9. Динамический фактор автомобиля.

Динамический фактор автомобиля, является показателем его тягово-скоростных качеств.

Где:

Pk — тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля; Pb — сила сопротивления воздуха движению автомобиля; VPa — сила тяжести автомобиля.

Динамический фактор, выражающийся обычно в %, характеризует возможность автомобиля развивать максимальную скорость, преодолевая сопротивление качению и подъёму, буксировать прицеп (полуприцеп) и разгоняться.

Зависимость динамического фактора от скорости движения на каждой из передач называется динамической характеристикой.

Поэтому динамическая характеристика должна быть ограничена величинами, предельными по сцеплению ведущих колес с дорогой, так же как и тяговая характеристика.

Динамическая характеристика позволяет определить основные параметры динамичности — максимальную скорость при заданном виде дорожного покрытия, предельное сопротивление дороги, которое можно преодолеть на любой из передач, и ускорения при разгоне.

Поскольку сила тяги автомобиля Рр и сила сопротивления воздуха Рw зависят от скорости, постольку и значение динамического фактора меняется с изменением скорости движения автомобиля. Зависимость динамического фактора от скорости движения при полной нагрузке (полностью открытом дросселе) и при различных передачах (I, II, III, IV) называется (по предложению Е.А. Чудакова) динамической характеристикой автомобиля (рис.3), используемой при тяговых расчетах.

Графики динамических характеристик автомобиля строятся применительно к случаю полной загрузки (полного веса) автомобилей, тогда

.                                                        (21)

При изменении загрузки (веса) автомобиля числитель формулы (21) при постоянной скорости не меняется. Поэтому при постоянной скорости соблюдается равенство

,                                             (22)

где Gполн и G1– соответственно, полный и частичный (с уменьшенной загрузкой) вес автомобиля; Dполн и D1 – соответственно, динамический фактор при полном и уменьшенном весе автомобиля.

С помощью динамического фактора можно определить величины максимальных подъемов пути, которые может преодолеть автопогрузчик при движении на разных передачах по дорогам с различным сопротивлением качению.

10. Тяговая динамическая характеристика, сцепление колес авто с покрытием.

Динамической характеристикой автомобиля называется зависимость динамического фактора по тяге от скорости на различных передачах. Динамическая характеристика, свидетельствует о том, что динамический фактор по тяге на низших передачах имеет большую величину, чем на высших. Это связано с тем, что на низших передачах тяговая сила увеличивается, а сила сопротивления воздуха уменьшается.

Поскольку при равномерном движении D = φ, ордината каждой точки кривых динамического фактора, приведенных на динамической характеристике, определяет значение коэффициента сопротивления дороги φ.

Так, например, точка Dv, соответствующая значению динамического фактора при максимальной скорости vmax, определяет коэффициент сопротивления дороги которое может преодолеть автомобиль при этой

скорости, а ординаты точек максимума кривых динамического фактора представляют собой максимальные значения коэффициента сопротивления дороги, преодолеваемого на каждой передаче.

С помощью динамической характеристики можно решать различные задачи по определению тягово-скоростных свойств автомобиля. Рассмотрим некоторые из этих задач.

Сила тяги. Сцепление

Автомобиль движется в результате действия на него различных сил. Эти силы разделяют на силы, движущие автомобиль, и силы, оказывающие сопротивление его движению.

Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес и дороги. К силам сопротивления относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления дороги и силу сопротивления воздуха.

При определении силы тяги принято, что ее величина зависит лишь от параметров автомобиля. Однако это не означает, что, увеличивая, например, передаточное число трансмиссии, можно реализовать сколь угодно большую силу тяги, так как предельное ее значение ограничено сцеплением шин с поверхностью дороги. Силой сцепления шин с дорогой называют максимальное значение горизонтальной реакции, пропорциональное вертикальной нагрузке на колесо. Один из основных параметров данной системы — коэффициент сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного (x) и поперечного (бокового) (y) сцепления.

Влияние на коэффициент сцепления различных факторов При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления резко падает из-за образования пленки из частиц грунта и воды, уменьшающих трение между шиной и дорогой. Коэффициент сцепления понижается особенно значительно, если покрытии имеется пленка глины. Сильным дождем она может быть смыта, тогда величина сцепления приближается к значениям, характерным для сухого покрытия. На рисунке 1 – сухое покрытие, 2 – начало дождя, 3 – конец дождя.

Если сила тяги меньше силы сцепления, то ведущее колесо катится без пробуксовывания. Если сила тяги больше силы сцепления, ведущие колеса пробуксовывают и для движения используется лишь часть силы тяги. С увеличением проскальзывания (или буксования) шины по дороге коэффициент сцепления возрастает, достигая максимума при 20—25% проскальзывания. При полном буксовании ведущих колес может быть на 10—25% меньше максимального.

С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент сцепления обычно уменьшается. При скорости 40 м/с он может быть в несколько раз меньше, чем при скорости 10—15 м/с.

На дорогах с твердыми покрытиями коэффициент сцепления зависит главным образом от трения скольжения между шиной и покрытием. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит прежде всего от сопротивления грунта срезу и от внутреннего трения в грунте. Выступы протектора ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют и уплотняют его, увеличивая до некоторого предела сопротивление срезу. Однако затем начинается разрушение грунта, вследствие чего коэффициент сцепления уменьшается. Большое влияние на коэффициент сцепления оказывает рисунок протектора. При истирании выступов протектора во время эксплуатации ухудшается сцепление шины с дорогой. Наименьший коэффициент сцепления имеют шины, у которых полностью изношен рисунок протектора.

В любых условиях движение колеса с изношенным протектором шин приводит к снижению коэффициента продольного и поперечного сцепления. Так, блокировка колес с изношенным протектором шин в большинстве случаев возникает при нажатии на педаль тормоза с усилием, равным 2/3 нормального усилия, необходимого для блокировки колес с хорошими шинами.

Сцепление колес с дорогой зависит и от ряда других факторов, например от качества подвески, давления в шинах. Однако из всех факторов следует выделить три главных: качество и состояние дорожного покрытия, состояние протектора шин и скорость движения автомобиля.