Wybrane zagadnienia budowy pojazdów samochodowych. Instrukcja do ćwiczenia

Transkrypt

1 Wybrane zagadnienia budowy pojazdów samochodowych Instrukcja do ćwiczenia Badania trakcyjne: wyznaczanie współczynnika oporu toczenia, oporu powietrza, charakterystyki dynamicznej, badania procesu hamowania. Komputerowe opracowanie wyników pomiarów

2 Spis treści 1. Cel ćwiczenia Wprowadzenie Równanie ruchu samochodu Charakterystyka dynamiczna samochodu Wyznaczanie współczynników oporów toczenia i powietrza metodą wybiegu Wyznaczenie wartości opóźnienia hamowania samochodu Opóźnienie hamowania samochodu Wytyczne do sprawozdania Literatura... 3

3 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie metod, zakresów i warunków badań drogowych intensywności rozpędzania i dróg wybiegu samochodu oraz aparatury pomiaroworejestracyjnej w celu określenia charakterystyki dynamicznej samochodu i wyznaczania współczynnika oporu toczenia i oporu powietrza oraz wyznaczenia wartości opóźnień samochodu podczas intensywnego hamowania na róŝnych nawierzchniach drogowych.. Wprowadzenie Charakterystyki dynamiczne samochodu oraz współczynniki, oporu powietrza i oporu toczenia są podstawą opracowania charakterystyki technicznej pojazdu..1. Równanie ruchu samochodu Nieustalony prostoliniowy ruch samochodu opisuje równanie: F 0 (1) = nn F op gdzie: F nn - siła napędowa na kołach samochodu w ruchu nieustalonym, F - suma oporów ruchu samochodu. op F nn I s dωs = υ Fnu ibx ig ηm () r F M d i i s bx g nu = ηm (3) rd gdzie: υ 1 - współczynnik spadku momentu obrotowego silnika w nieustalonych warunkach ruchu, F nu - siła napędowa na kołach samochodu w ruchu ustalonym z prędkością V, I s - moment bezwładności wału korbowego wraz z kołem zamachowym silnika, r d - promień dynamiczny opony koła napędowego, i bx - przełoŝenie biegu x w skrzyni biegów, i g - przełoŝenie przekładni głównej, η m - sprawność mechaniczna układu napędowego, ω s - prędkość kątowa wału korbowego, M s - moment silnika przy określonej prędkości obrotowej. F F + F + F + F + F op = (4) t p b w u 1 RóŜnice pomiędzy osiągami silnika uzyskiwanymi w warunkach ustalonych i nieustalonych spowodowane są następującymi przyczynami: - zmianą napełnienia cylindrów silnika świeŝym ładunkiem, - zmianą składu mieszanki, - zmianą przebiegu spalania, - zmianą oporów mechanicznych. 3

4 F t ( f + k V ) = Q (5) t F b F p = ρ Acx V (6) = Q sin α ( ) F w (7) Q dv = + g 4I r d k dωk (8) F t - opór toczenia, Q - cięŝar samochodu, f t - współczynnik oporu toczenia, k - współczynnik określający wzrost oporu toczenia w zaleŝności od prędkości jazdy, V prędkość jazdy, F p - opór powietrza, c x - współ czynnik czołowego oporu aerodynamicznego, A - powierzchnia czołowa samochodu, F w - opór wzniesienia, α - kąt pochylenia wzdłuŝnego drogi, F b - opór bezwładności, I k - moment bezwładności koła jezdnego, ω k - prędkość kątowa koła jezdnego, F u - opór uciągu. V = r = ω r s ω k d d (9) ibx ig Opór uciągu F u stanowi sumę oporów toczenia, powietrza, wzniesienia i bezwładności, holowanych przez samochód, przyczep. Korzystając z równań (1) (9) moŝna otrzymać wyraŝenie w postaci: Q I s g 4Ik g dv Fnu = Ft + Fp + Fw + Fu + ibx ig m g 1+ η + Q rd Q r d I s g δ x = ibx ig η m Q r υ (10) 1 (11) d 4I = g Podstawiając wyraŝenie (11) i (1) do (10) otrzymuje się: k δ (1) Q rd Q Fnu = Ft + Fp + Fw + Fu + 1 g ( 1+ δ + δ ) dv υ (13) PowyŜsze równanie opisuje nieustalony ruch samochodu. 4

