1
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
POJAZDY DROGOWE
1
Opory ruchu pojazdu
Q
p
Q
t
F
t
F
t
p
t
F
n
V
αααα
F
n
G
c
F
w
1
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
POJAZDY DROGOWE
1
Opory ruchu pojazdu
Q
p
Q
t
F
t
F
t
p
t
F
n
V
αααα
F
n
G
c
F
w
2
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
gdzie:
F
n
– siła nap
ę
dowa na kołach pojazdu,
F
t
– siła oporów toczenia,
*)
F
w
– siła oporów wzniesienia,
F
p
– siła oporów powietrza,
*)
F
b
– siła oporów bezwładno
ś
ci,
F
u
– siła oporów uci
ą
gu.
2
Opory ruchu pojazdu
BILANS OPORÓW RUCHU I SIŁY NAP
Ę
DOWEJ:
F
n
≥
F
t
+ F
w
+ F
p
+ F
b
+ F
u
*)
- wyst
ę
puj
ą
zawsze
3
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
gdzie:
f
t
– współczynnik oporów toczenia,
Q
k
– siła nacisku na koło
3
OPORY TOCZENIA POJEDY
Ń
CZEGO KOŁA:
F
t
= f
t
• Q
k
Opory ruchu pojazdu
4
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
4
OPORY TOCZENIA POJAZDU F
t
c
f
t
t
p
t
t
t
t
G
f
Q
f
Q
f
F
F
F
t
p
⋅
=
⋅
+
⋅
=
+
=
h
c
G
c
V = const
a
c
L
b
c
Q
p
Q
t
F
tp
F
tt
F
n
Składowe oporów
toczenia:
• opory tarcia
wewn
ę
trznego
• opory tarcia
zewn
ę
trznego
• opory tarcia w ło-
Ŝ
yskowaniu koła
• opory wentylacyjne
Opory ruchu pojazdu
5
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
5
OPORY TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO
r
s
– promie
ń
statyczny koła
Opona
nieobci
ąŜ
ona
Opory ruchu pojazdu
r
s
G
k
G
k
– ci
ęŜ
ar przypadaj
ą
cy
na koło
6
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
6
OPORY TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO
r
s
– promie
ń
statyczny koła
Odkształcenia
opony
Opory ruchu pojazdu
r
d
G
k
– ci
ęŜ
ar przypadaj
ą
cy
na koło
r
d
– promie
ń
dynamiczny
koła
r
s
G
k
7
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
r
s
7
OPORY TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO
r
s
– promie
ń
statyczny koła
G
k
– ci
ęŜ
ar przypadaj
ą
cy
na koło
r
d
– promie
ń
dynamiczny
koła
M
k
– moment obrotowy
doprowadzony do koła
ω
ωω
ω
k
– pr
ę
dko
ść
k
ą
towa koła
V
k
– pr
ę
dko
ść
liniowa koła
Odkształcenia i napr
ęŜ
enia w oponie wyst
ę
puj
ą
ce
w kierunku osi podłu
Ŝ
nej pojazdu
r
d
M
k
ω
ωω
ω
k
v
k
G
k
napr
ęŜ
enia
ś
ciskaj
ą
ce
napr
ęŜ
enia
rozci
ą
gaj
ą
ce
Opory ruchu pojazdu
8
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
8
OPORY TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO
G
k
– ci
ęŜ
ar przypadaj
ą
cy
na koło
r
d
– promie
ń
dynamiczny
koła
Odkształcenia i napr
ęŜ
enia w oponie
podczas jazdy po łuku
napr
ęŜ
enia
ś
ciskaj
ą
ce
napr
ęŜ
enia
rozci
ą
gaj
ą
ce
Opory ruchu pojazdu
G
k
F
t
r
d
F
od
F
od
– siła od
ś
rodkowa
F
t
– siła tarcia
9
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
9
●
sztywno
ść
opony
– ci
ś
nienie w oponie
– obci
ąŜ
enie opony
– konstrukcja opony
●
pr
ę
dko
ść
jazdy
●
moment nap
ę
dowy doprowadzony do kół
CZYNNIKI WPŁYWAJ
Ą
CE NA WARTO
ŚĆ
OPORÓW TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO:
Opory ruchu pojazdu
Opory tarcia wewn
ę
trznego mog
ą
stanowi
ć
do 60%
całkowitych oporów toczenia.
Stanowi
ą
główn
ą
przyczyn
ę
nagrzewania si
ę
opon.
