Универзитет у Крагујевцу

Факултет инжењерских наука

- Seminarski rad iz predmeta Konstruisanje pomoću računara -

Тема

ATV vozilo

Predmetni nastavnik: Студент:

Др Nenad Marijanović Miloš Radovanović 335/2012 – tim lider
Predmetni asistent: Nikola Milojević 381/2012
Dipl. Maš. Inž Miloš Matejić Nikola Mihajlović 302/2012

Ivana Tanasković 344/2012

Ivana Ilić 361/2012
Dragana Kostić 343/2012
Nenad Mitrović
Tatjana Pavlović

Kragujevac, januar 2014.

1. Uvod

Šta jeATV ?

Automated Transfer Vehicle (Autonomno Transportno Vozilo) poznato i pod skraćenicom ATV
je u pocetku bilo bespilotno snabdevno vozilo koje je razvila Europska Svemirska Agencija.
Zadatak ATV-a je bio snabdevanje Međunarodne svemirske stanice (ISS) s vodom, vazduhom,
gorivom i eksperimentima.Danas  ATV je skraćenica za sva autonomna transportna terenskog
vozila . Upravljanje ATV vozilom vrsi vozac koji sedi na sedlu - poput sedišta i  usmerava sa
ručkama   (za   razliku   od   većine   drugi   vozila,   koja  imaju   stolicu   ili   klupu   tipa   sedišta   ,   a
upravljanje se vrsi pomocu tocka upravljaca-volana ) .ATV je dizajniran da bude " vozač -
aktivan   .   Pokreti   tela   rukovaoca   pomažu   kontroli  stabilnosti   ATV   -a   sto   zahteva   jake
kombinacije  veštine  ,  dobru  procenu  ,  pažnju  i  fizičku  snagu  vozaca  .Prva Terenska  vozila
prodata u Severnoj  Americi su   bili tricikl tipa vozila , sa jednim točkom napred  i dva tocka
pozadi   .   Od   1980-ih   ,   terenska   vozila   na   tri   točka   nemaju  veliku   proizvodnju   zbog   svoje
nestabilnosti I sklona su prevrtanju.

Prvo da razdvojimo šta je quad a šta je atv.Quad je vozilo

bez pogona na sva 4 točka znači nije 4×4 nego ima pogon samo na zadnjoj osovini.Nema
nezavisno vešanje nego krutu osovinu nazad. Nema sporohodne brzine i nosi znatno manje
točkove. Prilično nizak klirens (odstojanje od tla). Što znači da je vozilo idealno za ravnije staze.
Ovo su najbitnije razlike,i ako ih ima još.Što se tiče ulaska u malo ozbiljnije blato ili sneg quad
jednostavno nije pravljen za takve stvari pa ne treba to ni očekivati.ATV je pravljen za teške
uslove rada pa samim tim u tom delu pokazuje nedostizne rezultate naspram quada ali na ravnoj
stazi atv se ne snalazi najbolje jer nije ni pravljen za takve stvari.

ATV vozilo definisano projektnim zadatkom razradjuje se u daljim fazama projektovanja.Idejni
projekat predstavlja prvu konkretizaciju projektnog zadatka,a osnovni cilj mu je definisanje
parametara ergosfere vozaca i spoljasnjih dimenzija,masa i peformansi vozila.Idejni projekat se
odvija kroz komponovanje i izradu prvih modela vozila.Na slikama 2,3 i 4 prikazane su skice
vozila sa usvojenim gbaritnim dimenzijama.

Slika 2

Slika 3

Slika 4

U fazi izrade idejnog projekta vozila resavaju se sledeci zadaci:



Izbor najpovoljnije koncepcije vozila.



Na osnovu vise konstruktivnih varijanata,vrsi se izbor najpovoljnijih parametaraagregata
i sklopova vozila.



Proveravaju se mogucnosti ispunjavanja zahteva postavljenih projektnim zadatkom.



Prihvataju se resenja za koja se ocekuje da ce biti pouzdana u eksploataciji vozila.



Analiziraju se mogucnosti modifikacije itd.

