5.3 Рушійна сила автомобіля

Рушійною силою автомобіля є колова сила на ведучих колесах, яка викликана крутним моментом двигуна. Крутний момент двигуна через трансмісію підводиться до ведучих коліс автомобіля, створюючи тангенціальні реакції опорної поверхні. Рівнодіючу цих реакцій опорної поверхні, викликану крутним моментом на колесі, називають коловою силою. Вона напрямлена за вектором швидкості руху автомобіля. Оскільки на автомобілях застосовується ДВЗ, тому при роботі двигуна в режимі зовнішньої швидкісної характеристики, його крутний момент можна розрахувати за наведеною раніше залежністю:

М_е= .

Проте в практиці частіше використовують залежність:

,

де .

При сталому русі, коли швидкість руху автомобіля постійна (V=const), колова сила на ведучих колесах автомобіля визначається за формулою:

Р_к , (5.7)

де и_тр – передаточне число трансмісії: и_тр=и_к и_рк и₀ (и_к, и_рк, и₀ – передаточні числа відповідно коробки передач, роздаточної коробки, головної передачі);

– ККД трансмісії, який ураховує втрати потужності при її передачі від маховика двигуна до ведучих коліс механізмами трансмісії.

Втрати в трансмісії автомобіля в загальному випадку можна подати втратами, викликаними тертям у зачіпленні шестерень, у підшипниках і гідравлічними втратами, зумовленими розбризкуванням мастила в агрегатах, також сюди належить тертя в сальниках.

Що ж до механічних втрат, то зауважимо, що тертя залежить від величини переданого крутного моменту, а гідравлічні втрати – від в'язкості мастила, швидкості обертання валів, рівня мастила в агрегатах.

Загалом ККД механічних трансмісій практично всіх автомобілів приймається в межах 0,8…0,92.

При несталому русі (V  const) частина крутного моменту двигуна, витрачається на розгін маховика і пов'язаних з ним деталей трансмісії та коліс автомобіля.

Інерційний момент маховика з деталями трансмісії приведений до вісі обертання ведучих коліс , запишемо:

,

де J_М – момент інерції маховика і пов'язаних з ним деталей трансмісії, кг.м² ;

– кутове прискорення маховика, рад/с².

Інерційний момент усіх коліс автомобіля визначимо за формулою:

,

де n – кількість коліс на автомобілі;

J_к – момент інерції одного колеса відносно вісі обертання, кг.м²;

– кутове прискорення обертання колеса , рад/с² .

Тоді підведений крутний момент двигуна до ведучих коліс автомобіля при несталому русі з урахуванням розгону маховика і пов'язаних з ним деталей, а також усіх коліс автомобіля, запишемо:

.

Остаточно колова сила на ведучих колесах автомобіля при несталому русі дорівнює:

. (5.8)

У табл. 5.3 наведені значення моментів інерціі маховиків та коліс деяких автомобілів.

Таблиця 5.3

Моменти інерції маховиків двигунів і коліс автомобілів

Марка автомобіля	ВАЗ-2101	М-2140	ГАЗ-24	ГАЗ-53	ЗИЛ-130	КамАЗ-5320	МАЗ-5335	КрАЗ-257	КрАЗ-255
Ім, кг.м2	0,13	0,17	0,31	0,491	0,991	2,07	2,60	4,61	4,61
Ік, кг.м2	0,52	0,93	1,15	7,0	12,25	12,25	15,08	20,30	36,76