Kergliikurite sõidudünaamika

Klementsov, Mihkel (2020) Kergliikurite sõidudünaamika. [thesis] [en] Driving Dynamics of Micro-Mobility Vehicles.

[thumbnail of lõputöö - digidoc] PDF (lõputöö - digidoc) - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (2MB)
[thumbnail of lihtlitsents - digidoc] PDF (lihtlitsents - digidoc) - Other
Restricted to Registered users only

Download (530kB)

Abstract

Lõputöö teema on „Kergliikurite sõidudünaamika“. Töö eesmärk oli uurida eelkõige erinevate kergliikurite dünaamilisi parameetreid viies nendega läbi erinevaid katseid, samuti ka kindlaks teha võimalikud ohuolukorrad ja nende seosed katse tulemustega ning anda ohutushinnang sõltuvalt katsetingimustele. Töö esimeses osas vaadeldi seaduseelnõu, mis käsitleb tulevikus kergliikurite reguleerimist Eesti liikluses. See oli vajalik, et oleks selgeks teha piirangud, mis kergliikuritele tulevikus seatakse. See seaduseelnõu mängis suurt rolli katsete väljakujunemisel. Esimeses osas vaadeldi veel kergliikuri – täpsemalt elektrilise tõukeratta – ehitust ning komponente, selgitati lahti kõikide komponentide funktsioon ning kuidas selline liikur üldiselt toimib. Samuti argumenteeriti kergliikurite kasulikkust tänapäeva liikluses, põhjendati nende aktuaalsust ja mõju keskkonnale ning tutvuti erinevate kergliikurite ohukohtadega. Töö teises pooles selgitati lahti katsete läbiviimise tingimused ning erinevad meetodid, sealhulgas loetleti üles katsed – hoovõtukatse, pidurduskatsed, põikekatse, üle takistuse sõitmise katse ning stabiilsuskatse. Samuti loodi ülevaade erinevate katses osalevate liikurite baasparameetritest, funktsioonidest ning tehnoloogiatest. Erinevate katsetulemuste analüüsidest selgus, et katsetatud liikurid erinevad teineteisest suuresti. Hoovõtukatsete tulemustest selgus, et ohutuse tagamiseks ei tohiks kergliikuri hoovõtuaeg 5 km/h – 20 km/h olla suurem, kui 4 sekundit ning maksimaalne hetkeline pikikiirendus peaks kindlasti jääma alla 3 m/s2. Pidurdamiskatsete tulemustest selgus, et ohutuse tagamiseks ei tohiks olla kergliikuri pidurdusteekond 20 km/h – 2 km/h pikem kui 5 meetrit, kusjuures maksimaalne hetkeline aeglustus ei tohiks kindlasti ületada 7 m/s2. Samuti sai katsetulemustest järeldada, et mehaaniliste pidurite olemasolu on ohutuse seisukohalt hädavajalik ning eelistatud oleks kahe mehaanilise piduri lahendus. Põikekatsete tulemusest selgus, et vastavas töös kajastatud tulemustega ei ole võimalik iseloomustada täpselt liikuri käitumist reaalses olukorras. Üle takistuse sõitmise katse tulemustest selgus, et selliste katsetingimuste puhul on üle 4 g suurused kiirendused kõige tuntavamad ning alla 2 g suurused kiirendused kõige vähem tuntavad. Kõige paremini aitasid takistuse ületamisele kaasa esivedru olemasolu ning kärgrehvid. Stabiilsuskatse tulemused näitasid, kui mistahes telje raskuskiirenduse absoluutväärtuse keskmised näitajad lähenesid või ületasid 6 g, esinesid selged juhitavusraskused ning nendega liiklemine katselõigul oli ebaturvaline. Olenemata sellest sõltub sarnaste tingimustega olukorras ohutus rohkem juhi oskustest ning valmisolekust, kui liikuri stabiilsusest. Viimases peatükis märgiti ehituse ning disaini osas mõningad parameetrid, mis võiksid olla määratletud seadusega ning mis muudavad liikuriga sõitmist oluliselt mugavamaks ja ohutumaks. Kokkuvõtteks võib öelda, et kergliikurite valik on väga suur. Kuigi enamus neist liikuritest on ohutud igapäevaste sõitude jaoks, peab meeles pidama, et erinevad liikurid on erineva otstarbega. Tuleb olla teadlik, mida hakatakse kasutama või ostma ning mis eesmärgiga. Enne liikluses osalemist kergliikuriga on vajalik esmaselt teha selgeks kohalikud seadused ning ohutusreeglid ning teiseks harjutada individuaalselt sõitmist erateedel või teistes rahvavähestes kohtades, eriti kui on kasutusel võimsam ning piiranguteta liikur.

