Витрата палива у типових циклах руху

25. Деякі властивості шин і коліс

Явище перекочування колеса під кутом до площини свого обертання називають бічним відведенням, а кут – кутом бічного відведення.

Явище бічного відведення шин погіршує керованість автомобіля і його прояви слід робити якомога меншими.

Здатність колеса протистояти бічному відведенню характери-зують коефіфіцєнтом опору бічному відведенню , який являє собою відношення приросту бічної сили , що діє на колесо (або, що те ж, приросту бічної реакції дороги R на колесо) до приросту кута бічного відведення , який вона викликає (кН/рад або кН/град):

. (25.1)

Фізичний зміст коефіцієнта опору бічному відведенню – це бічна сила , яка викликає зростання бічного відведення колеса на 1 градус або 1 на радіан.

Коефіцієнт опору бічному відведенню шин легкових автомо-білів знаходиться (орієнтовно) у межах від 0,25 до 0,7 кН/град, а вантажних – від 0,5 до 1,5 кН/град.

Чим більший коефіцієнт опору бічному відведенню, тим краще шини автомобіля тримають заданий напрямок руху.

При малих значеннях бічної сили кут бічного відведення практично лінійно залежить від значення сили. Завдяки цьому коефіцієнт опору бічному відведенню являє собою практично постійну величину, яку можна визначити за виразом (25.1).

Але при середніх і більших значеннях бічної сили кут бічного відведення починає зростати нелінійно, асимптотично наближаючись до вертикальної лінії , де – сила зчеплення колеса з дорогою у бічному напрямі.

При наближенні значення бічної сили до значення сили зчеплення колеса коефіцієнт опору бічному відведенню прямує до нуля, що означає занос колеса.

Таким чином, занос колеса являє собою окремий (граничний) випадок бічного відведення, який спостерігається при повному вичерпуванні сили зчеплення колеса з дорогою у бічному напрямі.

Вплив типу підвіски коліс на їх бічне відведення

П ід час дії на автомобіль бічної сили його кузов дещо відхиляється у бік. Якщо автомобіль має одноважільну підвіску коліс, то вони теж відхиляються, але у протилежний бік. При цьому бічне відведення коліс можна зобразити у вигляді двох складових:

•  одна складова ( ) обумовлена дією збурюючої сили і спрямована у тому ж напрямі, що і згадана сила;

• друга складова ( ) обумовлена нахилом коліс і спрямована у напрямі нахилу, тобто протилежно напрямові дії збурюючої сили.

Таким чином одноважільна незалежна підвіска коліс сприяє зменшенню результуючого кута бічного відведення коліс :

. (25.3)

Я кщо автомобіль має паралелограмну незалежну підвіску коліс, то колеса відхиляються у той же бік. При цьому бічне відведення коліс можна зобразити у вигляді двох таких складових:

• одна складова ( ) обумовлена дією збурюючої сили і спрямована у тому ж напрямі, що і згадана сила;

•  друга складова ( ) обумовлена нахилом коліс і спрямована у бік нахилу, тобто теж у напрямі дії збурюючої сили.

Таким чином паралелограмна незалежна підвіска коліс сприяє збільшенню результуючого кута бічного відведення коліс :

. (25.4)

Т акі ж властивості має і незалежна підвіска коліс на поздовжніх важелях.

Таким чином різні типи підвісок надають автомобілеві різні види реакції на дію бічної сили. Це дозволяє застосовувати їх на автомобілях у різних комбінаціях, отримуючи бажану реакцію на збурюючи дії як передніх, так і задніх коліс.

Аквапланерування шин

Аквапланерування – це явище істотного зменшення коефіцієнта зчеплення коліс із мокрою дорогою, що виникає при перевищенні деякої критичної швидкості руху: при зношеному протекторі – 80 … 100 км/год, а при новому – 120 … 140 км/год.

А саме, під час швидкої їзди по мокрій дорозі шина формує перед собою водяний валик, який вклинюється між шиною і дорогою. У певний момент канавки у рисунку протектора не встигають відводити у боки все зростаючу кількість води і під передніми колесами виникає водяний клин. Коли він розповсюджується на всю площу контактних плям шин, то вони втрачають контакт з дорогою і починають глісирувати над нею, як водні лижі. Автомобіль стає некерованим. Такий стан шин прийнято називати аквапланеруванням, а швидкість, при якій воно виникає, критичною швидкістю аквапланерування.

При критичній швидкості рух автомобіля стає нестійким, і найменше зовнішнє збурення (порив вітру, нахил дороги) може викликати довільне відхилення траєкторії руху автомобіля. Обмежу-ються також можливості розгону і гальмування автомобіля, на поворотах його зносить убік.

Ця небезпека у більшій мірі загрожує широкопрофільним шинам з великою площею контакту, а особливо зі зношеним рисунком протектора.

Повністю усунути загрозу аквапланерування неможливо, але можна збільшити критичну швидкість. Вона залежить від товщини шару води на дорозі (чим товщий шар, тим менша критична швид-кість), від висоти протектора, від розмірів і конфігурації канавок про-тектора.