1. Оборудование и инструменты

1. Автомобиль.

2. Домкрат.

3. Шинный манометр.

4. Линейка для измерения вертикальных перемещений

5. Пластилин (кусочек).

6. Иголка (гвоздь).

2. Теоретические положения

2.1. Радиусы автомобильного колеса

Все силы, действующие на автомобиль со стороны дороги, передаются через колеса. Радиус колеса, снабженного пневматической шиной, в зависимости от веса груза, режима движения, внутреннего давления воздуха, износа протектора, может изменяться.

У колес различают следующие радиусы:

1) свободный; 3) динамический;

2) статический; 4) кинематический.

Свободный радиус (r_св) - это расстояние от оси неподвижного и ненагруженного колеса до наиболее удаленной части беговой до­рожки. Для одного и того же колеса величина Rсв зависит только от величины внутреннего давления воздуха в шине.

Свободный радиус колеса указывается в технической характеристике шины. Если указанная характеристика отсутствует в справочных данных, то ее значение можно определить по маркировке шины.

Статический радиус (r_ст) - это расстояние от центра неподвижного колеса, нагруженного только нормальной силой, до опорной плоскости. Значение статического радиуса меньше свободного на величину радиальной деформации:

r_ст = r_св - h_z = r_св - R_z/С_ш, (5.1)

где h_z = R_z/С_ш - радиальная (нормальная) деформация шины, м;

R_z - нормальная реакция дороги, Н;

С_ш - радиальная (нормальная) жесткость шины, Н/м.

Нормальную реакцию дороги, действующую на одно колесо можно определить по формуле:

R_z = G_О / 2, (5.2)

где G_О - вес автомобиля, приходящийся на определенную ось.

Из формулы (1) находим значение радиальной жесткости шины:

С_ш = R_z / r_св - r_ст, (5.3)

Радиальная жесткость шины зависит от ее конструкции и внутреннего давления воздуха р_ш. Если известна зависимость С_ш от р_ш, то величину деформации шины можно определить при любом внутреннем давлении воздуха. При номинальном давлении воздуха и нагрузке значение статического радиуса колеса можно найти по формуле:

r_ст = 0,5d_о + (1 - _ш)Н_ш, (5.4)

где d_o - диаметр обода колеса, м;

Н_ш - высота профиля шины в свободном состоянии, м;

_ш - коэффициент радиальной деформации шины.

Для шин обычного профиля, а также широкопрофильных шин _ш = 0,10 - 0,15; для арочных и пневмокатков _ш =0,20 - 0,25.

Номинальное значение r_ст колеса применительно к номинальной нагрузке и внутреннему давлению воздуха указывается в технической характеристике шины.

Динамический радиус (r_д) - это расстояние от центра катящегося колеса до опорной плоскости. Величина r_д зависит в основном от внутреннего давления воздуха в шине, вертикальной нагрузки на колесо и скорости его движения. При увеличении скорости автомобиля динамический радиус несколько возрастает, что объясняется растяжением шины центробежными силами инерции.

Кинематический радиус (r_к) - это радиус условного не дефомирующегося катящегося без скольжения колеса, которое имеет с данным эластичным колесом одинаковые угловую и линейную скорости:

r_к = V_x/_к . (5.5)

Величину r_к определяют опытным путем, для этого замеряют путь S, проходимый автомобилем за n_к полных оборотов:

r_к = V_x/_к = V_{x *} t /_к* t = S/2 n_к, (5.6)

где V_x - линейная скорость колеса;

_к - угловая скорость колеса;

t - время движения.

Разница между радиусами r_д и r_к обусловлена наличием проскальзывания в области контакта шины с дорогой.

В случае полного буксования колеса путь, проходимый колесом равен нулю S = 0, а следовательно r_к = 0. Во время скольжения заторможенных невращающихся (блокированных) колес, т.е. при движении юзом , n_к = 0 и r_к  .

При движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием и хорошим сцеплением приближенно принимают r_к = r_д = r_с = r.