Abstract [en]

The topic of the present graduation thesis is „Driving dynamics of micro-mobility vehicles”. The aim was to study the driving dynamic parameters of different micro-mobility vehicles by conducting different experiments with them, also to highlight the possible dangers and their connections with the test results and give corresponding safety assessments. In the first part of the thesis, the new draft bill, regarding the future regulations of micro-mobility vehicles in Estonia, was introduced and briefly explained. It was necessary to make the future regulations clear before conducting the tests. Secondly, the construction of an electric scooter was explained on a component level and all the functions of different components were explained. Thirdly, the benefits, topicality and impact on the environment of micro-mobility vehicles in today’s society were explained and also the potential dangers were reviewed. In the second part of the thesis, the test conditions and methods were explained, also the different tests were listed and explained – an acceleration test, braking tests, a digression test, driving over an obstacle test and a stability test. Also, the base parameters and functions of the different subject vehicles were listed and reviewed. Having reviewed the test results, it can be said that all of the different vehicles performed very differently in comparison to each other. Results of the acceleration test made it clear, that to ensure safety of micro mobility vehicles, the acceleration time from 5 km/h to 20 km/h cannot be greater than 4 seconds and the maximum momentary acceleration should definitely not exceed 3 m/s2. The braking tests showed, that to ensure safety while braking, the maximum braking distance from 20 km/h to 2 km/h should not exceed 5 meters, also the maximum momentary deceleration should not exceed 7 m/s2. The test results also showed, that the presence of mechanical brakes is vital from a safety standpoint and vehicles with two mechanic brakes are preferred. The deviation test results proved, that the results reflected in this thesis were not in correlation with the real feel of the vehicle. When driving over an obstacle, the test results showed that the most noticeable forces in similar testing conditions were above 4 g, and the least noticeable forces were below 2 g. The most helpful technical solutions when driving over obstacles were the presence of a front spring and honeycomb tires. The results of the stability test showed, that when the forces of which ever axis came close to or exceeded 6 g, then there was a clear difficulty controlling the vehicle and driving the vehicle in these conditions was dangerous. Nevertheless, in situations with similar conditions, safety depends more on the skill and readiness of the driver than on the stability of the vehicle. In the last chapter, some design flaws and issues of the vehicles were noted and recommendations were made regarding their safety, rideability and regarding the draft bill. In conclusion, there is a very large variety of micro-mobility vehicles nowadays. Although most of them are safe to perform every day activities, one must always keep in mind that there are many different vehicles for different uses. The consumer needs to be aware of what vehicle they use or buy and for what reason. Before any actual driving in traffic, all new users should firstly make sure that they are aware of the local laws and safety conditions. Secondly, they should practice driving their vehicle on private or closed roads before going into everyday traffic, especially when the vehicle is very powerful, fast and hard to drive.

Item Type: thesis
Advisor: Janek Luppin
Subjects: Transport > Traffic Management > Traffic Safety
Transport > Automotive Engineering > Car Construction > Special-purpose Vehicles
Divisions: Institute of Engineering > Automotive Engineering
Depositing User: Mihkel Klementsov
Date Deposited: 05 Jun 2020 12:35
Last Modified: 05 Jun 2020 12:35
URI: https://eprints.tktk.ee/id/eprint/5424

Actions (login required)

View Item View Item