10
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
10
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200
Pr
ę
dko
ść
v [km /h]
W
s
p
ó
łc
z
y
n
n
ik
o
p
o
ró
w
t
o
c
z
e
n
ia
f
t
O pony diagonalne
O pony radialne
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0
20
40
60
80
100
120
Pr
ę
dko
ść
v [km/h]
W
s
p
ó
łc
z
y
n
n
ik
o
p
o
ró
w
t
o
c
z
e
n
ia
f
t
100 kP a
130 kP a
160 kP a
200 kP a
250 kP a
300 kP a
Opory ło
Ŝ
ysk tocznych
i opory w entylacyjne
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
400
800
1200
1600
2000
2400
Moment nap
ę
dowy [Nm]
W
s
p
ó
łc
z
y
n
n
ik
o
p
o
ró
w
t
o
c
z
e
n
ia
f
t
Opory ruchu pojazdu
ZMIANY OPORÓW TARCIA WEWN
Ę
TRZNEGO:
11
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
11
OPORY TARCIA ZEWN
Ę
TRZNEGO
r
s
M
k
ω
ωω
ω
k
G
k
M = 0
k
M = max
k
O
b
s
z
a
r
s
ty
k
u
o
p
o
n
y
z
n
a
w
ie
rz
c
h
n
i
ą
obszar przylegania
µ
1
obszar po
ś
lizgu
µ
2
siła oporów tarcia
zewn
ę
trznego F
tz
F
tz
= G
k
•
µµµµ
µµµµ
– współczynnik
przyczepno
ś
ci
Opory ruchu pojazdu
12
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
12
WARTO
Ś
CI WSPÓŁCZYNNIKA PRZYCZEPNO
Ś
CI DLA RÓ
ś
NYCH
NAWIERZCHNI
Opory ruchu pojazdu
Współczynnik
przyczepno
ś
ci
Rodzaj nawierzchni
i jej stan
przylgowej
µµµµ
1
po
ś
lizgowej
µµµµ
2
suchy
0,8 ÷ 1,0
0,7 ÷ 0,8
Beton
mokry
0,6 ÷ 0,8
0,5 ÷ 0,6
suchy
0,7 ÷ 0,8
0,6 ÷ 0,7
Asfalt
mokry
0,4 ÷ 0,5
0,3 ÷ 0,4
sucha
0,5 ÷ 0,6
0,4 ÷ 0,5
Droga tłuczniowa
smołowana
mokra
0,3 ÷ 0,4
0,2 ÷ 0,3
sucha
0,6 ÷ 0,7
0,5 ÷ 0,6
Kostka granitowa
mokra
0,3 ÷ 0,5
0,3 ÷ 0,5
sucha
0,5 ÷ 0,6
0,2 ÷ 0,3
Droga gruntowa
mokra
0,3 ÷ 0,4
0,2 ÷ 0,3
Droga za
ś
nie
Ŝ
ona
0,1 ÷ 0,4
0,2 ÷ 0,3
Droga oblodzona
0,05 ÷ 0,15
0,05 ÷ 0,10
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
20
40
60
80
100
Po
ś
lizg S [%]
W
s
p
ó
łc
z
y
n
n
ik
p
rz
y
c
z
e
p
n
o
ś
c
i
µµµµ
µµµµ
1
µµµµ
2222
Tarcie o nawierzchni
ę
stanowi główn
ą
przyczyn
ę
zu
Ŝ
ywania si
ę
opon
13
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
13
OPORY ŁO
ś
YSKOWANIA
Opory ruchu pojazdu
S
ą
to opory powstaj
ą
ce w ło
Ŝ
yskach
tocznych, na których osadzone s
ą
koła jezdne
Warto
ść
oporów zale
Ŝ
y od:
• konstrukcji ło
Ŝ
yska
• stanu technicznego ło
Ŝ
yska
• obci
ąŜ
enia ło
Ŝ
yska
• jako
ś
ci smarowania ło
Ŝ
yska
14
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
14
OPORY WENTYLACYJNE
Opory ruchu pojazdu
S
ą
to opory powstaj
ą
ce w wyniku zawirowa
ń
powietrza
wokół obracaj
ą
cych si
ę
elementów koła jezdnego (przede
wszystkim obr
ę
czy)
15
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
h
c
Q
p
Q
t
F
t
F
t
p
t
F
n
V = c
onst
a
c
L
b
c
αααα
A
B
G
c
15
OPORY WZNIESIENIA F
W
Opory ruchu pojazdu
G
c
• cos
α
G
c
• sin
αααα
=
F
w
16
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
16
OPORY POWIETRZA F
p
Opory ruchu pojazdu
S
ą
to opory powstaj
ą
ce wskutek przemieszczania si
ę
bryły (samochód)
w o
ś
rodku posiadaj
ą
cym okre
ś
lon
ą
g
ę
sto
ść
(powietrze)
2
2
1
v
A
c
F
x
p
⋅
⋅
⋅
ρ
⋅
=
gdzie:
ρρρρ
– g
ę
sto
ść
powietrza
c
x
– współczynnik oporów powietrza
A – pole powierzchni przekroju czołowego
v – pr
ę
dko
ść
pojazdu
17
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
17
Współczynnik oporów powietrza C
X
– warto
ść
bezwymiarowa,
wyznaczana do
ś
wiadczalnie przy pomocy tuneli aerodynamicznych
Opory ruchu pojazdu
Tunel aurodynamiczny - widok i schemat
wentylator
badany samochód
18
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
18
Opory ruchu pojazdu
Wentylator tunelu aurodynamicznego
wentylator
badany samochód
19
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
19
Opory ruchu pojazdu
Badanie pojazdu w tunelu
aerodynamicznym
Punkty pomiarowe i rozkład
ci
ś
nie
ń
wokół nadwozia pojazdu
20
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
20
Czynniki wpływaj
ą
ce na warto
ść
współczynnika C
X
Opory ruchu pojazdu
●
kształt nadwozia
(kropla, klin)
●
szczeliny konstrukcyjne mi
ę
dzy elementami wyposa
Ŝ
enia
i nadwozia
(zderzaki, płyta podłogowa, nadkola)
●
kształt i sposób mocowania elementów wyposa
Ŝ
enia
(szyby,
lusterka, klamki, spoilery, baga
Ŝ
niki itp.)
