2 + t3 – vreme zaustavljanja
v0 v1=v0v2
v3=0
s3=sK, t3=tK
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
a (m/s2)
t (s)
t1
ti
2t
tt 21i +≡
Faze procesa kočenja
t (s)
Interpretacija pojma “izgubljeno vreme”: jednake površine dijagrama
ti
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Izmerene krive usporenja – stvarni izgled
Faze procesa kočenja
Izvor: Uroš Branković, MSc rad
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Određivanje puta zaustavljanjaa (m/s2)
v (m/s)
t (s)
t1
t2 t3
ti
a = aP
v
Kinematičke relacije
tta
a2
P ⋅=
2t
ta
vv(t)2
P0 ⋅−=
a=0
2ta
vv 2P02
⋅−=→→→→
s (m)
s1
s2
s3
t (s)
t (s)
sZ
v1 = v0
v2v0 2t
vv(t)2
0 ⋅−=
tavv(t) P2 ⋅−=
tv(t)s 01 ⋅=
6t
ta
tv(t)s3
2
P02 ⋅−⋅=
2t
atv(t)s2
P23 ⋅−⋅=
202
2t
av
t 2
P
03 −=
→→→→
→→→→
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Određivanje puta zaustavljanja
101 tvs ⋅=
1. FAZA 1. FAZA –– tt11
Pređeni put po fazamatv(t)s 01 ⋅=
6t
ta
tv(t)s3
2
P02 ⋅−⋅=
2t
atv(t)s2
P23 ⋅−⋅=
→ na kraju: t=t1
→ na kraju: t=t2
→ na kraju: t=t3
s (m)
s1
s2
s3
t (s)
sZ
2. FAZA 2. FAZA –– tt22
3. FAZA 3. FAZA –– tt33
22
P202 t
6a
tvs ⋅−⋅=
8ta
2tv
a2v
a2v
s22P20
P
20
P
22
3
⋅+
⋅−
⋅=
⋅=
2
⋅=⇒⋅=⋅⇒⋅==
p
22
3 a2v
sdsadvvdvds
dtdv
dtds
v
2ta
vv 2P02
⋅−=
a = aP = const
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Određivanje puta zaustavljanja
PUT ZAUSTAVLJANJA: PUT ZAUSTAVLJANJA: sZ = s1+s2+s3
≈024ta
a2v
)2t
(tvs22P
P
202
10Z
⋅−
⋅++⋅= )
2t
t(t 21i +≡
P
20
i0Z a2v
tvs⋅
+⋅=
Uticaj vozača i konstr. karakteristika
kočnog sistema
Kočenje pri punom usporenju aP
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Put zaustavljanja i put kočenja
PUT ZAUSTAVLJANJA:P
20
i0Z a2v
tvs⋅
+⋅=
PUT KOČENJA:P
20
K a2v
s⋅
=
aP – PUNO USPORENJE – u opštem slučaju: bilo koje usporenje aP – PUNO USPORENJE – u opštem slučaju: bilo koje usporenje za datu silu aktiviranja komande;
u graničnom slučaju: najveće usporenje koje se može postići za vozilo sa datim parametrima kočnog sistema i karakteristikama prijanjanja →→→→ ovaj slučaj dalje razmatramo
aMAX – MAKSIMALNO USPORENJE – najveće moguće usporenje koje se može postići za date karakteristike prijanjanja
U praksi je često: aP < aMAX →→→→ ZAŠTO?
→ PRIJANJANJE U OPŠTEM SLUČAJU NIJE U POTPUNOSTI ISKORIŠĆENO!
