Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

URBANISTICA – Corso di Infrastrutture di Trasporto Dispensa: sostentazione e locomozione

Fy fay Fzad

– in fase di frenatura la forza di aderenza massima è proporzionale al peso che il veicolo scarica

sulle ruote frenanti (peso frenato, Fzfr):

Fy fay Fzfr

Per le autovetture, in generale, solo due ruote sono motrici, per cui il peso aderente è inferiore (circa

½) al peso totale; per le auto a trazione integrale (4x4) il peso aderente è pari al peso totale. Invece,

in generale, tutte le ruote sono frenanti, per cui il peso frenato è pari al peso totale.

Resistenze al moto

Sono tutte le forze esterne che si oppongono al moto di un veicolo

Resistenza al rotolamento

Durante il moto di un veicolo stradale, la reazione della pavimentazione, risultante degli sforzi

normali trasmessi alla ruota, è spostata dal lato del moto rispetto all’asse della ruota:

Nasce pertanto una “coppia resistente” pari a: Fz e

f

L’eccentricità e , e pertanto la resistenza, aumenta all’aumentare della velocità Sperimentalmente si

f

è visto che, per veicoli in moto rettilineo, la resistenza al rotolamento si può esprimere come una

forza pari a:

= m (c + b v )

r

r 2

dove:

m è la massa del veicolo (kg)

c e b sono parametri sperimentali (m/sec ; 1/m)

2

v è la velocità del veicolo (m/sec)

Forza peso

E’ una forza che si somma alle resistenze solo per veicoli su di un piano inclinato; ha lo stesso

segno delle resistenze per moto in salita; ha segno opposto per moto in discesa. La forza peso è

diretta verso il centro della terra, è applicata al baricentro del veicolo ed è pari a:

URBANISTICA – Corso di Infrastrutture di Trasporto Dispensa: sostentazione e locomozione

P = m g

dove:

m è la massa complessiva del veicolo (kg)

g è l’accelerazione di gravità (9,81 m/sec )

2

Nel caso di un veicolo su un piano inclinato, la componente che si oppone al moto è:

P tg (γ) = P i = m g i con “i” pendenza della livelletta (positiva se salita)

P sen(γ) ≅

Resistenza in curva

E’ molto modesta per veicoli stradali. E’ dovuta al moto di deriva prodotto dall’azione della forza

centrifuga sul veicolo.

La forza centrifuga è una forza applicata al baricentro del veicolo, con direzione nel piano del moto

ed ortogonale alla tangente alla traiettoria, pari a:

2 / R

Fc = m v

con: m massa del veicolo (kg)

v velocità del veicolo (m/sec)

R raggio della curva (m)

Sperimentalmente si è visto che, per i veicoli stradali, la resistenza in curva è proporzionale alla

forza centrifuga:

2

rc = cc m v / R

dove cc vale 0,01-0,02.

Resistenza aerodinamica

E’ la resistenza che incontra un veicolo muovendosi in un fluido, in questo caso aria.

Si scompone in: Frontale

Posteriore

Laterale

URBANISTICA – Corso di Infrastrutture di Trasporto Dispensa: sostentazione e locomozione

Per le autovetture, in generale, si trascurano i termini dovuti alla resistenza posteriore e laterale.t

La resistenza aerodinamica, nel verso del moto,si calcola con la seguente formula sperimentale:

ρ

ray = ½ cy sy vry

2

dove:

cy è il coefficiente di forma del veicolo (si misura sperimentalmente nelle gallerie del vento; per

autovetture varia da 0,28 a 0,40)

sy è l’area della sezione maestra del veicolo (la più estesa delle sezioni trasversali del veicolo; 1,5-

2,2 mq per le autovetture)

ρ è la densità dell’aria (circa 1,2 kg/m3)

vry è la velocità relativa del veicolo rispetto a quella del vento nella direzione del moto (m/sec)

Forza resistente complessiva

E’ la somma di tutte le resistenze al moto:

ρ vry

Ry = ± m g i + ½ cy sy

2 2

2 + cc m v / R + m (c + b v )

che si può sinteticamente scrivere (noti tutti i termini):

Ry = W + Z v2

Le resistenze al moto hanno, pertanto, andamento quadratico con la velocità.

Equazione generale del moto

La locomozione di un mezzo di trasporto richiede che un motore fornisca energia per la traslazione;

la forza di trazione T che risulta applicata al mezzo deve essere in grado di vincere le resistenze al

moto e di produrre accelerazione secondo l'equazione generale del moto:

( ) ( ) ( )

T v =R v +m 1+β dv/dt

tot

dove:

T(v) è la forza (o sforzo) di trazione, altrimenti definita come risultante delle forze attive;

β è un coefficiente di maggiorazione della massa per tenere conto della necessità di accelerare

anche le masse, rotanti e traslanti, che si muovono lungo traiettorie diverse da quella del veicolo;

R è la somma delle resistenze al moto (forze passive).

tot

URBANISTICA – Corso di Infrastrutture di Trasporto Dispensa: sostentazione e locomozione

Forza di trazione

La funzione T(v) è chiamata caratteristica meccanica di trazione del mezzo e dipende dalla

caratteristica meccanica del motore C(n), dove C è la coppia fornita dal motore all’albero e n il

numero di giri dell'albero stesso.

