Dr. Fi István Közlekedéstervezés 2. előadás.

Az előadások a következő témára: "Dr. Fi István Közlekedéstervezés 2. előadás."— Előadás másolata:

1 Dr. Fi István Közlekedéstervezés 2. előadás

2 Közúti ellenállások Egyenletes sebességgel haladásnál
a V vonóerő = az E ellenállással. Ha V > E, akkor gyorsul, ha V  E, akkor lassul a jármű. E = Eg + Ee + El N ahol Eg a gördülő ellenállás, amely az aszfalt és a kerék be-nyomódása miatt lép fel (ld. a következő ábrát).

3 Közúti ellenállások Eg =   Q N  a gördülő ellenállási tényező
(Például:  aszfaltbeton 10 – 20 N/kN  földút 50 – 150 N/kN  kőburkolat 15 – 25 N/kN) Q a jármű tömegéből adódó erő [kN]

4 Közúti ellenállások Ee az emelkedő okozta ellenállás (ld.az ábrát)

5 Közúti ellenállások El a légellenállás El = c  F  v2 N ahol
c a légellenállási tényező, például cbusz = 0,0030, cszgk = 0,0015 – 0,0035, ctgk = 0,0050 – 0,0060; F a jármű homlokfelülete m2-ben, Fbusz = 4 – 7 m2 Fszgk = 2 – 3 m2 Ftgk = 3 – 6 m2

6 Közúti ellenállások v a jármű sebessége km/h-ban vo szél esetén
ellenszélben: v + vo hátszélben: v – vo sebességgel számolunk. Összegezve: (ld. ábra): E =   Q + 10  e  Q + c  F  v2 = Q  ( + 10e) + c  F  v2 N Eemelkedőn = Q ( + 10e) + c  F  v2 Elejtőben = Q ( - 10e) + c  F  v2

7 A vonóerő A vonóerő a sebesség-váltó állásától függ. Az ábrán egy közepes teher-gépkocsi V = f (v) vo-nóerő görbéit tüntettük fel. (A római számok a sebességváltó állásokat jelentik. A szaggatott vonal az elméleti vonó-erő görbe.)

8 Üzemanyag-fogyasztás
Az üzemanyag fo-gyasztás a sebesség-váltó állásától függ. Az ábrán az üzem-anyagfogyasztás ala-kulása látható a v [km/h] sebesség függ-vényében.

9 Lassulási és gyorsulási diagramok és alkalmazásuk
Az ábrán egy tehergépkocsi gyorsulási-lassulási görbéi láthatók. A görbék haszná-latát a következő ábrák szemlélte-tik.

10 Lassulási és gyorsulási diagramok és alkalmazásuk
1. A tehergépkocsi v1 [km/h] sebességgel közlekedik egy e1 (%)-os emelkedőhöz. Mekkora  l1 [m] úthosz-szon fog a sebessége v2 [km/h]-ra csökkenni? (A szerkesztéshez az e1 lassulási görbét használ-juk.)

11 Lassulási és gyorsulási diagramok és alkalmazásuk
2. A tehergépkocsi v3 [km/h]-val halad az e2 (%)-os emelkedőn. Ezután egy enyhébb, e3 (%)-os emelkedő következik. Mekkora  l2 (m) távol-ságon gyorsul fel a teher-gépkocsi v3-ról v4-re? (A szerkesztéshez az e3 gyorsulási görbét hasz-náljuk.)

12 Lassulási és gyorsulási diagramok és alkalmazásuk
Az eljárást leggyakrabban a kapaszkodósávok terve-zésénél veszik igénybe, ekkor a következő ábrán látható pontos diagramot használják.

13 Mértékadó tehergépjármű [90 kg/LE] gyorsítási és lassítási görbéi

14 Jellegzetes sebességi alapfogalmak (I. rész)
átlagos sebesség (összes jármű sebességének szám-tani közepe), tervezési sebesség vt (kis forgalom mellett az úton mindenhol, nedves burkolaton is biztonságosan kifejt-hető sebesség), a legnagyobb aktív menetsebesség va,max (forgalom nincs, hosszabb útszakaszon — még nedves burkolaton is — siető személygépkocsi kifejtheti); külterületi köz-utak esetén használatos fogalom,

15 Jellegzetes sebességi alapfogalmak (II. rész)
aktív menetsebesség va (mint va,max, de az úton forgalom is van); külterületi közutak estén használatos fogalom, megengedett sebesség vm (a KRESZ-ben, ill. jelzőtáblával előírt sebesség), (ajánlott sebesség: külföldön ezt fehér táblán fekete számmal jelölik, nálunk nem alkalmazható), pillanatnyi kihasznált sebesség vp (egy rövid útszakaszon mért sebességeloszlási görbe 85%-os gyakorisági értékéhez tartozó sebesség, a következő ábra szerint), ezt a sebességet a járművek 85%-a nem lépi túl.

16 Pillanatnyi kihasznált sebesség

17 A látótávolság Megállási látótávolság U [m]. (Ezen a hosszon tud egy gépkocsi megállni az akadály előtt.) U = U’ + U”

18 A látótávolság U’ a cselekvési úthossz (a t = 2 s alatt megtett út)
U’ = m (a tényező az átszámítás miatt [km/h-ról m/s-ra]) U” a műszaki fékút (a jármű Ms2/2 kinetikai energiáját a Q  f1 fékezési erő az U” úthosszon felemészti).

19 A látótávolság Az előző képletből:
(a v/3,6 az átszámítás miatt [km/h-ról m/s-re]) - f1 a hosszirányú csúszósúrlódási tényező - f1 száraz burkolat, óvatos fékez.: 0,6 – 0,8 - f1 nedves burkolat, erős fékez.: 0,3 – 0,35 - f1 nedves burkolat, óvatos fékez.: 0,25 – 0,33 - f1 jeges út: 0,1 – 0,15 e az emelkedés, illetve esés értéke %-ban. (Emelkedő esetén az előjel +)

20 A látótávolság A megállási látótávolság tehát:
Összefüggés az f1 és a b fékezési lassulás között: , ebből b 10f1   (b = 3 — 3,5 m/s2) A műszaki fékút meghatározása a fékezési lassulásból:

21 Előzési távolság Ue m az az előzéshez szükséges hossz, melyet a gép-jármű vezetőjének be kell látni. Az előző végre-hajtásához biztonságosan t = 11 s szükséges, amely időhöz a szemben jövő jármű azonos idejét még hozzá kell halmozni. A 22 s alatt megteendő útnyira kell előrelátni ([v km/h-ban], a v/3,6 a km/h-ról m/s-ra történő átszámítás miatt szükséges).

22 A gépjárművek mozgása íves pályán
Az ábrán túlemelt (egyoldali esésű) pályájú ívben hala-dó gépjárműre ható erők láthatók. ahol - M a jármű tömege - Q a jármű tömegéből származó erő - g a nehézségi gyorsulás - v a sebesség km/h-ban

23 A gépjárművek mozgása íves pályán
A körívben haladó gépjármű biztonsá-gát az oldalirányú kicsúszás veszé-lyezteti. A pálya síkjára felírt vetü-letek alapján fejez-hető ki a kicsúszási határegyensúly: P  cos  = f2  Q  cos  + f2  P  sin + Q  sin 

24 A gépjárművek mozgása íves pályán
Az előző képletből: f2 a keresztirányú csúszósúrlódási tényező. Értéke 0,05 és 0,15 között változik, átlagosan 0,1-el számolunk. Az f2  P  sin  értéket elhanyagolva, osztva cos -val, bevezetve a tg  jelölést és az előbb ismertetett P értékét, Q-val egyszerűsítve a összefüggést kapjuk.

25 A gépjárművek mozgása íves pályán
Ebből: - a megengedett határsebesség: [km/h] - a megengedett legkisebb körívsugár [m] Az összefüggés az f csúszósúrlódási tényező és kom-ponensei között a fenti ábrán látható. Ívben azért nem szabad fékezni, mert nő a kicsúszási veszély. A fékezés során nagy f1-et használunk fel, így f2-re kevés marad, ami kicsúszást eredményezhet.

26 Az ívbe forduló gépjármű pályája
Ha a gépkocsi egyen-letes sebességgel halad és a kormányt egyen-letes sebességgel for-gatjuk el, akkor a gép-jármű pályája a klotoid átmeneti ív. Az ábrán a klotoid helyszínrajza és alatta a görbületi ábrá-ja látható.

27 Az ívbe forduló gépjármű pályája
A görbületi ábrán látható két hasonló háromszögből felírható a klotoid természetes egyenlete: r  l = R  L (constans érték) ahol: - L az átmeneti ív hossza [m], - R a körív sugara [m], - r a tetszőleges P ponthoz tartozó sugár a klotoidon [m], - l a klotoid elejétől a P pontig a távolság m-ben, [m], a klotoid paramétere.

28 Az ívbe forduló gépjármű pályája
A főbb adatok az áb-rán láthatók. Az ér-tékek kiszámítva az Ívkitűző Zsebkönyv-ben találhatók. X = L Y = 4 R

29 A legrövidebb klotoid L [m] hosszának meghatározása dinamikai alapon
A túlemelés által ki nem egyenlített oldalgyorsulás változása a klotoid hosszában egyenletes és egy előírt értéknél ne legyen nagyobb. A ki nem egyenlí-tett a [m/s2] oldal-gyorsulás az ábra szerint (a vetületi egyenletet felírva a pálya síkjára): M  a  cos  = P  cos  - Q  sin 

30 A legrövidebb klotoid L [m] hosszának meghatározása dinamikai alapon
Osztva cos -val, behelyettesítve az M = Q/g, a tg = q/100 és az íves pályára vonatkozó P értéket, kapjuk: Ebből Q-val osztva: [m/s2] Az oldalgyorsulás időbeli változásának sebessége kötött érték: a = 1,5 – 1,8 m/s2 , ha nem észrevehető a = 2 – 2,5 m/s2, , ha normális a = 3 m/s2 , ha észrevehető a = 4 – 5 m/s2 , ha eltűrt

31 A legrövidebb klotoid L [m] hosszának meghatározása dinamikai alapon
Ebből: A klotoid teljes L [m] hosszában az oldalgyorsulás változása egyenletes legyen: (A második tagot a biztonság javára elhanyagoljuk.)  Az alkalmazható legkisebb paraméter:

32 VÉGE a 2. előadásnak