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju
ϕ
s
Optimalno kočenje – potpuno iskorišćenje raspoloživog prijanjanja
Nedovoljno kočenje – nedovoljno iskorišćenje prijanjanja
Suvišno kočenje – nedovoljno iskorišćenje prijanjanja, gubitakupravljivosti / stabilnosti
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Određivanje maksimalnog usporenja
αWfK FFFFagG
±++=⋅⋅δBilans sila pri kočenju:
• Posmatraćemo kretanje na horizontalnoj podlozi (Fα = 0);
• Uticaj FW i δ se može zanemariti (FW ≈ 0, δ ≈1);
• Uzimajući u obzir da obe osovine koče tj. FK = FKP + FKZ, Ff = FfP + FfZ, takođe RXP,Z = FKP,Z + FfP,Z dobija se:RXP,Z = FKP,Z + FfP,Z dobija se:
XZXPfZKZfPKP RR)F(F)F(FagG
+=+++=⋅
ZZPP GGagG
⋅ϕ+⋅ϕ=⋅
Pošto je RXP,Z = ϕP,Z⋅GP,Z sledi:
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Određivanje maksimalnog usporenja
Maksimalna vrednost tangencijalne reakcije pri kočenju po osovini:
Kada je ϕ=ϕMAX ⇒ RXMAX = ϕMAX⋅Gϕ
Da bi raspoloživo prijanjanje bilo u potpunosti iskorišćeno mora biti:
ϕP=ϕZ=ϕMAX → USLOV DOSTIZANJA MAKSIMALNOG USPORENJA aMAX
GGGRRagG
MAXZMAXPMAXMAXXZ,MAXXP,MAX ⋅ϕ=⋅ϕ+⋅ϕ=+=⋅
ga MAXMAX ⋅ϕ= → Maksimalno usporenje koje omogućava raspoloživo prijanjanje
Tada se na osnovu ZZPP GGagG
⋅ϕ+⋅ϕ=⋅ dobija:
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Zbog čega prijanjanje nije iskorišćeno u potpunosti???
Iskorišćenje prijanjanja pri kočenju
UTICAJ KONSTRUKCIJE KOČNOG SISTEMASvojstvo hidrauličkog kočnog sistema:Bez dodatne regulacije, momenti kočenja prednje i zadnje osovine su linearno proporcionalni pritisku u instalaciji, tj. između sila kočenja na prednjoj i zadnjoj osovini postoji određena približno linearna zavisnost:
⋅ ⋅ ⇒ ⋅MKP = C1⋅p; MKZ = C2⋅p ⇒ MKZ = C3⋅MKP
D
KK r
MF ≡
Uz zanemarivanje uticaja obrtnih masa je RX = FK + Ff, pošto je pri intenzivnijem kočenju FK >> Ff, sledi:
RXZ ≈ C⋅RXP ⇒ konstrukcija kočnog sistema diktira međusobni odnos ϕP i ϕZ
C – konstanta
⇒ FKZ = C3⋅FKP
C1, C2, C3 – konstante koje zavise od konstruktivnih parametara
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
ϕ1 ϕ2
Obe osovine ispod ϕMAX – uobičajeno kočenje u uobičajenim saobraćajnim situacijama
s2s1
aP < aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
ϕ1 ϕ2
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
Jače dejstvo na pedalu kočnice: jedna osovina dostigla ϕMAX, druga nije
s2s1
aP < aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
ϕ1 ϕ2
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
Pri daljem pojačanju dejstva na pedalu. točkovi osovine sa maksimalnim prijanjanjem gotovo trenutno blokiraju
s2s1
aP < aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
ϕ1 ϕ2
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
Dalje pojačanje dejstva: jedna osovina dostigla ϕMAX, druga blokirala (ϕS <ϕMAX)
s2s1
aP < aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
ϕ1 ϕ2
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
Granični slučaj: obe osovine blokirale, ϕP = ϕZ = ϕS, a < aMAX
s2s1
aP < aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
ϕ1 ϕ2
Uticaj kočnog sistema na iskorišćenje prijanjanja
Idealni slučaj: obe osovine koče sa ϕMAX, a = aMAX
(slučaj dejstva ABS sistema ili idealne okolnosti)
s2s1
aP = aMAX
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Odnos maksimalnog i punog usporenja
ga MAXMAX ⋅ϕ=
Maksimalno usporenje koje omogućava raspoloživo prijanjanje određeno je iz uslova da je maksimalna vrednost koeficijenta prijanjanja istovremeno iskorišćena na obe kočene osovine.
• Kod realnih kočnih sistema koeficijenti prijanjanja su u opštem slučaju različiti.