5 .. Charakterystyka dynamiczna samochodu Charakterystyka dynamiczna przedstawia zaleŝność wskaźnika dynamicznego od prędkości jazdy samochodu. Wskaźnikiem dynamicznym samochodu D nazywa się stosunek zapasu siły napędowej na kołach, przeznaczonej na pokonanie oporów ruchu zaleŝnych od cięŝaru samochodu, do całkowitego cięŝaru samochodu. Zapasem siły napędowej jest róŝnica między siłą napędową na kołach a oporami powietrza. D ( V ) D F nu Fp = (14) F Q V gdzie: D x (V) charakterystyka dynamiczna na biegu x. x ( ) F ( V ) nux p = (15) Q Rys.1. Charakterystyka momentu obrotowego silnika 5

6 Rys.. Charakterystyka dynamiczna samochodu Dysponując charakterystyką momentu obrotowego silnika M s moŝna, korzystając ze wzoru (15), obliczyć charakterystykę dynamiczną samochodu (rys.1) na poszczególnych biegach (rys.). Charakterystykę dynamiczną moŝna otrzymać równieŝ metodą doświadczalną poprzez rozpędzanie samochodu na poszczególnych biegach i mierzeniu przyrostu prędkości w czasie. Wniosek ten wynika bezpośrednio ze wzoru (13). υ F nu ( V ) F ( V ) Q p = ( ) ( ) F u 1 ft + k V + sin α + + ( 1+ δ1 + δ ) Q g poniewaŝ z doświadczenia wynika, Ŝe υ=0,95 0,98, nie popełniając wielkiego błędu a znacznie upraszczając obliczenia, moŝna załoŝyć, Ŝe: czyli: υ F nu ( V ) F ( V ) F ( V ) F ( V ) Q p υ nu Q p = υ F 1 υ D + D( V ) dv u ( V ) = ( ft + k V ) + sin( α ) + + ( 1+ δ1 δ ) Q g (18) Przy załaŝeniu, Ŝe samochód porusza się bez przyczepy F u =0, po drodze poziomej α=0 oraz k= 0 otrzymujemy: a dla biegu x 1 1 g dv ( V ) ( 1+ δ + δ ) + f D = 1 t dv (16) (17) υ (19) 1 1 g dv ( V ) ( 1+ δ + δ ) + f Dx = 1x t υ (0) 6

7 dv Z równania (0) wynika, Ŝe na podstawie wykresu ( V ) i f t moŝna oworzyć charakterystykę dynamiczną. NaleŜy więc wyznaczyć doświadczalnie f t oraz uzyskać przebieg prędkości samochodu w czasie. Pomiary V(t) naleŝy przeprowadzić podczas rozpędzania samochodu na poszczególnych biegach, przy pełnym obciąŝeniu silnika..3. Wyznaczanie współczynników oporów toczenia i powietrza metodą wybiegu Współczynniki oporów toczenia f t oraz powietrza c x wyznacza się często metodą wybiegu. Istota tej metody polega na obserwowaniu ruchu rozpędzonego pojazdu po wyłączeniu napędu w okresie gdy skrzynia biegów nie przekazuje napędu (dźwignia zmiany biegów jest w połoŝeniu neutralnym). Korzystając z równania (13) oraz zakładając, Ŝe F w = F u = 0 oraz δ 1 =0, k=0 otrzymuje się równanie ruchu samochodu podczas wybiegu NaleŜy podstawić: otrzymuje się 1 g F + F Q + g dv ( 1+ ) = 0 t p δ (1) ( 1+ ) 1 dv g dv = f ρ Acx V + Q δ t () ft ρ Ac V = + 1+ δ + x Q 1 ( δ ) (3) V = z (4) f t = L (5) 1 δ + ρ Ac x = Q δ 1 g dv ( 1+ ) K = L + K z Doświadczalnie moŝna wyznaczyć przebieg prędkości w czasie, a na podstawie tego 1 dv = f V (rys.3). Z wykresu otrzymuje się stałe L i α g f t = L ( + ) (8) sporządzić wykres ( ) 1 δ (6) (7) 7

