4. Эпюры нормальных и боковых реакций в контакте эластичного колес дорогой.



5. Влияние дифференциала на проходимость автомобиля.

Одним из важнейших элементов конструкции автомобиля, влияющих на его проходимость, является дифференциал. Этот механизм, без которого автомобиль на твердых дорогах был бы неуправляем, а шины его изнашивались бы в несколько раз быстрее, в условиях бездорожья является в большинстве случаев причиной застревания автомобиля.

Обычный конический дифференциал, применяемый на автомобилях высокой проходимости массового производства, устроен так, что силы тяги правого и левого колес ведущего моста, всегда равны между собой. Так как величина тяги, передаваемая колесом, зависит от его сцепления с грунтом, то при попадании одного из колес на участок грунта с низким сцеплением, например на лед, смежное колесо, находящееся на грунте с высоким коэффициентом сцепления, например на асфальте, будет передавать такую же низкую тягу, как и находящееся на льду.

Другим недостатком является передача одной полуосью полного крутящего момента, подводимого к к коробке дифференциала, что приводит к перегрузке полуоси и возможным поломкам. Величина крутящего момента, реализованного на одном колесе, зависит от величины коэффициента сцепления  с грунтом и нагрузки на колесо, то есть:

Где z₂ – суммарная нормальная реакция дороги на задние ведущие колеса автомобиля, Н

 - коэфф. сцепления шин с дорогой

r_k – радиус колеса, м.

6. Коэффиициент сопротивления качению и коэффициент полезного действия колеса.

Коэффициент сопр. качению (коэффициент трения второго рода)  зависит от конструкции шины, давления в ней, её эксплуатационных свойств и от дороги:

Где – коэффициент сопротивления качению деформируемого колеса по недеформируемому грунту, – коэффициент сопротивления качению по мягкому грунту.

Также коэфф. сопр. качению выводится из формулы

Где e – снос вертикальной реакции в движении, r_д – динамический радиус.

Величина коэффициента сопротивления качению зависит от конструкции шины, её материала, качества опорной поверхности, внутреннего давления воздуха в шине и др.

КПД автомобильного колеса.

Коэффициент полезного действия – отношение мощности, снятой с колеса к мощности, подведённой к колесу.

7. Оценочные показатели плавности хода колесной машины.

Критерии оценки. Критерии оценки плавности хода могут служить такие показатели колебаний подрессоренной массы автомобиля как:

- частота колебаний;

- максимальная скорость колебаний;

- скорость изменения ускорений колебаний.

Условием хорошей плавности хода является совпадение величин частот собственных колебаний со средней частотой шагов (60...90 мин) человека, что соответствует 1,0...1,5 Гц.

Однако, для более точной оценки плавности хода необходимо оценивать параметры не только собственных, но и вынужденных колебаний.

Максимальная амплитуда колебаний зависит от подвески автомобиля и условий его движения (скорость движения, неровности дороги).

Максимальная скорость колебательного движения едва ли может служить критерием плавности хода ибо почти не ощущается организмом человека.

Максимальное ускорение как критерий имеет большое значение для оценки действия колебательного движения на организм человека.

Международная организация по стандартизации (ИСО) предлагает учитывать продолжительность действия колебаний. Если частота колебаний находится в пределах 4...8 Гц и колебания действуют на человека в течение 8 часов (условного рабочего дня), то средние квадратичные ускорения 0,35 м/c2 определяют границу утомляемости. С изменением частоты () и времени воздействия эти показатели изменяются в соответствии с рис.6.

Для оценки плавности хода весь диапазон частот колебаний машины принято делить на несколько частей (полос), называемых октавами. Среднее геометрическое значение частоты соседних октав различается в 2 раза.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) автомобиля

АЧХ - эта графическая зависимость между частотой вынужденных колебаний ( ) с одной стороны и амплитудами ( ), скоростями ( ), ускорениями   колебаний корпуса машины с другой стороны при различных скоростях движения.

АЧХ могут быть получены расчетными путем на основе решения уравнений колебаний корпуса или экспериментально.

Вид АЧХ показан на рис.3.

АЧХ строят для одной трассы. Из графиков АЧХ следует, что каждая кривая имеет свой максимум, соответствующий резонансу.

Максимум получается при резонансной скорости, которая тем выше, чем больше длина волны неровностей и определяется по формуле:

 (16)

где - резонансная скорость, м/с

 - длина волны неровности , м

 - частота колебаний, при этом частота собственных ( ) и вынужденных ( ) колебаний равны, т.е.  = .

Если провести огибающую кривую через резонансные точки АЧХ получим кривую называемую кривой интенсивности колебаний. Кривая интенсивности колебаний отличается от амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), тем, что каждая ее точка соответствует резонансной скорости ( ) при различных длинах волн неровностей, тогда как точки АЧХ соответствуют одной и той же длине неровности дороги, лишь одна из точек - резонансная.

Кривая интенсивности колебаний в свою очередь, имеет свой максимум ( ,  ), соответствующий некоторой экстремальной скорости ( ), определяемой по формуле:

 (17)

где   - база автомобиля, м;

 - угловая скорость продольно-угловых колебаний;

 - число   (3,14).

Желательно, чтобы экстремальная скорость находилась за пределами рабочего диапазона скоростей движения автомобиля, лучше - при малых скоростях, что соответствует низким частотам собственных колебаний.

АЧХ служат основной для расчета систем подрессоривания, т.к. они позволяют объективно оценить влияние параметров колебательной системы на параметры колебаний автомобиля.

АЧХ позволяют оценить возможности нежелательных перемещений и ускорений, возникающих при определенных сочетаниях скоростей движения и длин волн неровностей дороги. А величины перемещений, скоростей и ускорений подрессоренных ( ) и неподрессоренных ( ) масс зависят от параметров автомобиля, системы подрессоривания. Так, например:

- снижение жесткости подвески ( ) улучшает плавность хода, но неблагоприятно влияет на перемещение неподрессоренных ( ) масс в области высокочастотного резонанса, что может ухудшить устойчивость и управляемость автомобиля;

- уменьшение подрессоренных масс ( ) ухудшает плавность хода, а уменьшение неподрессоренных масс ( ), наоборот улучшает плавность хода