Teorie vozidel

Garant předmětu:

Jan Kalivoda

Přednášející:

Jan Kalivoda, Jiří Pakosta

Cvičící:

Marek Bous, Vojtěch Dybala, Jan Kalivoda, Jiří Pakosta, Jakub Seidl

Předmět zajišťuje:

ústav automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel

Anotace:

Popis teoretických základů podélné, svislé i směrové dynamiky vozidel. Podrobné objasnění dějů při interakci mezi silnicí (kolejí) a vozidlem, zvláště z hlediska přenosu podélných i bočních sil a stability

Požadavky:

Pro absolvování předmětu je třeba získat zápočet a složit zkoušku. Podmínkou udělení zápočtu je minimálně 80% účast na cvičeních.

Informace k organizaci předmětu, zvláštní podmínky pro udělení zápočtu, klasifikovaného zápočtu resp. zkoušky a studijní podklady mohou být uvedeny na serveru studijních podkladů https://studium.fs.cvut.cz/studium/u12120/2211054_TV .

Osnova přednášek:

1. týden - Přehled odporů, působících na silniční vozidlo, hnací síla, rychlostní charakteristiky hnací síly podle druhu hnacího ústrojí. Odpor stoupání, zrychlení a vzduchu u silničního vozidla. Grafické zobrazení rovnováhy hnacích sil a odporů, rovnováha výkonů. Bezrozměrné vyjádření pohybové rovnice.

2. týden. - Valení pneumatiky po tuhé podložce, kinematické poměry, skluzy, silové poměry (kolo vlečené, hnací, brzdící), odpor valení, jeho závislost na konstrukčních a provozních parametrech, účinnost skluzová, valivá a celková.

3. týden - Hlavní znaky a přednosti kolejové dopravy. Železniční trať a její komponenty. Tepelná dilatace kolejnic. Trasování tratě, stavební převýšení o oblouku, parametry tratě. Dvojkolí - základní pojmy, provedení. Vliv umístění nápravových ložisek. Měření rozchodu dvojkolí, stanovení vůle dvojkolí v koleji. Jízdní profil kola.

4. týden - Silové poměry v kontaktu kolo - kolejnice. Velikost kontaktních ploch, princip vzniku skluzové rychlosti. Vyjádření poměrného skluzu. Skluzová charakteristika. Valení dvojkolí v koleji, vlnivý pohyb, délka vlny, efektivní kuželovitost, ideální poloměr oblouku. Kritická rychlost pojezdu.

5. týden - Radiální tuhost pneu, hystereze, torsní (obvodová) tuhost. Rozdělení kolmých tlaků v dotykové ploše u kola vlečeného, hnacího a bržděného. Podmínky adheze v dotykové ploše a vznik oblasti částečného skluzu. Pneumatika pod vlivem boční síly, směrová úchylka, pneumatický závlek, vratný moment, směrové charakteristiky pneumatik. Natáčecí tuhost pneumatik. Naklopená pneumatika na kruhové dráze.

6. týden - Charakteristika doběhu, rychlostní a dráhová charakteristika rozjezdu. Způsob konstrukce charakteristiky pro hnací ústrojí mechanické a hydromechanické. Vyhodnocení. Přehled dalších výkonových charakteristik silničních a terénních vozidel. Návrh základních parametrů. (výkon a odstup. převodovky dle různých kriterií).

7. týden - Průjezd vozidla obloukem - geometrické postavení, úhel náběhu, optimální rozvor. Grafické řešení postavení vícenápravového vozidla v oblouku. Prostředky pro zlepšení průjezdnosti obloukem. Rejdovná dvojkolí.

8. týden - Silové poměry mezi vozidlem a kolejí při průjezdu obloukem, Heumannova metoda - předpoklady, grafické řešení. Velikost řidících sil - obecná poloha. Vznik nepravé řidící síly - vzpříčená a tětivová poloha.

9. týden - Stanovení zatížení náprav a poloha těžiště. Zatížení ve stoupání, dosažení meze adheze ve stoupání (vozidlo dvounápravové, třínápravové, vliv konstrukce zavěšení zadní dvojnápravy). Rozdíly v zatížení levého a pravého kola.

