Тема 1.2 .1 Силы, действующие на автомобиль при движении

Для быстрого освоения приемов безопасного вождения
автомобиля необходимо иметь представление о сущности процессов,
происходящих при его движении в различных дорожных условиях.
Теоретический анализ эксплуатационных свойств помогает предположить предельные возможности автомобиля и реализовать в сложных условиях конструктивные особенности конкретной модели автомобиля.

К основным эксплуатационным свойствам, характеризующим
«поведение» автомобиля на дороге, относятся: динамичность, топливная экономичность, устойчивость, управляемость, про-
ходимость и плавность хода.

Теорию движения автомобиля и его эксплуатационные свойства рассматривают изолированно одно от другого. В действительности все они о взаимосвязаны. Так, скорость автомобиля на поворотах может быть ограничена не динамичностью, а управляемостью и устойчивостью, а на неровных дорогах плавностью хода.

Динамичность — свойство автомобиля двигаться с максимально возможной средней скоростью, характеризующееся максимальной скоростью движения, интенсивностью разгона до заданной скорости и интенсивностью торможения.

Динамичность автомобиля зависит, прежде всего, от его тяговых и тормозных свойств.

Автомобиль движется в результате воздействия на него различных сил (рисунок 1), которые разделяются на силы, движущие автомобиль и силы, оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги Р_т, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате взаимодействия ведущих колес (нагруженных крутящим моментом, передаваемым от двигателя) с дорогой. От величины тягового усилия на колесах зависит преодоление сил сопротивления движению, быстрота разгона, или, как говорят, приемистость автомобиля. Сила тяги в основном определяется скоростной характеристикой двигателя, а также передаточным отношением КПД и трансмиссии, скоростные характеристики двигателя характеризуются изме­нением мощности и крутящего момента, развиваемых двигате­лем, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

В режиме максимального крутящего момента двигатель развивает наибольшую тягу, необходимую для преодоления больших сопротивлений движе­нию и обеспечения высоких ус­корений при разгоне, а в режи­ме максимальной мощности достигается наибольшая ско­рость движения автомобиля.

Рисунок 1. Силы, действующие на автомобиль при движении:

Ри - инерционная,

Риб — боковая инерционная

Pбс — сопротивления боковому скольжению,

Р_рд -реакция дороги на опору колеса

МаМИ Крутящего момента,

Р_т- тяги на ведущих колесах,

Р_в — сопротивления воздуха

Рд – сопротивление (дороги) качению.

мощности. В этом случае обе- обеспечивается минимальный удельный расход топлива при высоких динамических показателях автомобиля.

Большую помощь водителю для выбора наиболее оптимального режима движения в конкретных дорожных условиях оказывают тахометр и эконометр. Тахометр контролирует режим работы двигателя, эконометр указывает величину разрежения во впускном трубопроводе.

К силам сопротивления движению автомобиля относят силу тре­ния в трансмиссии, силу сопротивления качению Р_л и силу сопро­тивления воздуха Р_в.

Потери в трансмиссии, затрачиваемые на преодоление трения в зацеплениях зубчатых колес коробки передач и главной передачи, в карданных шарнирах, подшипниках и сальниках, характеризуют КПД трансмиссии. Эта величина в процессе эксплуатации автомо­биля с учетом приработки деталей изменяется и для легковых авто­мобилей составляет 0,90...0,97.

Следовательно, величина мощности и крутящего момента, под­водимая к ведущим колесам, будет меньше величин, получаемых непосредственно от двигателя, на величину потерь в трансмиссии, т. е.

N = N —N

где jV_t — тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, N_e — эффективная мощность двигателя, Af_Tp — мощность, необходимая для преодоления сил в трансмиссии.

Сила тяги Р_т как основная сила, движущая автомобиль, должна быть достаточной для троганья автомобиля с места, поддержания необходимой скорости и придания требуемого ускорения, сила тяги.

Все усилия, действующие в поперечном направлении, вызывают боковую деформацию шин и некоторое их смещение от пятна кон­такта (рис. 3). Каждая последующая точка на беговой дорожке шины входит в соприкосновение с дорогой несколько дальше от центра дороги, чем предыдущая. В результате отпечатки этих точек на следе шин смещаются в сторону действия боковой силы инер­ции Р. Если соединить следы этих точек, то получится линия траекторий качения колес б, которая будет находиться под углом а к средней плоскости направления самих колес а. Этот угол а между первона­чальным и действительным на­правлениями качения колеса называется углом бокового увода.

Если бы колеса были абсолютно жесткими (теоретически),то поворот автомобиля совершался бы относительно.
Рис. 3. Увод шин передних колес под центра, лежащего на продолжения действием поперечной силы: жжении оси задних колес, а угол а —первоначальное направление качения ко- n поворота автомобиля отвалился колеса, б — устойчивое направление качения* колес с эластичной шиной; а - угол увода бы = углу поворота колёс ■ Р — сила инерции относительно продольной оси автомобиля. Однако вследствие бокового увода шин угол поворота авто­мобиля отличается от теоретического. При этом, если углы ^р§||да передних и задних колес одинаковые, то действительный*'радиус поворота автомобиля определяется фактическим угол поворота передних колес за вычетом угла бокового увода шит Такой авто­мобиль имеет нейтральную поворачиваемость. Если же углы увода передних и задних колес разные, то в зависимости от соотшшен^5; этих углов изменится величина действительного радиуса поворота автомобиля. Здесь возможны два случая, по-разному влияющие на управляемость автомобиля.

Если угол увода задних колес а значительно больше угла увода передних колес у (рис. А, а), то фактический радиус поворота 7?и* будет меньше радиуса относительно мгновенных центров пово­рота (I и II). Такой автомобиль вынужден двигаться по меньшей окружности, стремясь к уменьшению ее радиуса, ^читается, что он обладает излишней поворачиваемостью.''

Если же у автомобиля угол увода задних колес а меньше угла увода передних колес у (рис. 4,6), то радиус будет больше теоретического R{. Такой автомобиль всег^^^^^1|тся вый­ти за пределы окружности и обладает недостаточной поворачиваемостью.

* Цифры (I и II) соотвественно — теоретические, фактические параметры движения автомобиля на повороте.

Характеристика поворачиваемости автомобиля определяется конструкцией шасси автомобиля и в значительной мере видом при­меняемых шин, давлением воздуха зачастую и степенью Их износа. Если на заднюю ось автомобиля поставить более изношенные шины, то автомобиль будет характеризоваться излишней поворачиваемостью.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: