5. Уравнение движения машины

Уравнение движения автомобиля связывает силу тяги Р_к с силами сопротивления его движению и позволяет определить характер движения машины в каждый момент времени. Сила тяжестиG_aприложена на высоте центра тяжестиh_цмашины и направлена вертикально вниз. Суммарная сила сопротивления разгону условно приложена на высоте центра тяжести и направлена противоположно ускорениюj_а. Силы сопротивления качению передних и задних колес (Р_f1иР_f2) прикладываются к середине пятна контакта колес с дорогой, направлены вдоль поверхности дороги против направления движения автомобиля и в сумме дают силуР_f . Сила сопротивления воздушной средыP_wнаправлена также против направления движения автомобиля.

Спроецировав все силы на ось, параллельную поверхности дороги, получим уравнение движения автомобиля на подъеме:

, откуда . (3.13)

Тяговая сила Р_к на ведущих колесах автомобиля ограничивается силой сцепления шин с поверхностью дороги; качение ведущих колес без буксования возможно при условии

, (3.14)

где Р– сила сцепления колес с опорной поверхностью;

G_сц – сцепной вес машины, приходящийся на ведущие колеса (для неполноприводных автомобилей и колесных тракторовG_сц определяется с учетом распределения нормальных реакций от веса машины по осям);

_a– коэффициент сцепления ведущих колес с опорной поверхностью.

Сила сцепления Рпротиводействует скольжению колес относительно дороги и зависит от силы трения, возникающей в месте контакта колеса с дорогой, от типа и состояния дороги, рисунка и степени износа протектора, давления воздуха в шине и т. д. У автомобилей коэффициент сцепления_aколес автомобиля численно равен отношению горизонтальной реакции дорогиХ_k, вызывающей равномерное скольжение колеса, к нормальной реакцииZ_K, т. е._a= X_K \ Z_K.

Реакция Z_K возникает под действием силыG_K, аХ_к – под действием силыТ. Коэффициент сцепления колесных и гусеничных движителей с дорогой_гобычно определяют экспериментально, учитывая действие грунтозацепов:

, (3.15)

где Р_k –касательная сила тяги;

G_сц – сцепной вес транспортного средства.

Для гусеничных тракторов, полноприводных автомобилей и колесных тракторов сцепной вес G_сцравен эксплуатационному весу машиныG_Tp.

В общем случае движения машины на подъем (уклон) сцепной вес равен G_сц =G_а cos, где, – угол уклона пути движения.

6. Силовой баланс машины

Переписав уравнение движения машины в виде P_K=P_f+P_h+P_w+P_j, получим уравнение силового баланса, которое можно решить графически. Для этого в системе координатР_к–V_астроится тяговая характеристика автомобиля (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Тяговая характеристика автомобиля

В нижней части графика строится зависимость Р=f(Va).При условии, что коэффициент суммарного сопротивления дорогине зависит от скорости движения, графическим изображениемРв функции скорости движения будет прямая линия, параллельная оси абсцисс.