1.1 Uvod:
Osnovni zadatak teorije kretanja vozila je proučavanje dejstva sila na vozilo, odnosno njihovih
uzroka i posljedica. Prva podjela ove oblasti može se izvršiti prema karakteru podloge po
kojima se vozilo kreće, pa se posebno razmatraju:
• teorija kretanja po tvrdim podlogama (drumska vozila), i
• teorija kretanja po mekim podlogama (vanputna vozila)
U proučavanju kretanja vozila po mekim podlogama, uzimanje u obzir mehaničkih
osobina zemljišta, prije svega njegovih napona i deformacija po kretanju, od suštinskog je
značaja. S obzirom na raznovrsnost tipova zemljišta, velik broj uticajnih parametara čije je su
varijacijeu realnim uslovima često intenzivne i stohastičke (vlažnost, prostorna raspodjela
mehaničkih svojstava...), a na kraju i zbog kompleksnog naponsko – deformacijskog ponašanja
mekog zemljišta, kretanje vanputnih vozila proučava se u okviru posebne discipline, koja ovde
neće biti dalje razmatrana.
U proučavanju kretanja drumskih vozila, vozilo se kreće po nedeformabilnoj podlozi
odnosno mehanička svojstva podloge su takva da se njene deformacije pod uticajem vozila
mogu zanemariti.
Disciplina koja proučava kretanje vozila po tvrdm podlogama se uobičajeno naziva dinamika
vozila.
Motorna i priključna vozila su pri svom kretanju izložena dejstvu različitih sila. Ove
sile se razlikuju ne samo po karakteru i načinu dejstva, već i po uticajima koje izazivaju na
kretanje vozila i njegove perfomanse.
Sile koje djeluju na vozilo mogu biti na pr.:
1. sila koja ostvaruje kretanje – vučna sila,
2. sile otpora kretanju,
3. inercione sile različitog porijekla,
4. sile koje potiču od vjetra i drugih uticaja.
Centri dejstva ovih sila, odnosno njihovih rezultanti, po pravilu su različiti i moraju se
za svaki slučaj posebno utvrđivati.
Sa stanovišta uticaja na vozilo, sile mogu biti međusobno različite. U ovom smislu treba,
prije svega, razlikovati propulzivne sile, koje teže da ubrzaju vozilo i otporne sile koje se
suprotstavljaju kretanju, odnosno koje teže da ga uspore.
«Obimna sila» na pogonskim točkovima označava se sa F
O
i određena je izrazom
F
O
=
M
O
/
r
d
. Pri ubrzanom kretanju (slika 1) motornog vozila na usponu (
) na vozilo djeluju
sljedeće sile:
-
uticaja zemljine teže tj. težina (G = mg),
-
otpor kotrljanju (R
f
),
-
otpor zraka (R
V
),
-
otpor savlađivanju uspona (R
U
),
-
otpor priključnog vozila ili radnog otora (R
pot
),
-
sila inercije vozila (R
a
),
-
reakcije tla (X, Y, Z)
Pored ovoga treba razlikovati i različite bočne sile, koje prvenstveno teže da vozilo
skrenu sa putanje po kojoj se kreće, tj. koje djeluju na vozilo kao poremećaj, neposredno
uticajan na opšte ponašanje vizila pri kretanju.
2.1 Otpor kotrljanja točka:
Iako otpor kotrljanja točka predstavlja sumarno dejstvo
nekoliko različitih faktora, kao najvažniji i najdominantniji mora se posebno izdvojiti otpor
histerezisa. U uobičajenim uslovima kretanja drumskih vozila ovaj udio čini približno 90%
ukupnog otpora. Otpor histerezisa odlikuje se, ukratko, slijedećim osobinam:
- nastaje uslijed unutrašnjeg trenja zbog stalne promjene deformacijskog stanja uslijed
kotrljanja;
Ff = f
⋅
ZT
Koeficijent f, pri tome, u najvećoj meri obuhvata veličinu
e
rd
, ali i druge navedene uticaje
Faktori koji utiču navrijednost koeficijenta otpora kotrljanja
Uticaj eksploatacionih parametara
1) Brzina
Kao što je pomenuto, koeficijent otpora kotrljanja u početku raste veoma blago sa porastom
brzine, dok za veće brzine ima nagliji porast. Različite vrste pneumatika imaju različite
karaktere porasta koeficijenta f u funkciji brzine. Nekoliko primera prikazano je na dijagramu,
Slika 1
Slika 1: promjena koeficijenta otpora i uavisnosti od brzine
U literaturi postoji veći broj empirijskih izraza kojima se modelira zavisnost koeficijenta f od
brzine. Najbrojniji su polinomi, opšteg oblika: f = C0+C1
⋅
v+C2
⋅
v2+C3
⋅
v3+C4
⋅
v4+...
Primer (prema [
Mitschke
]):
