MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija PDF

Preview

Summary

Dinko Mikulić MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija Dinko Mikulić MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija Dinko Mikulić MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija III. izdanje 2020. MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija Nakladnik: Veleučilište Velika Gorica Za nakladnika...

Description

Dinko Mikulić

MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija

Dinko Mikulić

MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija

Dinko Mikulić

MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija

III. izdanje

2020.

MOTORNA VOZILA Teorija kretanja i konstrukcija Nakladnik: Veleučilište Velika Gorica Za nakladnika Ivan Toth Recenzenti: prof. dr. sc. Željko Marušić, dipl. ing. prof. dr. sc. Emil Hnatko, dipl. ing. mr. sc. Zdenko Novak, dipl. ing. dr.sc. Tomislav Škreblin. dipl. ing. Lektorica: Marta Lukić, prof. Naslovna stranica: Super brzi električni automobil Rimac Concept One Rimac Automobili d.o.o. Grafička obrada: Vladimir Buzolić-Stegu Tisak: Tiskara Zelina d.d. CIP zapis je dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 001055914. ISBN: 978-953-7716-89-9 Copyright © 2020., Veleučilište Velika Gorica, Velika Gorica

4

Predgovor

Knjiga Motorna vozila nudi znanja iz poznavanja konstrukcije suvremenih motornih vozila. Budući je prvo i drugo izdanje knjige brzo razgrabljeno, pojavila se potreba za trećim izdanjem. U skladu s prijedlozima suradnika, dijelovi teksta su pročišćeni a ilustracije poboljšane. Poznavanje konstrukcije motornih vozila je vrlo važno za njihovo kvalitetno održavanje i logističku potporu. Stoga su tehnička rješenja vozila obrađena postupno na stručan i ilustrativan način, uz pomoć slika, shema, tablica i primjera. Knjiga je ponajprije namijenjena je studentima Veleučilišta Velika Gorica, na studiju motornih vozila, a može se koristiti i u drugim obrazovnim ustanovama i u gospodarstvu. Sadržaj knjige nadovezuje se na sadržaj knjige Motori, a osigurava znanja za praćenje predmeta Ispitivanje motornih vozila i Održavanje motornih vozila. U pripremi knjige korištena je brojna domaća i strana literatura. Na preuzetim slikama srdačno se zahvaljujem svim autorima, a sve u cilju obrazovanja studenata. Zahvaljujem recenzentima knjige koji su s voljom prihvatili recenziju i ponudili korisne savjete. S obzirom na recenzije profesora s triju veleučilišta, Veleučilišta u Rijeci, Veleučilišta u Slavonskom Brodu i Veleučilišta Velika Gorica, knjiga može biti veleučilišni udžbenik iz područja motornih vozila. Posebno zahvaljujem partnerima Veleučilišta Velika Gorica, a to su: Centar za vozila Hrvatske d.d., Auto Hrvatska d.d., Obrazovni centar Porsche Croatia d.o.o., TEC - TOKIĆ Edukacijski centar, DOK-ING d.o.o., te drugim institucijama i tvrtkama na danim savjetima. Također, zahvaljujem suradnicima na podršci pri pisanju knjige, Vjekoslavu Stojkoviću, Svenu Čerleku, Andriji Šabanu, Goranu Koširu i Josipu Raukeru. Vjerujem da će knjiga pomoći studentima i budućim inženjerima pri rješavanju pitanja u svezi motornih vozila. Autor dr. sc. Dinko Mikulić, dipl. ing.

5

6

Sadržaj

Predgovor

5

Sadržaj

7

1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Uvod Razvoj motornih vozila Podjela motornih vozila Konstrukcija motornih vozila Sigurnost motornih vozila Ekologija motornih vozila

13 13 16 16 19 21

2. 2.1. 2.2. 1.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 2.9. 2.10. 2.11.