3. Postavljeni zahtevi ATV vozila

Prilikom izrade idejnog projekta postavili smo zahteve koje treba ispostovati tokom realizacije
projekta.

Neki od zahteva:



Kretanje po tvrdoj (asfaltnoj) podlozi.



Zadate gabaritne dimeznije delova i sklopova vozila.



Snaga pogonskog agreata.



Dva mesta za prevoz osoba.



Da razvija velike brzine.



Prilično nizak klirens (odstojanje od tla).



Da ima pogon samo na zadnjoj osovini.



Da oslanjanje nece biti nezavisno.



Pneumatici moraju biti niskoprofilni.



Da se kocenje ostvaruje na prednjim tockovima i na zadnjoj osovini.



Da poseduje svetlosnu signalizaciju napred i pozadi.

њговим техничким катактеристикама. Радна запремина мотора превазилазиће досад
конструисане типове мотора који се примењују на овим возилима. Циљ је да мотор буде
са 4 – цилиндрични 4 – тактни, а да се радна запремина подигне од 50 % до 75 %, па је
очекивано да буде од 1000 cm

до 1200 cm

. Максимална снага мотора ће такође бити

подигнута у распону од 50 % до 75 %, у односу на већ примењиване типове мотора и биће
од 50 kW до 90 kW. Овакав мотор могао би да обезбеди брзину кретања возила од 180
km/h до 200 km/h, што би превазишло сва већ постојећа ATV возила, с обзиром да је
његова намена превасходно урбаног типа и стазама где је могуће равити ту брзину. Што
се   тиче   конструкције   мотора,   она   ће   бити   знатно   другачија   него   код   већ   постојећих
мотора. Због повећане радне запремине и максималне снаге димензије мотора ће бити
веће од уобичајних, па ће мотор бити доста виши „нетипичан за ATV возила“ и ужи да
зауземе   мање   простора,   како   би   било   могуће   уклопити   и   остале   делове   и   склопове   у
конструкцију   ATV   возила.   Висина   мотора   не   сме   прелазити   500   mm   укључујући
цилиндарску главу мотора са брегастим вратилима и исисни систе за напајање горивом.

Листа захтева „димензије“ и узета решења

Од погонског агрегата се очекује следећа листа захтева коју мора да задовољи:

Да обезбеди довољну снагу на погонским точковимаза успешно покретање ATV
возила, као и других елемената и склопова који зависе од рада погонског агрегата;

Да не прелази дозвољене габаритне димензије у односу на рам ATV возила;

Да буде 4 – цилиндрични ОТО мотор;

Да има очекиване техничке карактеристике у задатим границама (радна запремина:
1000 cm

до 1200 cm

и максимална снага од 70 kW до 98 kW. );

Габаритне димензије (висина 500 mm, ширина 300 mmи дижина 400 mm);

Mаса мотора не већа од 55 kg;

Да конструкција мотора не буде превише захтевна и компликована, ради њене лакше
израде, али да се тиме не наруше основни захтеви који

морају бити испоштовани, како конструкциони, тако и технички, тј. техничке
карактеристике;

Да буде позициониран тако да буде лако доступан при одржавању;

Примена што је више могуће стандардних делова;

Буду испоштовани сви стандради и прописи који се односе на конструкцију мотора
СУС (конструкциона решења, техничке карактеристике, примењени материјали и
др.).

Узето решење на основу кога конструишемо наш погонски агрегат – мотор:

Што се тиче конструкције мотора она ће бити потпуно иновативна и различита од других
типова мотора који се примењују код мотоцикла и ATV возила. Када су у питању
техничке карактеристике наша верзија мотора биће рађена по узору на мотор Yamaha XV
1100 cm

(OTO мотор), слeдећих техничких карактеристика:

Тип мотора:

ОТО мотор, 4 – цилиндра, 4 – тактни, ЅОНС – 2 брег.

вр

Пречник клипа х Ход:

95 mm х 75 mm

;

Степен компресије:

ε = 8.3:1;

Максимална снага

46 kW при 5600 o/min.

