- •1. Эксплуатационные свойства автомобиля
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Измерители и показатели эксплуатационных свойств автомобиля
- •1.3. Эксплуатационные свойства и конструкция автомобиля
- •1.4. Условия эксплуатации автомобиля
- •2. Двигатель и его характеристики
- •2.1. Скоростные характеристики двигателей
- •2.2. Нагрузочные характеристики двигателей
- •2.3. Регулировочные характеристики двигателей
- •3. Тягово-скоростные свойства
- •3.1. Показатели тягово-скоростных свойств
- •3.2. Силы, действующие на автомобиль при движении
- •3.3. Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам автомобиля
- •3.4. Потери мощности в трансмиссии. Кпд трансмиссии
- •3.5. Радиусы колес автомобиля
- •3.6. Скорость и ускорение автомобиля
- •3.7. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля
- •При качении по недеформируемой дороге:
- •3.8. Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля
- •3.9. Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной коробкой передач
- •3.10. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой
- •3.11. Силы сопротивления движению и мощности, затрачиваемые на их преодоление
- •Сила сопротивления качению
- •Коэффициент сопротивления качению
- •Скорости движения (а), давления воздуха в шине (б) и момента, передаваемого через колесо (в)
- •Сила сопротивления подъему
- •Сила сопротивления дороги
- •Сила сопротивления воздуха
- •Сила сопротивления разгону
- •Коэффициент учета вращающихся масс
- •3.12. Уравнение движения автомобиля
- •3.13. Силовой баланс автомобиля
- •3.22. График силового баланса автомобиля:
- •3.14. Силовой баланс автомобиля при различной нагрузке
- •3.15. Динамические факторы автомобиля
- •3.16. Динамическая характеристика автомобиля
- •3.17. Динамический паспорт автомобиля
- •3.18. Динамический паспорт автопоезда
- •3.19. Мощностной баланс автомобиля
- •3.20. Степень использования мощности двигателя
- •3.21. Разгон автомобиля
- •Ускорение при разгоне
- •Время и путь разгона
- •3.22. Динамические нормальные реакции на колесах автомобиля
- •3.23. Динамическое преодоление подъемов
- •3.24. Движение накатом
- •3.25. Влияние различных факторов на тягово-скоростные свойства автомобиля
3.6. Скорость и ускорение автомобиля
Линейную скорость колеса, м/с, можно определить с помощью выражения
где гк — радиус колеса, м; ω к— угловая скорость колеса, рад/с.
Скорость автомобиля при его прямолинейном движении равна линейной скорости колеса, т. е. = к.
Так как скорость автомобиля обычно выражается в км/ч,а скорость колеса к — в м/с, то для получения скорости автомобиля в км/ч необходимо ввести переводной коэффициент 3,6. С учетом этого коэффициента скорость автомобиля, км/ч:
Аналогично при прямолинейном движении ускорение автомобиля равно линейному ускорению колеса:
(3.15)
3.7. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля
При движении автомобиля его колеса могут катиться в различных режимах: тяговом, ведомом и тормозном. При этих режимах качения со стороны дороги на колеса действуют силы, называемые реакциями. Для определения их величины рассмотрим качение колеса автомобиля по жесткой (недеформируемой) дороге. Схема сил, действующих в этом случае на ведущее колесо, представлена на рис. 3.5.
СилыРх и Рz. и момент М' действуют на колесо со стороны автомобиля. Силы R.x и Rz действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой ее реакции.
Рассмотрим указанные силы и момент.
Рис. 3.5. Силы, действующие на ведущее колесо при качении по недеформируемой дороге: О — центр колеса
Рz. — вертикальная нагрузка на колесо, направленная вниз перпендикулярно поверхности дороги.
Рх — продольная сила, параллельная поверхности дороги. В зависимости от режима качения колеса она может быть направлена как в сторону движения автомобиля, так и в противоположную.
M`— момент, подводимый к колесу от полуоси или тормозного барабана (тормозного диска). Иногда момент может быть равен нулю (не подводится к колeсу). Момент считается положительным, если его направление совпадает с направлением вращения колеса, и наоборот.
Rz — нормальная реакция дороги, направленная вверх перпендикулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реакции смещена относительно оси колеса на некоторую величину аш из-за большей деформации шины в набегающей на дорогу части, чем в сбегающей с дороги. Это подтверждает эпюра элементарных сил, действующих в месте контакта колеса с дорогой, для которых нормальная реакция является результирующей силой.
Rх — касательная реакция дороги. Это сила, которая действует в плоскости дороги и в зависимости от режима качения колеса может быть направлена в сторону движения автомобиля или в противоположную. Касательная реакция считается положительной, если она направлена в сторону движения, и наоборот.
Составим уравнение моментов относительно оси колеса:
(3.16)
где Jк — момент инерции колеса относительно оси вращения. Из выражения (3.16) находим касательную реакцию дороги:
Обозначим отношение — символом ƒ и, выразив величину с помощью формулы (3.15) через ускорение автомобиля j,для касательной реакции дороги получим в общем случае (при любых режимах качения колеса)
(3.17)
Рассмотрим типичные режимы качения колеса.
Тяговый режим характерен для ведущего колеса. Момент М' подводится к колесу через полуось, и направление момента совпадает с направлением вращения колеса. В этом случае момент называется крутящим. Подставляя в выражение (3.17) вместо М' выражение для крутящего момента Мк, подводимого к ведущим колесам, и учитывая соотношения (3.12) и (3.15), для ведущего колеса получим
Где — тяговая сила.
Для ведущего колеса касательная реакция Rх > 0. Следовательно, она направлена в сторону движения, как показано на рис. 3.5.
Ведомый режим характерен для ведомого колеса. Момент М' к колесу не подводится, и, следовательно, он равен нулю. Для ведомого колеса касательная реакция дороги
Знак «-» показывает, что у ведомого колеса касательная реакция дороги направлена Тормозной режим является характерным для тормозящего колеса(ведущего, ведомого). Момент М' подводится к колесу от тормозного барабана или тормозного диска и направление его противоположно направлению вращения колеса. В этом случае момент называется тормозным (Мтор). Подставив в выражение (3.17) вместо М' тормозной момент (М' = -Mтор), для тормозящего колеса получи против движения (рис.3.6, а).
Рис. 3.6. Силы, действующие на ведомое (а )и тормозящее (б) колеса