MAXP aa ≤
različiti.• Sledi da, ukoliko je na jednoj osovini dostignuto ϕ=ϕMAX, na drugoj može
biti ϕ<ϕMAX, dakle raspoloživo prijanjanje nije u potpunosti iskorišćeno.• Najveće usporenje sa kojim vozilo u realnim uslovima može da koči
nazivamo puno usporenje – aP.• U opštem slučaju je aP < aMAX, u određenim situacijama ili za određene
parametre kočnog sistema može biti aP = aMAX.
Maksimalno usporenje – zavisi samo od interakcije pneumatika i podlogePuno usporenje – zavisi od interakcije pneumatika i podloge i od karakteristika kočnog sistema
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj kočnog sistema na usporenje
Ponovo polazimo od pojednostavljenog bilansa sila pri kočenju:
ZZPPXZXPfZKZfPKPfK GGRR)F(F)F(FFFagG
⋅ϕ+⋅ϕ=+=+++=+=⋅
Uvodi se oznaka:
zga
≡ - kočni koeficijent (oznaka korišćena u EU i ECE regulativi)
Sledi:
G⋅z = ϕP⋅GP + ϕZ⋅GZ GGG
z ZZPP ⋅ϕ+⋅ϕ=
[aMAX = ϕϕϕϕMAX⋅⋅⋅⋅g ⇒⇒⇒⇒ zMAX = ϕϕϕϕMAX]
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj kočnog sistema na usporenje
GGG
z ZZPP ⋅ϕ+⋅ϕ=
• Za dostizanje z=zMAX treba da bude ostvaren uslov: ϕP=ϕZ=ϕMAX
• Kod linearne proporcionalnosti kočnih sila napred / nazad (svojstvo hidrauličkih kočnih sistema bez regulacije), ako izaberemo ϕ =ϕ , u hidrauličkih kočnih sistema bez regulacije), ako izaberemo ϕP=ϕMAX, u opštem slučaju će tada biti ϕZ<ϕMAX, i obrnuto.
• Sledi da je tada z<zMAX, tj. raspoloživo prijanjanje nije u potpunosti iskorišćeno.
• Drugim rečima, ukoliko nema regulacije raspodele kočnih sila, raspoloživo prijanjanje u opštem slučaju može biti u potpunosti iskorišćeno na najviše jednoj osovini.
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Propisane vrednosti za kočni koeficijent
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Odnos sila kočenja napred/nazad
RXZ ≈≈≈≈ C⋅⋅⋅⋅RXP
Po pravilui je: C < 1 →→→→ zbog obezbeđivanja stabilnosti
Prema ECE13 zahteva se da prvi blokiraju prednji točkovi [izvor: J.Todorović, Kočenje m.v.]
Blokiranje prednjih točkova ⇒ gubitak upravljivosti
(povoljnija reakcija sa stanovišta netreniranog vozača)
⇒Blokiranje zadnjih točkova ⇒ gubitak stabilnosti
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj blokiranja točkova na upravljivost
Vođenje vozila po zadatoj putanji → BOČNA REAKCIJA NA TOČKU
Blokiranje točka ⇒ NEMOGUĆNOST REALIZACIJE BOČNE SILE
Blokiranje prednjih
Blokiranje zadnjih točkova ⇒ GUBITAK STABILNOSTI
K
2
Rvm⋅
Blokiranje prednjih točkova ⇒ GUBITAK UPRAVLJIVOSTI
STABILNOSTI
Povoljnija situacija za netreniranog vozača!
SPREG
Obezbeđenje bočne reakcije na obe osovine ⇒ UPRAVLJIVO I STABILNO VOZILO
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih sila
hTG
FIN
= G⋅⋅⋅⋅z
Vertikalne reakcije pri kočenju:
GP
lZl
hT
GZ
lP
G
XP
XZ
z)l
hll
(GG TZP ⋅+⋅=
z)l
hll
(GG TPZ ⋅−⋅=
XPMAX = ϕMAX⋅GP
XZMAX = ϕMAX⋅GZ
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih sila
Uslov punog iskorišćenja raspoloživog prijanjanja:
ϕP = ϕZ = ϕMAX
Važi:Z
KZZ
P
KPP G
F;
GF
=ϕ=ϕ
FFϕP = ϕZ ⇒
Z
KZ
P
KP
GF
GF
=z)h(l
lG
F
z)h(llG
F
TP
KZ
TZ
KP
⋅−⋅
=
⋅+⋅
KPTZ
TPKZ F
zhlzhl
F ⋅⋅+
⋅−=
Optimalna raspodela zavisi od usporenja i položaja težišta –što se menja u toku eksploatacije!