La caratteristica meccanica ideale dovrebbe avere l'andamento di un'iperbole equilatera; in tale

situazione, infatti, una riduzione della velocità dovuta ad un aumento delle resistenze al moto

determinerebbe un aumento della forza di trazione e quindi il raggiungimento di un nuovo

equilibrio mantenendo costante la potenza di trazione (prodotto della forza di trazione per la

velocità).

Una caratteristica meccanica a forza costante od addirittura decrescente al diminuire della velocità

sarebbe instabile: una diminuzione della velocità per l'aumento delle resistenze al moto porterebbe

all'arresto del veicolo.

Inoltre, tanto la T quanto la v sono soggette ad alcuni limiti imposti:

per T dalla trasmissibilità dello sforzo di trazione da parte dell'organo propulsore (aderenza per le

ruote, avanzamento per l'elica), prima ancora che dalla stabilità e dalla resistenza meccanica del

veicolo;

per v dalle condizioni limite per il funzionamento del sistema motore-propulsore e per la sicurezza

di marcia.

In sostanza una caratteristica di trazione ideale dovrebbe avere l'andamento mostrato in figura

Per T = costante / v, la potenza netta al propulsore W risulta invariabile con la velocità:

W(v) = T(v) v = costante = W η

Supponendo che il rendimento (potenza utilizzata / potenza prodotta) non dipenda da v, allora

anche la potenza N prodotta dal motore, pari a:

URBANISTICA – Corso di Infrastrutture di Trasporto Dispensa: sostentazione e locomozione

é un'invariante rispetto alla velocità.

In realtà il motore a potenza costante non esiste; si può, però, ricorrere ad accorgimenti tali che,

entro un campo di velocità sufficientemente ampio, risulti costante, con approssimazione più o

meno rigorosa, la potenza all'organo propulsore.

La potenza netta al propulsore necessaria a produrre un moto uniforme alla velocità v (solo

equilibrio con le resistenze al moto) è:

W(v) = R(v) v

Resistenze al moto

Nel compiere uno spostamento un qualsiasi veicolo (terrestre, acquatico o aereo) deve vincere delle

resistenze, ossia delle forze che si oppongono al suo moto.

Esse dipendono sia dalla natura del mezzo ambiente e dalle modalità di sostentazione e

locomozione, sia dalle caratteristiche cinematiche del moto (traiettoria, velocità ed accelerazione),

sia, infine, dalla massa del veicolo.

Riferendosi all'unità di massa (1 t) si parla di resistenze specifiche (r = R/P), espresse di norma in

kg/t o in N/kN.

Rispetto alle caratteristiche cinematiche, è possibile distinguere tra:

- resistenze ordinarie (in moto piano, rettilineo ed uniforme) e pertanto dovute

al rotolamento delle ruote sul terreno (prevalente per i veicoli stradali dove maggiore

o è la deformazione al contatto) e degli assi rispetto al telaio del veicolo o dei carrelli

(prevalente per i veicoli ferroviari);

all’attrito con il mezzo ambiente (aria o acqua)

o esistenze addizionali (di inerzia per moto vario, di rampa, in curva).

o

- Le resistenze addizionali per tutti i veicoli terrestri sono dovute:

alla salita (componente della forza peso lungo l’asse della traiettoria con verso

o opposto a quello della velocità);

all’inerzia (in conseguenza di ogni variazione positiva della velocità);

o alla percorrenza delle curve (inversamente proporzionale al raggio e direttamente

o proporzionale allo scartamento).


PAGINE

12

PESO

120.05 KB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

In questo materiale didattico vengono trattati i seguenti argomenti. Forze agenti sul veicolo: aderenza. Resistenze al moto: rotolamento, forza peso, resistenza in curva, resistenza aerodinamica. Equazioni generali del moto: analisi e soluzione dell'equazione. Forza di trazione. Diagramma elementare del moto e prestazioni del veicolo isolato.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in urbanistica
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Infrastrutture e mobilità territoriale - Infrastrutture di trasporto e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Cirianni Francis.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Infrastrutture e mobilità territoriale - infrastrutture di trasporto

Costi del trasporto
Dispensa
Variabili del flusso
Dispensa
Valutazione dei progetti ABC
Dispensa
Urbanistica - Esempi di piani attuativi
Dispensa