Слика 5 - Yamaha XV 1100

Концепција конструкције погонског агрегата – мотора

Нако што смо дефинисали основне захдеве и одредили полазну концепцију конструкције
мотора можемо отпочети са његовим моделирањем. Склоп мотора мора да буде саставњен
из више основних елемената, а су:

Непокретни делови мотора:

Блок мотора;

Цилиндарска глава мотора;

Слика 6 - Блок мотора са габаритним димензијама (дужина, ширина, висина)

Моделирање покретних делова мотора

Покретни делови мотора морају бити усаглашени са конструкцијом непокретних делова
мотора, односно њихове димензије. Како би се све уклопило у предвиђену конструкцију и
смањиле

грешке приликом склапања елемената у склоп.

Слика 7 – Покретни делови мотора (клип, клипњача, осовиница, велика песница и замајац)

Izduvna grana prikazana na slici 8 odradjena je u skladu sa zahtevima pogonskog agregata.

Слика 8 – Издувна грана моторa

RAM VOZILA

Pod ramom vozila podrazumeva se sistem elemenata koji ima osnovni zadatak da vozilu
obezbedi krutost i omogući pričvršćivanje ostalih sklopova vozila (pogonski agregat,
transmisiju, ogibljenje, kočioni i upravljački sistem i karoseriju).
Pred ram (slika10) se takodje postavlja kao zadatak da isti bude lak, omogući zadrţavanje oblika
pri dejstvu sila nastalih voznjom u ekstremno teškim ali unapred predvidjenim uslovima, shodno
svrsi vozila. Iz tih razloga ram se izradjuje po principima lake čelične konstrukcije. Stoga su to u
principu čelici za poboljšanje, lako zavarljivi, uključujući i tačkasto zavarivanje i sposobni da se
oblikuju deformacijom, najčešće presovanjem.

Slika 10

Za modeliranje rama korišćen je programski paket Autodesk Inventor 2013. Prema nekim
prvobitno usvojenim dimenzijama izgled rama je prikazan na slici 11. Korišćeni su kružni
profili. Ram se, kao što vse vidi, sastoji iz tri osnovna dela: prednjeg (deo za vođice i upravljački
mehanizam), srednjeg (prostor za agregat) i zadnjeg repnog dela (prostor rezervisan za sedište i
signalizaciju).

Slika 11

Dodatne modifikacije i poboljšanja rama su nastupila u završnoj fazi koja je prikazana na slici
12.Smanjene su ukupne dimenzije rama a najviše zadnjeg (repnog) dela.

Slika12

ELEMENTI PRIGUŠENJA OSCILACIJA (AMORTIZERI)

Osnovna funkcija ovog sklopa (slika 13) je, kako mu samo ime kaţe, da amortizuje ili priguši
vertikalne udarne sile koje prima vozilo pri kretanju. Time se kod vozila direktno utiče na
udobnost, stabilnost i sigurnost kretanja, tako da isti spadaju u elemente aktivne bezbednosti
vozila.

Slika 13

Disk kočnica ( slika 15) sa stegom predstavlja osnovni vid izvodjenja i koristi se u principu kod
svih putničkih I teretnih vozila, dok se kočnice sa lamelastom frikcionom površinom uglavnom
koriste kod graĎevinskim mašina ili kod vozila sa nekim posebnim namenama.
Konstruisani model je uprošćen (slika 16) i sastoji se od četiri dela: diska, kočionih čeljusti,
držača diska I osovinice. Na čeljustima se nalaze tri kočiona cilindra. Disk je konstruisan sa
ovorima I rebrima na njemu zbog boljeg hlađenja.

