22 października 2017

Wiadomości » Wiadomości

Miejski pojazd przyszłości część 3

Miejski pojazd przyszłości część 3Zanim powstał pierwszy samochód indywidualny z silnikiem spalinowym zostało wynalezione koło o obniżonej osi napędowej. Dokonał tego w roku 1836 polski filozof Józef Hoene Wroński, przebywający wówczas na emigracji we Francji.
Mimo wysiłków wynalazcy koło to nie zostało zauważone i jego istnienie nie wpłynęło na rozwój środków transportu. Za to po 180 latach może być zbawiennym lekarstwem na bolączki współczesnego transportu. Jednak aby tak się stało, nie można wciąż nie zauważać tego kola. Współcześni konstruktorzy pojazdów nie mogą powielali cech dotychczasowych pojazdów tylko dlatego, że na wykładach czy to z fizyki czy z mechaniki pojazdów nie dowiadują się o alternatywie dla koła centrycznego.


Miejski pojazd przyszłości 1/4

Do tej pory można było tłumaczyć się tym, że alternatywa zaginęła gdzieś w XIX wiecznej literaturze. Ale od 2014 r. – kiedy to rower z kołami o przesuniętej osi napędowej był prezentowany na konferencjach naukowych i na targach rowerowych – już nie wypada. Albowiem skazuje się inżynierów na borykanie się niedostatkami pojazdów mechanicznych nie dając nadziei na rozwiązanie narastających problemów.

Możliwość obniżenia osi napędowej istotnie wpływa na konstrukcję pojazdu. Jeden ze skutków to możliwość obniżenia podłogi w autobusach, do czego współcześnie wykorzystuje się kosztowne przekładnie planetarne. Drugi – to możliwość powiększenia średnicy koła bez zmiany położenia podłogi pojazdu.
Takie powiększenie koła powoduje zmniejszenie oporu toczenia. To zaś daje możliwość obniżenia mocy silnika potrzebnej do napędzania pojazdu, a tym samym obniżenie ciężaru pojazdu. To zaś skutkuje możliwością dalszego obniżenia potrzebnej mocy silnika, itd. Z tego wynika, że możliwość obniżenia osi napędowej koła prowadzi do ukształtowania się nowego kompromisu pomiędzy mocą, wagą i średnicą kół pojazdu.

W celu wyznaczenia zależności pomiędzy średnicą kół pojazdu a jego masą i mocą silnika można wykorzystać statystyczne dane o mocy silników i wadze pojazdów z lat 70/80 zawarte w pliku cardata w programie Statgraphics.
moc
waga
Rys.1. Waga i moc pojazdów: 1-amerykańskie, 2-europejskie, 3-japońskie
moc waga



Ponieważ parametry samochodów amerykańskich znacząco odstają od europejskich i japońskich, do dalszej analizy wykorzystano tylko te ostatnie.

Rys.2. Statystyczna zależność wagi od mocy pojazdu: waga = 1 / (0,000631877 – 0,00000248149 * moc)

Na podstawie tej funkcji można ekstrapolować wagę pojazdu w zależności od stopnia obniżenia osi napędowej koła.
Przyjmijmy następujące założenia:
początkowa moc pojazdu jest równa średniej mocy pojazdów, tzn.77,6 KM, a odpowiadająca jej waga pojazdu – obliczona na podstawie powyższej zależności – wynosi 2276,3 kG,
podłoga jest na stałym poziomie 25 cm,
obniżeniu oporu toczenia odpowiada w takim samym stopniu obniżenie mocy silnika.
Obniżając oś napędową od 0 do 40 cm można zauważyć dążenie układu do nowej równowagi.

Rys.3. Hipotetyczne zmniejszenie wagi i mocy pojazdu w funkcji obniżenia osi napędowej koła

Jednak maksymalne przesunięcie osi nie może przekroczyć promienia koła obwodowego. Zatehm w skrajnym przypadku przesunięcie może wynosić 25 cm, co zachodzi dla dwóch kół obwodowych.

Rys.4. Ilustracja obniżenia osi napędowej w zależności od liczby kół obwodowych

.
W takim skrajnym przypadku potrzebna moc zmniejszyłaby się o 60%, a waga pojazdu zmniejszyłaby się o 21 %. Średnica kół mogłaby być zwiększona do 100 cm.
dr Józef Okulewicz
c.d.n.

Podaj adres email

Wprowadź treść komentarza


 
Arsped Sp. z o. o. 2009-2017 Wszelkie prawa zastrzeżone
Zapoznaj się z polityką prywatności×