Силы, действующие на автомобиль. Радиусы эластичного колеса. Коэффициент общего дорожного сопротивления. Коэффициент сцепления. Тяговая характеристика авто. Анализ конструкции и расчет главной передачи

Вопрос 1: Силы, действующие на автомобиль.  Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Она возникает в результате взаимодействия колеса с дорогой. Сила тяги определяется как соотношение крутящего момента на колесах к радиусу ведущих колес r:. ;  - сила сопротивления воздуха,  - сила сопротивления подъема,  -сила инерции ,  - тяги ,  - сопротивление качению,  - сопротивление дороги. Сила сопротивления подъему – скатывающая сила , на автодорогах с твердым покрытием уклоны I не превышают 4-5 °. , мощность на преодоление подъема с уклоном i: . Сила сопротивления качению – эта сила зависит от коэффициента деформации дороги и шины, а также от трения шины о покрытие. Во время качения колеса между частями шины вследствие их деформации возникает трение и выделяется тепло, следовательно    потери в шинах при качении колеса деформация в передней части контакта увеличивается, в задней уменьшается.  . Чем сильнее колесо   , тем труднее его столкнуть. G – составляющая веса,  – коэффициент сопротивления качению. При скоростях 10-15 м/с f=const, но с увеличением скорости f возрастает, т.к. шина не успевает полностью    в зоне   и возвращается не вся энергия, затраченная на деформацию шины. Кроме того, при увеличении скорости деформации возникает внутреннее трение в шине. Для движения по хорошим дорогам  , влияние скорости на величину деформации

Вопрос 2: Радиусы эластичного колеса. Различают следующие виды радиусов колеса: 1.Номинальный – радиус подсчитан по номинальным размерам шин. 2. Свободный () – радиус беговой дорожки при отсутствии всех сил действующих на колесо и при отсутствии его вращения. 3. Статический () – расстояние от оси колеса до опоры поверхности, при этом колесо нагружено вертикальной силой. Величина статического радиуса зависит от вертикальной нагрузки и воздуха в шинах. 4. Динамический () – расстояние от оси до опорной поворота дороги, по которой оно катится. Колесо при этом нагружено осевой вертикальной и всеми силами. Динамический радиус увеличивается с уменьшением нагрузки и увеличения давления в шинах. При увеличении скорости под действием центробежных сил, силы растягиваются в радиальном  направлении, вследствие чего  возрастает. 5. Радиус качения колеса () - радиус условного недеформирующегося катящегося бес скольжения колеса, которое имеет с данным  эластичным колесом одинаковые угловую и линейную скорости. Определяется по формуле: , S – путь, пройденный колесом, n – число оборотов колеса. Радиус качения с ростом крутящего момента уменьшается, а с ростом тормозного момента увеличивается. При полном буксовании =0, при полном скольжении . На дороге с твердым покрытием = и измеряется опытным путем.  У радиальных шин легковых автомобилей в обозначении введен индекс в соответствии h/b, 0,7=H/B.

Вопрос 3: Коэффициент общего дорожного сопротивления.   Сила  сопротивления качению  возникает при деформации шины при взаимодействии с дорогой. При нагружении колеса вертикальной нагрузкой происходит упругая деформация шины, сопровождающаяся затратами энергии. При качении колеса по твердой поверхности энергия затрачивается на трение в материале шины и трение скольжения в контакте шины с дорогой.

Площадь петли представляет работу, затраченную на потери в шине.

Рассмотрим ведомое колеса. Т – толкающая сила,  - реакция от вертикальной нагрузки,  - радиус качения колес,  - сила сопротивления качения.  Деформация в передней части контакта больше, чем в задней части. Реакция  на плоскости  создает момент .  Рассмотрим равновесие колеса для определенной силы. Т.ч.: , . Коэффициент сопротивления f не изменяется до 90 км/час, а при более высокой v f увеличивается, т.к. шина в зоне контакта не успевает полностью распрямиться и колесу возвращается меньшая доля энергии.  При увеличении v создается внутреннее трение в резине. Влияние v на деформацию определяется: , - коэффициент (меньше 60 км.)

Вопрос 4: Условия возможности движения авто. Длительное безостановочное движение авто возможно. Тогда у нас . Это неравенство связывает конструктивные параметры машины с сопротивлением движения. Условие это необходимое, но не достаточное, т.к. не учитывается буксование ведущих колес с дорогой. Т.о. с учетом буксования уравнение примет вид: . Для авто с передними ведущими колесами в формулу подставляем или , задними ведущими колесами  или .