4. Питома вільна сила тяги автомобіля (динамічний фактор) .

У теорії автомобіля широко застосовується поняття питомої вільної сили тяги автомобіля, яку за пропозицією акад. Є.О.Чудакова називають динамічним фактором автомобіля :

.

Динамічний фактор вказує наступне:

• скільки одиниць вільної сили тяги припадає на одну одиницю ваги автомобіля ;

• або, що те ж, яку частку по відношенню до ваги автомобіля складає його вільна сила тяги .

Якщо, наприклад, = 0,25, то це означає, що вільна сила тяги автомобіля складає 25 % від ваги автомобіля . За існуючими стандартами динамічний фактор вантажних автомобілів не повинен бути меншим, ніж 0,25. У автомобілів, призначених для руху у особливо важких умовах (армійські автомобілі) динамічний фактор може перевищувати 0,6.

Сила тяги машини . Під час руху тихохідної машини по одній і тій же поверхні сила опору перекочуванню є сталою величиною і її можна врахувати заздалегідь, віднімаючи від повної колової сили . Різницю сил і називають силою тяги машини :

(5)

У такому випадку мають справу всього з двома силами – з силою тяги і з силою опору причепа .

12. Тягові характеристики машини

Залежність тієї чи іншої сили тяги машини від швидкості її руху називають тяговою характеристикою машини (ТХ) за даною силою.

Як сила тяги може бути взята будь-яка рушійна сила – повна колова , вільна сила тяги чи динамічний фактор .

Тягова характеристика будується лише для якоїсь конкретної моделі машини. Для іншої моделі машини потрібна інша тягова характеристика.

У основі тягової характеристика машини за повною коловою силою, можливою за двигуном, лежить зовнішня швидкісна характеристика двигуна за крутним моментом. А саме, значення повної колової сили, можливі за двигуном, обчислюють за відомим виразом:

, (12.1)

де – крутний момент двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою;

– передаточне число трансмісії на -й передачі;

– ККД трансмісії;

– радіус кочення коліс;

– масштабний коефіцієнт (допоміжна величи-на, коефіцієнт пропорційності), який характеризує трансформацію крутного моменту двигуна у можливу за двигуном повну колову силу на т-й передачі.

Вираз (12.1) свідчить, що можлива за двигуном повна колова сила на кожній окремо взятій (т-й) передачі являє собою прямо пропорційну залежність від крутного моменту двигуна , тобто залежність виду .

А швидкість руху автомобіля на кожній окремо взятій т-й передачі являє собою прямо пропорційну залежність від кутової швидкості обертання колінчастого валу двигуна :

. (12.2)

де – масштабний коефіцієнт, який характеризує трансформацію кутової швидкості обертання колінчастого вала у швидкість руху автомобіля , який рухається на т ‑й передачі.

Таким чином, залежність (12.1) описує прямо пропорційне перетворення крутного моменту двигуна у повну колову силу машини , а залежність (12.2) – прямо пропорційне перетворення кутової швидкості обертання колінчастого валу у поступальну швидкість руху машини .

Це означає, що на кожній окремо взятій передачі тягова характеристика машини за можливою за двигуном коловою силою є прямо пропорційним перетворенням зовнішньої швидкісної характеристики двигуна:

• з масштабом для перетворення величини у ;

• і з масштабом для перетворення величини у .

Геометричний зміст утворення тягової характеристики автомобіля, який має ступенів коробки передач, являє собою проекціюваня (від слова проектор) зовнішньої швидкісної характеристики двигуна за крутним моментом на площину параметрів „швидкість руху автомобіля – повна колова сила ”, виконане разів.

Тягова характеристика автомобіля за повною коловою силою, можливою за зчепленням, описується виразом:

, (12.3)

де – поточне значення ваги автомобіля, яке дорівнює будь-якому числу у межах від мінімальної ваги (вага спорядженого автомобіля з водієм у кабіні) до максимальної ваги (повна вага);

– коефіцієнт зчіпної ваги;

– коефіцієнт зчеплення ведучих коліс з дорогою.

Тягова характеристика автомобіля за коловою силою, можливою за двигуном і за зчепленням одночасно, являє собою сукупність обох тягових характеристик (можливої за двигуном і можливої за зчепленням), зображених на одній і тій же площині параметрів « колова сила – швидкість руху » – рис. 12.1.

Рис.12.1. Тягова характеристика автомобіля за коловою силою, можливою за двигуном та за зчепленням одночасно

Суцільними лініями на ньому зображено повну колову силу машини, можливу за двигуном на кожній з передач.

Точковими лініями зображено повну колову силу машини, можливу за зчепленням у трьох різних зчіпних умовах.

Визначення повної колової сили машини на тій чи іншій передачі зводиться до наступного:

● визначення рушійної сили, можливої за двигуном на даній передачі;

● визначення сили зчеплення у інтервалі швидкостей, які відповідають даній передачі;

● вибір мінімального значення із двох отриманих, яке являє собою можливе за обома умовами одночасно і визначає тягові властивості машини на даній передачі.

Якщо мінімальним є можливе за двигуном значення, то машина не виявлятиме схильності до буксування коліс на даній передачі.

Якщо ж мінімальним є можливе за зчепленням значення, то машина на даній передачі виявлятиме схильність до руху з буксуванням коліс.

Тягова характеристика автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном. Можлива за двигуном вільна сила тяги являє собою різницю можливої за двигуном повної колової сили і сили опору повітря :

. (12.4)

У основі ТХ за вільною силою тяги лежить ТХ за повною коловою силою . Щоб побудувати ТХ за вільною силою тяги , слід взяти ТХ за повною коловою силою і від кожного її значення відняти силу опору повітря , взяту при тій же швидкості .

Тягову характеристику автомобіля за вільною силою тяги, можливою за зчепленням, отримують з тягової характеристики за повною коловою силою, можливою за зчепленням, шляхом віднімання від кожного значення характеристики (12.3) сили опору повітря:

. (12.5)