Kotači vozila Naplatci kotača Pneumatici kotača Standardni pneumatici Niskoprofilni pneumatici Klase efikasnosti pneumatika Zimski pneumatici Radijus kotača Vučna sila kotača Krutost pneumatika Ravnoteža kotača Ležaji kotača i senzori vrtnje kotača

23 24 26 27 31 36 38 40 42 46 52 55

3. 3.1. 3.2.

Teorija kretanja motornih vozila Sile koje djeluju na vozilo Težina vozila

59 59 60

7

3.2.1.

Osovinsko opterećenje

60

3.2.2.

Težište vozila

61

3.3.

Otpor kotrljanja

63

3.3.1.

Koeficijent otpora kotrljanja

64

3.4.

Otpor uspona

65

3.5.

Otpor zraka

66

3.6.

Otpor inercije (otpor ubrzanju vozila)

70

3.7.

Ukupni otpori kretanja i potrebna snaga

72

3.8.

Vučna sila

73

3.8.1.

Koeficijent prianjanja

74

3.9.

Dinamičke reakcije

78

3.9.1.

Dinamičko opterećenje osovina

78

3.9.2.

Dinamičke reakcije u zavoju

80

3.10.

Performanse vozila

83

3.10.1.

Najveće ubrzanje

83

3.10.2.

Najveći uspon

86

4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.5. 4.6. 4.7. 4.7.1. 4.7.2. 4.7.3. 4.8. 4.9. 4.9.1. 4.9.2.

8

Vučna svojstva vozila Brzinska karakteristika motora s unutarnjim izgaranjem Brzinska karakteristika elektromotora Brzinska karakteristika hibridnog pogona Karakteristike mehaničke transmisije Stupanj korisnosti transmisije Prijenosni omjeri transmisije Određivanje brzine vozila Vučni dijagram vozila Potrebna i raspoloživa snaga motora Određivanje živosti vozila Određivanje ubrzanja vozila Vrijeme i put ubrzavanja vozila Određivanje potrošnje goriva Dinamička karakteristika vozila Vučne karakteristike s automatskim mjenjačem, konvertorom Karakteristike automatskog mjenjača s konvertorom Vučni dijagram vozila s automatskim mjenjačem

89 89 94 95 97 98 99 101 102 106 107 107 108 109 112 114 115 116

5. 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.6.2. 5.6.3.

Stabilnost vozila

Sprječavanje zanošenja vozila

119 119 122 126 128 129 131 133 134

6. 6.1. 6.2. 6.2.1. 6.2.2. 6.2.3. 6.2.4. 6.2.5. 6.3. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.3.4. 6.3.5. 6.4. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.5.3. 6.5.4 6.6. 6.6.1. 6.6.2.

Transmisija vozila Koncept pogona Spojke Mehanička tarna spojka Spojka sa zamašnjakom podijeljene mase Spojka integralnog pogona Elektromagnetska spojka Hidrodinamička spojka Mjenjači Ručni mjenjači Poluautomatski mjenjači DSG automatski mjenjači Konvencionalni automatski mjenjači CVT automatski mjenjači Osovinski reduktori Diferencijali Pasivni osovinski diferencijali Aktivni osovinski diferencijali Pasivni međuosovinski diferencijali Aktivni međuosovinski diferencijali Zglobna vratila Kardansko vratilo Vratilo kotača

141 141 144 144 151 152 155 155 156 156 159 161 168 177 186 188 189 195 201 204 208 209 214

7. 7.1. 7.2. 7.2.1.

Kočnice vozila Vrste kočnica Pokazatelji kočenja Kočna sila

217 217 218 218

Uzdužna stabilnost Poprečna stabilnost vozila Utjecaj vrste pogona na stabilnost vozila Podupravljanje i preupravljanje vozila Kammov krug stabilnosti Aktivni sustavi stabilnosti vozila Sprječavanje proklizavanja kotača

9

7.2.2.

Usporenje vozila

221

7.2.3.

Put i vrijeme kočenja

223

7.2.4.

Snaga kočenja

223

7.3.

Kočna karakteristika

224

7.3.1.