10. týden - Větvení toku výkonu diferenciálem. Kinematické poměry, momentové poměry s uvažováním účinností. Adhezní schopnost náprav se svorným diferenciálem. Vliv snížené vlastní účinnosti na celkovou účinnost přenosu hnacího momentu. Větvení toku výkonu pevnou mechanickou vazbou. Silová charakteristika valivého poloměru, jízda v přímém směru, jízda zatáčkou. Řízení kolových dvounápravových vozidel. Podmínka správného řízení. Změna poloměru zatáčky vlivem směrové úchylky pneumatik. Směrová stabilita. Skutečné postavení kola. Řízení třínápravového vozidla.

11. týden - Působení vnějších silových účinků (odstředivá síla, vratný moment) na velikost řidících sil. Míra opotřebení kol. Styk kolo - kolejnice a bezpečnost proti vykolejení. Stanovení vodící a rámové síly. Stav na mezi vykolejení. Kritéria bezpečnosti proti vykolejení. Stabilita koleje.

12. týden - Změny kolových sil, výrobní tolerance, provozní vlivy. Změny kolových sil na zborcené koleji. Svislé vypružení kolejových vozidel. Požadavky na bezpečnost a kvalitu jízdy. Návrh užitečného sednutí.

13.týden - Optimální tuhost vypružení vozidla. Progresivní vypružení. Stanovení dynamické přirážky. Charakteristiky vypružení vozidla. Zobrazení namáhání pružin - Schmithův a Goodmanůn diagram. Zjednodušené modely svislého vypružení vozidla.

Osnova cvičení:

Přehled odporů. Pohybová rovnice jízdy silničního vozidla.

Valení pneumatiky po vozovce.

Vlastnosti a charakteristiky pneumatik.

Pneumatika pod vlivem boční síly, směrová úchylka.

Návrh základních parametrů poháněcího ústrojí. Odstupňování převodů

Výkonové charakteristiky silničních vozidel.

Meze adheze

Přenos a větvení toku výkonu

Řízení a směrová stabilita.

Základní znaky kolejové dopravy.

Železniční trať - základní typy a komponenty.

Dvojkolí - konstrukce, typy, parametry.

Kontakt kolo - kolejnice, parametry, silové účinky, charakteristiky.

Kinematika průjezdu kolejového vozidla obloukem.

Silové účinky při průjezdu kolejového vozidla obloukem.

Řídící a vodící síla , kritéria bezpečnosti proti vykolejení.

Změny nápravových a kolových sil .

Vypružení kolejových vozidel.

Požadavky na bezpečnost a jakost chodu vozidla.

Cíle studia:

Seznámit s teoretickými základy podélné, svislé i směrové dynamiky silničních a kolejových vozidel. Objasňuje děje vznikajicí při interakci mezi silnicí (kolejí) a vozidlem, zvláště z hlediska mechanismů přenosu podélných, bočních i svislých sil a stability.

Studijní materiály:

Svoboda, J.: Teorie dopravních prostředků - vozidla silniční a terénní, sktripta, EoR ČVUT Praha, posledně 2000 ;

Douda,P. , Heptner,T., Kolář, J.: Pozemní dopravní prostředky, skripta, EoR ČVUT Praha, 1998;

Kolář, J. : Teoretické základy konstrukce kolejových vozidel , skriptum, 1. vyd., Nakladatelství ČVUT -Česká technika, 2009. , 276 s. , ISBN 978-80-01-04262-5

Švejnoch Vl., Doc.,Ing., CSc. : Teorie kolejových vozidel, EoR ČVUT Praha

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T4:A1-504 Kalivoda J. Pakosta J. 09:00–10:30 (přednášková par. 1) Dejvice Učebna 504
Út	místnost T4:A1-504 Kalivoda J. Pakosta J. 12:30–14:00 (přednášková par. 1) Dejvice Učebna 504
St
Čt	místnost T4:A1-504 10:45–12:15 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Učebna 504
Pá

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• 04 109 NSTI DLTT 2012 zaměření MV (povinný předmět programu)
• 05 109 NSTI DLTT 2012 zaměření SM (povinný předmět programu)
• 06 109 NSTI DLTT 2012 zaměření KV (povinný předmět programu)
• 08 109 NSTI DLTT 2012 zaměření TT (povinný předmět programu)