8 c x = Q ( 1+ ) tg( α ) δ ρ A (9) 1 dv Rys.3. ZaleŜność = f ( V ) g.4. Wyznaczenie wartości opóźnienia hamowania samochodu Jak projektowane są samochody w aspekcie procesu hamowania? Konstruktorzy dąŝą do uzyskania rozwiązań zapewniających największą skuteczność hamowania. Jednak producent pojazdu musi dąŝyć do obniŝania kosztów tak, aby samochód moŝna było łatwo sprzedać na rynku. W takiej sytuacji wymagania normatywne stanowią dolne ograniczenie w upraszczaniu konstrukcji samochodu. Wymagania formułowane w przepisach dotyczą przede wszystkim skuteczności procesu hamowania (czyli moŝliwości uzyskania określonego opóźnienia i długości drogi hamowania); stateczności ruchu pojazdu w czasie hamowania (czyli zdolności samochodu do zachowania w czasie hamowania załoŝonego przez kierowcę toru jazdy) oraz niezawodności układu hamulcowego. Podstawowym dokumentem formułującym wymagania stawiane układom hamulcowym samochodów jest Regulamin 13 Europejskiej Komisji Gospodarczej - EKG (ang. Economic Commission for Europe - ECE). Część przepisów Regulaminu została włączona do Polskiej Normy PN-88/S Ze względu na wymagania stawiane układom hamulcowym pojazdy zostały podzielone na kategorie i grupy M, N, O. Wymagania względem układów hamulcowych samochodów osobowych i cięŝarowych: 1. Długości drogi hamowania dla samochodów osobowych i cięŝarowych na nawierzchni poziomej i suchej przedstawione są w tabeli.1.. Hamulce powinny umoŝliwić wyhamowanie pojazdu na nawierzchni suchej z opóźnieniem co najmniej 0,8 g. 3. Przy hamowaniu, niezaleŝnie od obciąŝenia samochodu i stanu nawierzchni (µ=0, 0,8), nie powinno nastąpić blokowanie kół osi tylnej samochodu, a w przypadku gwałtownego hamowania zawsze powinno wystąpić wcześniej zablokowanie kół przednich. 8

9 4. Na drodze o nawierzchni śliskiej µ 0, hamulce powinny umoŝliwiać uzyskanie opóźnień co najmniej a h = 0,1 0, 85. g 5. Wszystkie samochody powinny posiadać dwuobwodowe układy hamulcowe. Tabela.1 Warunki badania skuteczności hamowania typu 0, Regulamin ECE 13, wersja V prędkość pojazdu [km/h]; S droga hamowania [m]; F siła nacisku na pedał hamulca [N]. Kategoria pojazdu M1 M M3 N1 N N3 Badanie z odłączonym silnikiem V 80 km/h 60 km/h 60 km/h 80 km/h 60 km/h 60 km/h S v 0.1 v v 0.15 v a 5.8 m/s 5.0 m/s H Badanie z włączonym silnikiem V=80% V max ale nie przekraczając S 160 km/h v 0.1 v km/h 90 km/h 10 km/h v 0.15 v km/h 90 km/h a H 5.0 m/s 4.0 m/s F 500 N 700 N Tabela.. Długość drogi hamowania samochodów z prędkości V=100 km/h Typ samochodu Długość drogi hamowania w [m] Hamulce Formuła 1 8,0 Tarczowe - kompozyt Samochód osobowy wersja sportowa Audi S, BMW M5 37,0 Tarczowe Samochód osobowy Mercedes 400 SE 39,4 Tarczowe Opel Astra GT ,5 Tarczowe/bębnowe Polonez ,0 Tarczowe/bębnowe Polski Fiat 16p ,0 Bębnowe Kilka przykładów praktycznych pomiarów długości drogi hamowania, Auto- TM 9/1997 i następne; Motor 44/003. Samochód Golf IV, droga hamowania od prędkości V=100km/h do zatrzymania - ogumienie Michelin Energy MXV3A 43,8m 9