Vrijeme zaustavljanja

224

7.3.2.

Put zaustavljanja

225

7.3.3.

Kontrola ispravnosti kočnica

227

7.4.

Kočenje uz pomoć aktivnih sustava stabilnosti vozila

231

7.4.1.

Svojstva ABS-a

236

7.4.2.

Svojstva ASR-a (TCS-a)

239

7.4.3.

Svojstva ESC-a

241

7.5.

Konstrukcija uređaja za kočenje

244

7.5.1.

Kočni prijenos

245

7.5.2.

Nožna kočnica

248

7.5.3.

Regulator kočenja

253

7.5.4.

Bubanj kočnica

256

7.5.5.

Disk kočnica

260

7.5.6.

Parkirna kočnica

265

7.5.7.

Usporivači

271

Upravljanje vozilom Svojstva upravljivosti vozila Upravljanje prednjim kotačima Upravljanje stražnjim kotačima Geometrija kotača Bočni nagib kotača Usmjerenost kotača Položaj osi zakretanja kotača Centriranje stražnjih kotača Konstrukcija uređaja za upravljanje Upravljački mehanizam Varijabilna zupčasta letva Progresivna zupčasta letva Servouređaj upravljača Hidraulički servouređaj Elektrohidraulički servouređaj - Servotronic Elektromehanički servouređaj – EPS Servolectric Polužni mehanizam

275 275 277 283 286 287 289 290 293 295 296 297 298 299 300 301 301 304

8. 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.4.1. 8.4.2. 8.4.3. 8.4.4. 8.5. 8.5.1. 8.5.2. 8.5.3. 8.5.4. 8.5.5. 8.5.6. 8.5.7. 8.5.8.

10

9. 9.1. 9.1.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.4.1. 9.4.2. 9.4.3. 9.3.4. 9.5. 9.5.1 9.5.2. 9.5.3. 9.5.4. 9.5.5. 9.5.6. 9.5.7. 9.5.8.

Ovjes vozila

Aktivna regulacija visine vozila

307 307 308 312 317 321 322 324 325 327 329 329 331 336 338 339 340 343 347

10. 10.1. 10.2. 10.2.2. 10.2.3. 10.2.4. 10.2.5. 10.2.6. 10.2.7. 10.2.8. 10.2.9.

Karoserija vozila Klasična karoserija Samonosiva karoserija Rešetkasta karoserija Karoserija električnog vozila Modularna platforma Oblici karoserije vozila Dimenzije karoserije Aerodinamičnost karoserije Proračun karoserije Materijali za izradu karoserije

349 349 351 357 357 358 359 363 365 373 378

11. 11.1. 11.2. 11.3. 11.4.

Dizajn motornih vozila Percepcija kupca Proces dizajniranja Validacija dizajna Učinak dizajna

388 388 394 309 400

Klasični ovjes Utjecaj vibracija na čovjeka Vibracijski modeli vozila Centri rotacije vozila Klase ovjesa Adaptivni ovjes Poluaktivni ovjes Aktivni ovjes Udobnost vozila i sigurnost držanja puta Konstrukcija ovjesa Zavisni ovjes Nezavisni ovjes Elastični elementi ovjesa Pneumatski elementi ovjesa Prigušni elementi ovjesa Klasični amortizeri Amortizeri s varijabilnim prigušivanjem

11

12

12. 12.1. 12.3. 12.3.1. 12.3.2. 12.3.3. 12.3.4. 12.3.5. 12.3.6. 12.3.7.

Udobnost motornih vozila Vibracijska udobnost Termička udobnost Sustav klimatizacije vozila Ventilacija kabine Grijanje kabine Klimatizacija Kabine Princip rada klimatizacije Upravljanje klimatizacijom Klimatizacija električnih vozila

403 403 407 408 412 414 416 418 423 428

13.

Literatura

431

14.

Prilozi Prilog 1.: Kategorizacija motornih vozila Prilog 2.: Dinamički test vozila

433 435 443

Partneri i sponzori

447...