●
szczeliny eksploatacyjne w nadwoziu
(odstaj
ą
ce elementy,
uchylone szyby, otwarte pokrywy itp.)
Wzrost oporów nast
ę
puje w miejscach zawirowa
ń
strugi powietrza
opływaj
ą
cej nadwozie pojazdu. Na powstawanie i intensywno
ść
tych
zawirowa
ń
maj
ą
wpływ m.in.:
Przykładowe warto
ś
ci współczynnika C
X
:
●
samochody osobowe – ok. 0,3
●
samochody ci
ęŜ
arowe, autobusy – 0,45 ÷ 0,75
21
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
21
Opory ruchu pojazdu
Warto
ś
ci współczynnika C
X
dla bolidu Formuły 1 – ???
ok. 1,0
odsłoni
ę
te koła,
wloty powietrza,
spoilery, otwarty
kokpit, sposób
opływu powietrza
22
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
22
Opory ruchu pojazdu
Wycieraczki chowane w słupku okiennym
Nadwozie o niskim
współczynniku C
X
23
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
23
Opory ruchu pojazdu
osłona kół i podwozia
podwozie
osłoni
ę
te
24
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
24
Wpływ szczegółów nadwozia na warto
ść
współczynnika C
X
Opory ruchu pojazdu
szczegół
zmiana C
x
(%)
– gładkie kołpaki kół
– szyby boczne wklejane
– mniejsze szeroko
ś
ci szczelin
– prze
ś
wit mniejszy o 30 mm
– osłony podwozia
– szerokie opony
– podnoszone reflektory
– lusterka zewn
ę
trzne
– otwarty dach w kabriolecie
– box na narty
– baga
Ŝ
nik dachowy
-1 do -3
-1
-2 do -5
-5
-1 do -4
+2 do +4
+3 do +10
+2
+4 do +6
+16 do +28
+40
25
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
25
Opory ruchu pojazdu
Przybli
Ŝ
ona warto
ść
pola powierzchni
przekroju czołowego samochodu
A
A
h
s
B - B
B
B
A = 0,8 s•h
0
20
40
60
80
100
120
140
0
2
4
6
8
10
12
Zmiana warto
ś
ci
O
p
o
ry
p
o
w
ie
tr
z
a
F
p
Zmiany warto
ś
ci oporów powietrza
w funkcji
ρ
, C
X
, A, V
F
P
= f(v)
F
P
= f(
ρ
,C
X
,A)
26
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
26
OPORY BEZWŁADNO
Ś
CI F
B
Warto
ś
ci oporów bezwładno
ś
ci zale
Ŝą
od:
•
warto
ś
ci zadanego przyspieszenia
•
masy pojazdu
•
rozło
Ŝ
enia mas wiruj
ą
cych (momentów bezwładno
ś
ci tych mas)
Opory ruchu pojazdu
Opory bezwładno
ś
ci wyst
ę
puj
ą
tylko podczas ruszania oraz
przyspieszania i wynikaj
ą
z konieczno
ś
ci pokonania bez-
władno
ś
ci mas (przede wszystkim wiruj
ą
cych) pojazdu
r
1
m
1
J
B1
r
2
m
2
J
B2
m
1
= m
2
J
B1
> J
B2
27
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
27
OPORY UCI
Ą
GU F
u
Opory ruchu pojazdu
●
toczenia F
t
●
wzniesienia F
W
●
powietrza F
P
●
bezwładno
ś
ci F
B
odniesione do przyczepy
b
ą
d
ź
naczepy
Opory uci
ą
gu to opory:
F
t
F
W
F
P
F
B
28
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
28
I to by było na tyle…