10 - ogumienie Conti Eco Contact CP 46,6m. Samochód Audi A4, droga hamowania na nawierzchni mokrej, jw. - ogumienie Michelin Alpin 61,8m, - ogumienie Fulda Kristall Montero 69,0m. Samochody dostawcze, hamowanie od prędkości V=100km/h VW T4 48,8m Mercedes Sprinter 41D 54,9m Iveco Turbodaily 61,7m. Podane wyŝej informacje wskazują, Ŝe na drogach jeŝdŝą samochody, w których zastosowane rozwiązania konstrukcyjne dają róŝnej długości drogę hamowania w tych samych warunkach. Dodatkowo, zmiana typu ogumienia i zuŝycie mają powaŝny wpływ na długość drogi hamowania w róŝnych samochodach Opóźnienie hamowania samochodu Określenie średniego opóźnienia pozwala ocenić skuteczność hamowania, jednak tylko w odniesieniu do prędkości początkowej hamowania oraz do długości drogi przebytej podczas hamowania. Średnie opóźnienie a śr odpowiada takiemu stałemu opóźnieniu, które odpowiadałoby zatrzymaniu hamowanego samochodu po przebyciu takiej samej długości drogi hamowania, jak podczas rzeczywistej próby. Średnie opóźnienie hamowania moŝna określić następującymi metodami. Metody pośrednie: 1. Polega na pomiarze prędkości początkowej V o i całkowitej drogi hamowania S h oraz określeniu średniego opóźnienia ze wzoru: Vo aśr = S h. Polega na pomiarze przebiegu prędkości poruszania się samochodu w czasie. Średnie opóźnienie hamowania odczytuje się z wykresu (rys.4 b) wprowadzając styczną do przebiegu prędkości podczas intensywnego hamowania. Wartość tangensa kąta α nachylenia stycznej do osi czasu określa średnie opóźnienie hamowania samochodu a śr = tgα. 10

11 Wykres hamowania z 50km/h a) V [m/s] 16,0 14,0 1,0 10,0 8,0 6,0 4,0,0 0, t [s] b) Rys. 4. Przykład wyznaczenia średniego opóźnienia hamowania a) przebieg prędkości w funkcji czasu podczas hamowania b) aproksymacja przebiegu prędkości (współczynnik kierunkowy prostej stojący przed x określa średnie opóźnienie hamowania) Metoda bezpośrednia W metodzie bezpośredniej mierzy się za pomocą opóźnieniomierza rzeczywiste opóźnienie samochodu oraz czas trwania hamowania. Istnieje równieŝ moŝliwość pomiaru siły wywieranej na pedał hamulca Wykres opóźnienia hamowania z 50km/h ah [m/s ] t [s] Rys.5. Przykład przebiegu opóźnienia hamowania samochodu w czasie 11

12 Metody badań W celu wyznaczenia charakterystyki dynamicznej samochodu oraz współczynników oporu toczenia i oporu powietrza na podstawie badań drogowych, konieczne jest uzyskanie przebiegów zmian: - drogi w funkcji czasu, - prędkości chwilowej w funkcji czasu, - prędkości chwilowej w funkcji drogi, - przyspieszeń w funkcji czasu. Dane niezbędne do przeprowadzenia obliczeń samochodu VW Transporter Masa własna m w 1645 kg Wysokość pojazdu H 1940 mm Szerokość pojazdu B 1840 mm Moment bezwładności wału korbowego wraz z kołem zamachowym silnika I s 0, kgm Moment bezwładności koła jezdnego I k 0,8 kgm Sprawność mechaniczna η m 0,9 PrzełoŜenie biegu pierwszego i b1 3,778 PrzełoŜenie biegu drugiego i b,105 PrzełoŜenie biegu trzeciego i b3 1,345 PrzełoŜenie biegu czwartego i b4 0,971 PrzełoŜenie biegu piątego i b5 0,795 PrzełoŜenie przekładni głównej i g 3,45 Ogumienie pojazdu 05/70 R15 Współczesne metody badawcze opierają się na specjalistycznej aparaturze pomiarowo rejestracyjnej. Najistotniejszym elementem tej aparatury jest głowica Correvit S-CE do bezstykowego pomiaru prędkości poruszającego się pojazdu oraz przy badaniach opóźnień hamowania opóźnieniomierz AMX50. Głowica mocowana jest do nadwoziu pojazdu za pomocą specjalnego uchwytu(rys.6) w taki sposób, Ŝeby odległość głowicy od nawierzchni jezdni wynosiła 30 cm (±5 cm). Jest połączona przewodami z kartą pomiarową Dagbook oraz laptopem umoŝliwiającym sterowanie kartą pomiarową jak równieŝ zapis zarejestrowanych danych na dysku komputera. Głowica Correvit umoŝliwia nam rejestrację prędkości wzdłuŝnej i poprzecznej poruszającego się samochodu w funkcji czasu. Przyspieszenie samochodu oraz przebytą drogę moŝna określić pośrednio. Przebieg przyspieszenie moŝna uzyskać po zróŝniczkowaniu względem czasu przebiegu prędkości. Długość przejechanej drogi natomiast uzyskujemy poprzez scałkowanie zarejestrowanej prędkości. Głowica Correvit Rys.6. Przykład mocowania głowicy Correvit 1