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih sila
Dalje važi: FKP + FKZ = G⋅z (bilans sila pri kočenju)
Odavde je: KPTZ
TPKP F
zhlzhl
FzG ⋅⋅+
⋅−=−⋅
Sređivanjem se dobija: G⋅hT⋅z2+G⋅lZ⋅z-FKP⋅l = 0 ⇒ 0hl
GF
zhl
z KPz2 =⋅−⋅+
(razmatramo slučaj optimalne
raspodele!)
Sređivanjem se dobija: G⋅hT⋅z +G⋅lZ⋅z-FKP⋅l = 0 ⇒ 0hG
zh
zTT
=⋅−⋅+
Rešenje kvadratne jednačine:
→ vrednost z za zadatoFKP, pri optimalnoj raspodeli sila kočenjaT
KP
2
T
z
T
z
hl
GF
h2l
h2l
z ⋅+
⋅+
⋅−=
GF
hl
GF
h2l
h2l
GF KP
T
KP
2
T
z
T
zKZ −⋅+
⋅+
⋅−= → zavisnost između FKP i FKZ pri
optimalnoj raspodeli sila kočenja
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela sila kočenja
2000
2500
3000
3500
Optimalna raspodela kočnih sila
PODRUČJE ϕZ > ϕP
KRIVA ϕP = ϕZ
Kriva menja oblik pri
promeni lP, lZ, hT i α!
0
500
1000
1500
2000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
FKP (N)
FK
Z (N
)
PODRUČJE ϕP > ϕZ
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih silaKočne sile po jedinici težine vozila
0,2
0,25
0,3
/G
Linije z=const
z=0,6 z=0,8 z=1 z=1,2
0
0,05
0,1
0,15
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
FKP/G
FK
Z/G
z=0,2
z=0,4
z=0,6 z=0,8 z=1 z=1,2
GF
zG
F KPKZ −=Jednačine linija konstantnog usporenja: FKP + FKZ = G⋅z ⇒
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih sila
Optimalna i linearna raspodela sila kočenja
0,2
0,25
0,3
Pri linearnoj zavisnosti optimalna raspodela se
0
0,05
0,1
0,15
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
FKP/G
FK
Z/G
optimalna raspodela se ostvaruje samo u tački z≈1,05; za ovo mora biti ϕMAX=z=1,05; ako je ϕMAX<1,05, prvo blokiraju prednji točkovi, i obrnuto
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Optimalna raspodela kočnih sila
Optimalna i linearna raspodela sila kočenja
0,2
0,25
0,3
Ako je na primer: ϕMAX = 0,6 ⇒ zMAX = 0,6
0
0,05
0,1
0,15
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
FKP/G
FK
Z/G
Za prikazanu linearnu raspodelu biće: zP ≈ 0,52
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj kočnog sistema na usporenje
Pošto je aP ≤ aMAX tj. z ≤ zMAX uvodimo pojam:
1z
zz
MAXMAXK ≤
ϕ==µ - efikasnost kočenja
Tada se najkraći put kočenja može odrediti prema:Tada se najkraći put kočenja može odrediti prema:
MAXK
20
P
20
K g2v
a2v
sϕ⋅⋅µ⋅
=⋅
= (aMAX = ϕMAX⋅g ⇒ zMAX = ϕMAX)
MAXK
20
K 254,3v
sϕ⋅µ⋅
=Za v u [km/h]:
MAXK
20i0
Z 254,3v
3,6tv
sϕ⋅µ⋅
+⋅
=
FTN Novi Sad
Katedra za motore i vozila
Teorija kretanja drumskih vozilaKočenje
Uticaj kočnog sistema na usporenje
• Efikasnost kočenja nije stalni parametar već zavisi od podloge i uslova opterećenja vozila
• Pri proporcionalnoj raspodeli FKP / FKZ, za date parametre vozila (lP, lZ, hT) postoji tačno jedna vrednost ϕMAX za koju će biti µK = 1 tj. z = ϕMAX