Сопротивления при различной конфигурации элементов кузова и кабины автомобилей

Добавочные к указанным в табл. 2.3 коэффициентам обтекаемости сопротивления, возникающие при установке на автомобиль различных выступающих деталей, может значительно увеличить к_в. Например, установка отдельных фар увеличивает к_в на 0,04, антенны – 0,02, наружного зеркала – 0.01 и т.д.

Таблица 2.3

Коэффициенты обтекаемости автомобилей

Тип автомобиля	Коэффициент кв
Гоночные	0,130,18
Легковые	0,150,35
Автобусы	0,30,6
Грузовые	0,40,7
Автопоезда	0,550,9

Наибольшие коэффициенты лобового сопротивления характерны для грузовых автомобилей и, особенно, автопоездов и автомобилей, перевозящих контейнеры. В связи с увеличением тяговой динамичности автопоездов особое внимание уделяется понижению коэффициента обтекаемости за счет установки специальных обтекателей, в том числе и с боку. Это способствовало снижению к_в у них на 25 - 30 %, соответственно, экономию топлива на 6 - 8 %.

Сила сопротивления воздуха направлена противоположно вектору скорости движения автомобиля. Ее принято рассматривать в виде сосредоточенной силы, приложенной в точке, называемой центром парусности автомобиля, который, как правило, не совпадает с центром масс автомобиля.

2.11. Сила сопротивления разгону. Коэффициент вращающихся масс

В общем случае сопротивление разгону автомобиля состоит из сопротивления разгону поступательно движущей массы и сопротивления разгону вращательных масс. Такими вращательными массами на автомобиле являются маховик двигателя и связанные с ним детали трансмиссии и колеса автомобиля.

Сила сопротивления разгону поступательно движущейся массы автомобиля согласно второму закону Ньютона определяется по формуле

(2.26)

где М и G – масса и вес автомобиля; j_{p =} - интенсивность разгона (ускорение центра масс).

При разгоне автомобиля часть крутящего момента двигателя затрачивается на разгон маховика и связанных с ним деталей. Поэтому окружная сила на ведущих колесах определяют по формуле (2.5). Из формулы (2.14) очевидно, что на разгон колес моментом инерции J_к также затрачивается часть крутящего момента, подведенная к ведущим колесам. Для учета сопротивления разгону вращающихся деталей автомобиля используют коэффициент учета вращающихся масс δ_вр:

(2.27)

Коэффициент учета вращающихся масс представляет собой отношение силы инерции Р_j всех масс автомобиля к силе инерции его поступательно движущейся массы. Коэффициент δ_вр зависит от передаточных чисел коробки (i_кп) и главной передачи (i₀), от моментов инерции вращающихся масс двигателя и колес, от нагрузки автомобиля.

Используя коэффициент δ_вр (2.27) и выражения (2.26), получим формулу для определения силы сопротивления разгону автомобиля, учитывающая силы инерции поступательной и вращающихся масс автомобиля:

(2.28)

При отсутствии данных по величинам моментов инерции маховика и колес коэффициент δ_вр вычисляют по приближенной формуле

(2.29)

В формуле (2.29) коэффициенты δ₁ = 0,04-0,06 и δ₂ = 0,03-05 показывают влияние момента инерции колес и маховика соответственно на сопротивление разгону основных вращающихся деталей автомобиля.

При частичной нагрузке автомобиля, когда вес его G_x отличается от полного веса G_a , коэффициент δ_вр можно вычислить по следующему выражению:

(2.30)

Из формулы (2.30) следует, что чем меньше нагрузка автомобиля (меньше поступательно движущаяся масса), тем большую роль играет коэффициент δ_вр.

Если автомобиль движется накатом и двигатель отключен от трансмиссии, то его вращающиеся массы мало оказывают влияние на движение, т.к. в этом случае вторым членом в скобках формулы (2.30) пренебрегаем.