Slika 16

Sistem za oslanjanje vozila

Osnovni zadatak sistema za oslanjanje je da obezbedi elastičnu vezu između točka ikaroserije, a samim

tim i stabilnost vozila u svim uslovima vožnje. Prilikom kretanja vozila dolazi do oscilacija koje bitno utiču na

osnovne osobine vozila kao sto su vučne karakteristike, stabilnost, udobnost, upravljivost... Da bi se smanjile

oscilacije koje deluju sa podloge na točkove i da bi dale željene karakteristike oscilovanjima vozila služi sistem za

oslanjanje. Lako je primetiti da je veća uloga sistema za oslanjanja srazmjerna brzini kretanja vozila, dakle sto se

većom brzinom krećemo to nam je važni sistem za oslanjanje. Osnovni zahtevi koji se traže od ovog sistema su:

odsustvo udara i oscilacija, veća stabilnost, obezbeđenje osnovnih karakteristika prigušenja. Ovaj sistem je veoma

složen i sastoji se od više osnovnih, tj. posebnih sistema.

Mehanizam za vođenje točka (elementi za vođenje) ima

zadatak da obezbijedi što povoljnije njihovo relativno pomeranje u odnosu na okvir ili karoseriju vozila. Elementi

za vođenje i moraju, takođe, da obezbede i prenošenje horizontalnih reaktivnih sila i reaktivnih momenata sa

samog točka na okvir, odnosno karoseriju vozila.

Točak

Konstrukcija točka je u potpunosti prilagođena njegovim višestrukim funkcijama.

Današnji izgled točka znatno se razlikuje u odnosu na točkove prvih automobila, jer je sa

razvojem automobilske tehnike točak dobijao sve više funkcija, a samim tim i sve značajniju

ulogu. Točak u užem smislu sastoji se od tri dela: naplatka, srednjeg spojnog dela i glavčine.

Modeliranje naplatka u Inventoru

Naplatak je deo točka na koji se direktno montira pneumatik. Osnovni oblik naplatka je

cilindrični, ali poprečni presek može imati različite profile. Srednji spojni deo izvodi se u obliku

diska ili u obliku paoka. S obzirom da kod većine točkova za automobile naplatak i središnji deo

čine nerazdvojivu celinu, u svakodnevnom govoru pod naplatkom se podrazumeva i naplatak i

srednji deo točka. Veličina naplatka i njegova konstrukcija najviše su uslovljeni nosivošću

pneumatika, tj. opterećenjem koje pneumatik podnosi, od čega zavisi broj razdvojivih delova

naplatka i oblik njegovog poprečnog preseka. Naplatak može biti izveden kao nerazdvojiv ili kao

razdvojiv,što uglavnom zavisi od vrste vozila za koje je namenjen. Razdvojivi naplaci izvode se

kao dvodelni ili trodelni. Naša vizija naplatka prikazana je na slici 17. Na slici 18 prikazan je naplatak sa

osnovnim dimenzijama.

Slika 17 – Vizija naplatka

Slika 18 - Osnovne dimenzije



Sposobnost podnošenja velikih brzina uz visok komfor

Što se, konkretno, naseg ATV vozila tice, nasa vizija za pneumatik je predstavljena je na

slici 21. Na slici 22 prikazane su osnovnde dimenzije pneumatika.

Slika 21 – Vizija pneumatika

Slika 22 - Osnovne dimenzije

Nakon sagledavanja i upoređivanja sa već postojećim rešenjima, izgled pneumatika za naše

vozilo, modeliran u inventoru, prikazan je na slici 23.Nakon par korekcija u estetskom smislu,

konačna verzija modeliranog pneumatika u Inventoru, data je na slici 24.

Slika 23 – Izgled pneumatika

Slika 24 – Konačna verzija pneumatika u

Inventoru

Modeliranje vođice u Inventoru

Vođica je kao sastavni deo sistema za oslanjanje, koja spaja točkove sa nosećom

strukturom. Naša vizija vođice, prikazana je na slici 25. Na slici 26 prikazan je mehanizam za

vođenje točka sa osnovnim dimenzijama.

Slika 25 – Vizija vođice

Slika 26 – Osnovne dimenzije

Izgled vođice, modelirane u inventoru, prikazan je na slici 27. Nakon nekih izmena i

korigovanja, u smislu ojačanja vođica i radi olakšanog kačenja istih, konačna verzija je data na

slici 28.

Slika 27 – Izgled vođice i Inventoru

Slika 28 – Konačan izgled vođice i Inventoru

modul

(dva vlakna)

Ugao osvetljenja svake pojedinačne diode 120 stepeni.

Intenzitet svetla

: kao standardna sijalica od 25W

Pozicija

: Sve diode sijaju slabijim intenzitetom

Može se koristiti u zadnjim svetlosnim grupama koje imaju i koje nemaju reflektujuću
površinu iza sijalice.

Slika 30

Slika 31

Elementi upravljačkog mehanizma

Pod upravljačkim mehanizmom jednog vozila podrazumevaju se svi elementi mehanizma koji
učestvuju u ostvarivanju željene putanje kretanja vozila. Ovaj sklop vozila spada u vrlo osetljive
sklopove  vozila   s  obzirom   da  od   njegove   preciznosti   i   pouzdanosti  zavisi  i   sigurnost   celog
vozila, kako sa aspekta kretanja pa time i   bezbednosti u saobraćaju. Upravljački mehanizam
vozila uopšte, deli se, u principu, na mehanizme upravljanja vozila sa točkovima i mehanizme
čije se upravljanje vrši gusenicama. Ove dve vrste mehanizama su koncepcijski sasvim različite,
samim tim što je i koncepcija upravljanja različita. Kod vozila točkaša, željena putanja kretanja
obezbeđuje   se   zakretanjem   upravljačkih   točkova.Na   slici   32   prikazan   je   izgled   guvernala
ATVvozila sa svojim gabaritnim dimenzijama.

Slika 32

Na slici 33 prikazan je izgled naseg upravljaca modeliran u inventoru.

Slika 35

6.Vrednovanje preliminarnog projekta

Prilikom sklapanja delova u sklop i sagledavanja naseg preliminarnog (pocetnog) projekta
zapazili smo uocljive greske pri radu na projektu.Prilikom modeliranja delova doslo znacajnih
odstupanja od zadatih mera sto je se kasnije odrazilo kako na izgled takoo in a funkcionalnost
celog sklopa.



Ram vozila je odstupao od zadatih gabaritnih mera,pa smo morali da vrsimo korekciju
zadnjeg dela rama u obliku skracenja dela namenjenog za postavljanje sedista.



Upravljacki mehanizam nije zadovoljavao postavljene zahteve pa smo pocetni prenosni
mehanizam zamenili zupcastom letvom.



Prilikom sklapanja podsklopa pogonski agregat-izduvni system uvideli smo da ima
neslaganja u otvorima na motoru i izduvnoj grani.



Sistem osvetljenja na vozilu nije nam bio uskladjen sa zahtevima maske vozila.



Takodje smo morali korigovati i vodjice radi ostvarivanja bolje povezanosti sa ramom
vozila.



Pri sklapanju motora uvideli smo da ima neslaganja u dimenzijama klipa i klipnjace.



Velike probleme stvarala nam je maska koju osim sto je bilo tesko osmisliti i
izmodelirati,takodje je bilo tesko ukilopiti je sa ramom vozila.

Prilikom rada na nasem projektnom zadatku nailazili smo naveliki broj manjih gresaka koje sun
am stvarale velike probleme koje smo kao i sve predhodno navedene morali da otklonimo kako
bi dosli do glavnog (finalnog) projekta.

7.Glavni (definitivni) projekat

Glavni  projekat  predstavlja  konkretizaciju  idejnog  projekta  vozila.Pri razradi glavnog
projekta,daju   se   konacna   tehnicka   resenja   koja   u   potpunosti   treba   da   definisu
vozilo.Podrazumeva   izradu   projekta   sa   svim   svojim   komponentama   potrebnim   za
izvodjenje.Definitivni projekat daje kompletnu sliku realizovanog projektnog zadatka.
Na   narednim   slikama   (36,37   i   38)   prikazan   je   definitivni   projekat   ATV(QUAD)
vozila.Kompletan   projektni   zadatak   odradjen   je   u   Autodesk   Inventoru   2013.Vecina
zadatih zahteva je ispostovana i realizona,osim par njih za koje smo tokom rada uvideli
da su pogresno postavljeni id a ih je nemoguce realizovati.

Slika 36