13 Rys.7. Schemat pomiaru optycznego Parametry techniczne przyrządu Zakres prędkości: 0.5 do 350 kmh Kąt pomiaru: ±40 Moc pobierana: 9 do 14.5 V; 75 W Odległość od podłoŝa: 300 ±50 mm Temperatura pracy: - 5 do 50 C Temperatura przechowywania: - 40 do 85 C Wilgotność względna: 5 do 80% Wymiary (dł x szer x wys): 164 x 78 x 84 mm Waga: 1.6 kg Opóźnieniomierz AMX 50 Wyświetlacz ma za zadanie ułatwić diagnoście sprawne przeprowadzenie badania pojazdu. Ukazują się na nim komentarze umoŝliwiające poruszanie się po poszczególnych poziomach obsługi przyrządu, oraz wyświetlane są wyniki przeprowadzonych badań. 13

14 Rys. 8. Widok płyty czołowej przyrządu W tabeli.3 przedstawiono opis klawiszy umieszczonych na klawiaturze przyrządu. TABELA.. Opis funkcji klawiszy klawiatury przyrządu TABELA.. cd. 14

15 15

16 Oprócz elementów znajdujących się na płycie czołowej, przyrząd wyposaŝony jest w trzy dodatkowe złącza, oraz diodę sygnalizacyjną. Na rysunku 9 pokazano widok ścianki bocznej przyrządu wraz z umieszczonymi na niej elementami. Rys. 9. Widok ścianki bocznej Tester zawiera następujące elementy (rys. 9): 1. Złącze komputerowe 1 (Gl) (RS3); słuŝy do komunikacji przyrządu z komputerem klasy PC, na którym zainstalowane jest odpowiednie oprogramowanie.. Złącze (G) słuŝy do podłączenia czujnika siły nacisku na pedał hamulca lub standardowej drukarki szeregowej. 3. Złącze ładowania akumulatorów wewnętrznych (G3); słuŝy do podłączenia zewnętrznego źródła napięcia o wartości 9-1 V w celu naładowania (doładowania) wewnętrznych akumulatorów zasilających przyrząd. 4. Dioda sygnalizacyjna; słuŝy do sygnalizacji ładowania akumulatorów. Obsługa przyrządu Przyrząd został tak zaprojektowany i wykonany, aby zapewnić prostą jego obsługę. Przyrząd powinien być obsługiwany przez dwie osoby (jedna zajmuje się prowadzeniem badanego pojazdu natomiast druga czuwa nad prawidłowym wykonaniem badania (obsługuje przyrząd i obserwuje komunikaty pojawiające się na wyświetlaczu). Wymiana informacji pomiędzy układem mikroprocesorowym a osobą (osobami) obsługującą go, dokonywana jest za pomocą klawiatury i wyświetlacza. Na wyświetlaczu pojawiają się komunikaty, dzięki którym w łatwy sposób moŝna wybrać rodzaj badania, jakie chcemy przeprowadzić, jak równieŝ moŝliwe jest zorientowanie się, w której części programu (w którym etapie diagnozowania) przyrząd znajduje się w chwili obecnej. Dzięki zastosowaniu klawiatury, diagnosta moŝe zdecydować, jaki rodzaj badania chce przeprowadzić, poprzez wciśnięcie odpowiedniego klawisza zgodnie z informacjami ukazującymi się na wyświetlaczu. Przyrząd umoŝliwia dołączenie czujnika siły nacisku na pedał hamulca. Dzięki zastosowania systemu procesorowego przyrząd automatycznie wykrywa podłączenie lub brak czujnika. Jest to waŝne, gdyŝ w trybie pracy automatycznej rozpoczęcie pomiaru następuje po przekroczeniu ustawionego progu przez jedną z wielkości w danej chwili mierzonej (siły lub przyspieszenia). Odłączenie lub podłączenie zewnętrznego czujnika powoduje odpowiednie zmiany na wyświetlaczu przyrządu. Czujnik podczas pomiaru naleŝy umieścić na płycie podłogowej samochodu rys.10 Rys. 10. Przykładowe umiejscowienie czujnika opóźnień w samochodzie

