§ 4. Тягова сила на ведучих колесах, тягова характеристика автомобіля.

При русі автомобіля на нього діють наступні сили і моменти:

Р_т – тягова сила на ведучих колесах; Р_f – сила опору кочення;

P_ά – сила опору підйому;

P_w – сила опору повітря; P_j – сила опору підйому;

G_a – сила маси автомобіля.

z_k1 – нормальна реакція дороги на передніх колесах;

z_k2 – нормальна реакція дороги на задніх колесах;

М _к – крутний момент на ведучих колесах;

Рис.3. Реакції дороги, що діють на колесо

Рівнодійну всіх сил, що діють із боку дороги на колесо в області контакту, називають реакцією дороги. Її можна представити у вигляді трьох складових: нормальної R_z, перпендикулярній дорозі (Рис 3.а), дотичній R_x діючої в площині дороги й у площині колеса, і поперечної R_y дороги, що лежить у площині, і перпендикулярної колесу. Виникнення реакцій R_x і R_у можливо лише при наявності реакції R_z.

При русі автомобіля колесо, обертаючись під дією прикладеного до нього крутного моменту М_т (Рис 3.б), прагне зрушити назад верхній шар дорожнього покриття. З боку дороги на ведуче колесо в зоні контакту діє протилежно спрямована сила - дотична реакція дороги R_x2. При коченні колеса неминучі необоротні втрати в шинах, тому для автомобіля використовується не весь момент, підведений до ведучих коліс, а лише деяка його частина. Як вказувалося вище, усі сили, діючі на автомобіль, для зручності вивчення ділять на сили рушійні й сили, що чинять опір руху. Відповідно до цього поділу дійсну R_x2, прикладену до колеса з боку дороги, умовно представляють у вигляді різниці двох сил: сили тяги Р_т і сили, що враховує втрати енергії в шинах ведучих коліс Р_К2:

R_x2 = Р_т - Р_К2

Тягова сила на ведучих колесах залежить від крутного моменту на них. Крутний момент на ведучих колесах розраховують за формулою:

M_т = M_e ∙ U_k ∙ U_р ∙ U_гп ∙ η_тр; Н∙м ( 4 )

Де: M_e – крутний момент двигуна;

U_k – передаточне число коробки передач;

U_р – передаточне число роздавальної коробки передач;

U_гп – передаточне число головної передачі;

η_тр – ккд трансмісії.

Тягову силу на ведучих колесах розраховують за формулою:

Н ( 5 )

Тяговою характеристикою автомобіля називають графічну залежність тягової сили від швидкості руху на всіх передачах.

Швидкість руху автомобіля розраховують за формулою:

м/с ( 6 )

Де: ω_е – частота обертання колінчастого валу, для розрахунку беремо з таблиці 1.

Розрахунок швидкості руху найкраще починати з прямої передачі, де передаточне число U_k = 1,0.

Всі отримані результати заносимо до таблиці 2, а швидкість руху на інших передачах розраховуємо табличним методом, за формулами:

для І передачі: м/с ( 7 )

для ІІ передачі: м/с ( 8 )

для ІІІ передачі: м/с ( 9 )

Таблиця 2.

Va1, м/с
Рт1, Н
Рw1, H
Da1
………….
Va4, м/с
Рт4, Н
Рw4, H
Da4

Розрахунок тягової сили ведеться для прямої передачі за формулою.

H ( 10 )

Отримані результати розрахунків заносимо до таблиці 2, а тягову силу на інших передачах розраховуємо табличним методом, за формулами:

для І передачі P_Т1 = P_Т4 ∙ U_k1; ( 11 )

для ІІ передачі P_Т2 = P_Т4 ∙ U_k3; ( 12 )

для ІІІ передачі P_Т3 = P_Т4 ∙ U_k3; ( 13 )

З а даними таблиці 2 будуємо графік тягової характеристики автомобіля.