První – učebního oboru „Mechanik opravář motorových vozidel“ Název školy Integrovaná střední škola technická, Vysoké Mýto, Mládežnická 380 Číslo a název projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0374 Inovace vzdělávacích metod EU - OP VK Číslo a název klíčové aktivity III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT Autor Ing. Jiří Tocháček Číslo materiálu VY_32_INOVACE_AUT_1U_TO_21_06 Název Jízdní odpory Druh učebního materiálu Prezentace Předmět Automobily Ročník První – učebního oboru „Mechanik opravář motorových vozidel“ Tématický celek Základní poznatky o motorových vozidlech Anotace Základní vlivy ovlivňující jízdu automobilu Metodický pokyn Pomocí data projektoru a notebooku vysvětlit žákům základní vlivy působící proti pohybu vozidla. Klíčová slova Jízdní odpory, prokluz, adheze, vzdušný odpor apod. Očekávaný výstup Žáci získají základní informace z oblasti dynamiky motorových vozidel, jízdních odporů apod. Datum vytvoření 15.10.2012

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory a) poloměry automobilového kola a) jmenovitý - daný normou; b) volný - skutečný poloměr nezatíženého kola; c) statický [ rs ] - poloměr neotáčejícího se kola zatíženého radiální silou; d) dynamický [ rd ] - kolmá vzdálenost středu kola od opěrné plochy, kterou má otáčející se kolo; e) valení [ rk ] - teoretický (vypočítaný) poloměr, který v sobě zahrnuje i velikost prokluzu.

Příklad : Kolo o průměru d = 636 mm. Po ujetí dráhy s = 100 m vykonala hnací kola 52 otáček. Zjistěte rk - poloměr valení a prokluz ? a = 52 otáček, s = 100 m

Přenášení sil mezi pneumatikami a vozovkou bez prokluzu není možný, nejedná se o ozubený převod ale vzniká zde deformace zejména pneumatiky a v menší míře i vozovky. Přenos síly lze přirovnat k třecímu převodu. Vztah sil na kole a prokluzu (skluzová charakteristika S tímto vztahem pracují regulační systémy na základě regulační oblasti dané níže uvedeným grafem. Průběh a nejvyšší hodnota křivky hnací, popř. brzdné síly závisí na součiniteli tření pneumatik na vozovce. Nejvyšší hodnoty leží mezi 8 % až 35 % prokluzu.

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory Příklad : Jakou boční sílu Fy je možné přenést na vozovku v případě, že je současně přenášena brzdná síla FB = 1900 N ? Vozidlo jede po suché asfaltové vozovce se součinitelem adheze m = 0,8, zatížení kola je Zk = 3000 N. b) adheze - přilnavost pneumatiky k vozovce. Velikost adhezní síly : Fad = Zk . m (N), kde Zk - zatížení kola (N) m - součinitel adheze m - závisí na druhu, stavu vozovky, na druhu, stavu pneumatik a do jisté míry i na rychlosti vozidla m = 1 - suchá vozovka m = 0,1 - zledovatělá vozovka Na vozovku lze přenést maximálně sílu rovnající se síle adhezní. Celková síla přenášena na vozovku je tedy geometrickým součtem všech sil, které v daném okamžiku jsou na vozovku přenášeny, mohou mít libovolný směr i smysl. Fad= 3000. 0,8 = 2 400 N Fy = 1466,25 N

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory 1) odpor valení - na velikost odporu valení má vliv zejména - deformace pneumatiky, deformace vozovky a třecí odpory v ložisku ; Velikost odporu valení : Ff = Zk . y (N), kde Y - součinitel odporu valení 0,01 pro dobrou vozovku 0,3 pro hluboký písek Výkon potřebný pro překonání odporu valení : Pf = Ff . v (W) c) jízdní odpory 1.) Odpor valení 2.) Odpor vzdušný (aerodynamický) 3.) Odpor proti stoupání 4.) Odpor proti zrychlení

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory 2) odpor vzdušný (aerodynamický) -vzniká jako důsledek vytlačit vzduch z prostoru před vozidlem do prostoru za vozidlem - započítávají se sem rovněž ztráty způsobené průchodem vzduchu chladící soustavou a ventilační ztráty otáčejících se kol. v2 Velikost vzdušného odporu : Fv = cx .S . r . ---- (N) , kde 2 cx - součinitel aerodynamického odporu (1) S - čelní plocha vozidla ( m2 ) r - měrná hmotnost vzduchu (kg.m-3) v - vzájemná rychlost vozidla a prostředí (m.s-1) Výkon pro překonání vzdušného odporu : Pv = Fv . v (W)

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory 3) odpor proti stoupání - dán složkou tíhy vozidla rovnoběžnou s povrchem vozovky. Velikost odporu proti stoupání : Fs = G. sin a (N) Výkon potřebný pro překonání odporu proti stoupání : Ps = Fs . v (W)

Základy dynamiky motorových vozidel Jízdní odpory 4.) odpor proti zrychlení - v podstatě jde o odpor setrvačné hmoty vozidla proti zrychlení, přitom je nutné počítat také částí pohybující se uvnitř vozidla ( písty, ojnice, hřídele kola apod.). Velikost odporu proti zrychlení (plyne z II. Newtonova pohybového zákona) : Fz = m.a.d (N), kde m - hmotnost vozidla (kg) a - zrychlení ve směru pohybu vozidla (m.s-2) d - součinitel vlivu pohybujících se hmot (1) Výkon potřebný pro překonání odporu proti zrychlení : Pz = Fz . v (W)

d.) Rovnováha sil na vozidle rovnováha sil na vozidle - síly působící pohyb vozidla (hnací) a síly působící proti pohybu vozidla (jízdní odpory) musí být neustále v rovnováze. Pro hnací (tažnou) sílu musí tedy platit : Ft= Ff + Fv + Fs + Fz (N) Stále působí pouze odpor proti valení a vzdušný odpor. e.) Směrová stabilita vozidla je schopnost vozidla udržovat žádaný směr jízdy (směrová stabilita) za všech podmínek. Na stabilitu má vliv : - poloha těžiště vozidla vzhledem k nápravám; - boční tuhost pneumatik; - kinematika přední a zadní nápravy i řízení; - pérování zajišťující správný styk kol s vozovkou; - aerodynamická stabilita; - poměr mezi zatížením přední a zadní nápravy.

Síly působící na vozidlo při směrové úchylce : Při vychýlení vozidla z přímého směru o úhel d vzniknou na kolech přední i zadní nápravy boční síly Fyp a Fys . Tyto boční síly vytvoří vzhledem k těžišti T silový moment : M = Fyp . a - Fys . B (N.m), který bude působit buď ve smyslu I nebo II. vozidlo nedotáčivé - těžiště je blíže u přední nápravy a smysl výsledného momentu je II. Moment se snaží směrovou úchylku zmenšovat a vozidlo musí být vedeno do zatáčky silou. Charakteristické pro vozidla s motorem vpředu. vozidlo přetáčivé - je-li vzdálenost "a" větší než "b", tzn. bude-li těžiště blíže k zadní nápravě, bude výsledný moment působit ve smyslu I. a bude směrovou úchylku zvětšovat. Vozidla tohoto druhu se nazývají přetačivá a jedná se o vozidla s motorem vzadu.

Použité podklady: 1. Podvozky Ing. Zdeněk Jan, Ing. Bronislav Ždánský 2. Příručka pro automechanika Rolf Gscheidle a kolektiv 3. Automobily Milan Pilárik, Jiří Pabst Autoexpert – časopis pro autoopravárenství Automobil Revue