17 Rys. 11. Widok drzewa wyboru Dane techniczne opóźnieniomierza AMX 50 Zakresy pomiarowe: Wartość: Rozdzielczość pomiaru: - czujnik przyspieszenia - czujnik siły nacisku +/- 1g +/- 1kN +/ g +/- 10 N Pamięć układu do10 pomiarów. Jeden pomiar to 5s rejestracji ciągłej. 17

18 3. Wytyczne do sprawozdania Politechnika Radomska im. K. Pułaskiego IEPiM INSTYTUT EKSPLOATACJI POJAZDÓW I MASZYN LABORATORIUM (z przedmiotu) BUDOWA SAMOCHODÓW I TEORIA RUCHU Ćwiczenie nr... (wg harmonogramu) Temat ćwiczenia: Data wykonania ćwiczenia Prowadzący... Wydział MECHANICZNY Kierunek MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Rok akademicki.../... Semestr... Grupa... Wykonawcy ćwiczenia 1. Nazwisko Imię Cel ćwiczenia OCENY (uwagi Prowadzącego) sprawdziany sprawozdanie końcowa Celem ćwiczenia jest poznanie metod, zakresów warunków badań drogowych intensywności rozpędzania i dróg wybiegu samochodu oraz aparatury pomiaroworejestracyjnej w celu określenia charakterystyki dynamicznej samochodu i wyznaczenia współczynnika oporu toczenia i oporu powietrza. Celem ćwiczenia jest takŝe poznanie procesu przebiegu hamowania w czasie prób drogowych.. Przebieg ćwiczenia 1. Sprawdzić i zanotować w tabeli (protokole pomiarów) dane identyfikacyjne samochodu. Stan i cięŝar pojazdów wraz z ładunkiem i osobami znajdującymi się wewnątrz pojazdu. Pomiary powinny być wykonane przy nominalnym ciśnieniu w oponach samochodowych zgodnym z instrukcją fabryczną pojazdu.. Sprawdzić kompletność i jakość przyrządów pomiarowych niezbędnych do przeprowadzenia pomiarów (legalizacja, prawidłowość wskazań). Przed rozpoczęciem pomiarów wykonać jazdę kontrolna. 3. Sprawdzić warunki pomiarów (zanotować w protokole pomiarów). W czasie przeprowadzania pomiarów droga powinna być sucha, prosta, równa i pochyłości nie większej niŝ 0,5%. Warunki atmosferyczne: - ciśnienie barometryczne mmhg, - temperatura powietrza 5-30 o C, - prędkość wiatru mniejsza niŝ 3 m/s. 18

19 Wykonanie badań trakcyjnych: 1. Próba intensywnego hamowania: a) z prędkości 30 km/h b) z prędkości 40 km/h c) z prędkości 50 km/h d) z prędkości 60 km/h. Próba rozpędzania do prędkości maksymalnej oraz hamowania silnikiem na poszczególnych biegach: a) bieg 1 b) bieg c) bieg 3 3. Próba rozpędzania przez biegi: 4. Próba wybiegu: a) z prędkości 70 km/h b) z prędkości 80 km/h c) z prędkości 90 km/h Pomiary przeprowadzić bezpośredni po sobie w obu kierunkach. 3. Opracowanie wyników Pomiar współczynników oporu toczenia i powietrza wykonać metodą wybiegu. Zarejestrowane wyniki wczytać do programu Excel (przykład rys.1). Sprawdzić w programie czy znakiem dziesiętnym jest przecinek czy kropką. JeŜeli znakiem dziesiętnym jest przecinek to naleŝy wszystkie kropki zamienić na przecinki. Następnie wygenerować kolumnę z czasem (dzieląc numer próbki przez częstotliwość pomiaru). W kolejnych kolumnach zamienić prędkość wzdłuŝną i poprzeczna z [km/h] na [m/s]. W następnej kolumnie wyznaczyć prędkość wypadkową oraz średnią prędkość np. z 10 kolejnych pomiarów w kolejnej kolumnie. Po wykonaniu tych czynności sporządzić wykres V=f(t) (rys. 14). W następnych kolumnach wyznaczyć wartość opóźnienia podczas wybiegu. Wykonuje się to poprzez zróŝniczkowanie prędkości po czasie (dv/). Wartości średnie opóźnienia przedstawić jako wielokrotność g (przyspieszenie ziemskie) naleŝy umieścić na 1 dv = f V (patrz rys.16) wykresie ( ) g Z wykresu naleŝy odczytać wartości pomocnicze i zgodnie ze wzorami (8 i 9) i wyznaczyć f t i c x. 19

20 Rys.1. Przykład zarejestrowanych danych przedstawiony w programie Excel Rys.13. Przykład obrobionych danych w Excelu dotyczący wybiegu Wybieg 5,0 0,0 V [m/s] 15,0 10,0 5,0 0, t [s] Rys.14. Przykładowy przebieg prędkości podczas wybiegu 0

21 Wybieg 5,0 0,0 V [m/s] 15,0 10,0 5,0 0, t [s] Rys.15. Przebieg prędkości podczas wybiegu po odrzuceniu przebiegu narastania prędkości Wyznaczenie z wykresu L i K dv//g y = 4E-05x + 0,0154 0,3 0, 0,1 0-0,10,0 100,0 00,0 300,0 400,0 500,0 600,0-0, -0,3 V [m /s ] 1 dv Rys.16. Wykres f ( V ) g =, z którego odczytujemy L=0,0154 i K= Podstawiając dane do poniŝszych wzorów wyznaczamy współczynnik oporu toczenia f t i współczynnik oporu powietrza c x. δ I g η s 11 = i b1 ig m = Q rd δ f t 4Ik g Q r = = d 0,0156 0,16 ( 1+ ) = 0, ( 1+ ) K = L δ Q δ c x = = 0,4 ρ A Wyznaczenie charakterystyki dynamicznej samochodu Podobnie jak przy wyznaczaniu f t i c x naleŝy określić przebieg przyspieszeń działających na pojazd podczas intensywnego rozpędzania. Przyspieszenie wyznaczamy poprzez zróŝniczkowanie po czasie zarejestrowanej prędkości pojazdu badanego. Przebiegi przyspieszeń naleŝy wyznaczyć dla kaŝdego biegu oddzielnie. Na podstawie wzoru (0) zbudować wykres wskaźnika dynamicznego. 1

22 Wykres rozpędzania V [m/s] 10,0 8,0 6,0 4,0,0 0, t [s] Rys.17. Zarejestrowana prędkość samochodu podczas rozpędzania Wykres rozpędzania 10,0 8,0 V [m/s] 6,0 4,0,0 0, t [s] Rys.18. Interesująca nas okres rozpędzania potrzebny do dalszej obróbki Wskaźnik dynamiczny D(V) 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 0,0 0,0 1,0,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 V [m/s] Rys.19. Przykładowy przebieg wskaźnika dynamicznego Wyznaczenie opóźnienia hamowania samochodu. Opóźnienie hamowania samochodu moŝna bezpośrednio odczytać czujnika opóźnień jak równieŝ podobnie jak w dwóch poprzednich metodach pośrednio poprzez zróŝniczkowanie prędkość samochodu po czasie podczas intensywnego hamowania. Istnieje równieŝ moŝliwość wyznaczenia średniego opóźnienia hamowania wprowadzając styczną na wykresie prędkości (rys.4 b). Tangens nachylenia stycznej do osi czasu określa nam wartość średniego opóźnienia hamowania. 4. Wnioski z przeprowadzonych badań

23 4. Literatura [1]. Arczyński S., Mechanika ruchu samochodu. WNT Warszawa 1994 []. Prochowski L., Teoria ruchu i dynamika pojazdów mechanicznych. Część 1 i. Wojskowa Akademia Techniczna Warszawa