4.Рух колеса при наявності діючої на нього бокової сили.

Дія на автомобіль бокових сил обумовлюється наявністю бокового вітру при прямолінійному русі, нерівностями дороги, поперечним похилом полотна дороги, нерівностями повздовжніх сил коліс правої та лівої сторін.

При криволінійному русі до бокових сил також додається відцентрова. Таким чином на колесо практично постійно діють бокові сили.

Під дією бокових сил відбувається поперечна деформація тієї частини шини, яка безпосередньо контактує з опорною поверхнею. В результаті цього диск колеса зміщується від центра контакту шини з поверхнею дороги на відстань поперечної деформації шини в сторону дії бокової сили.

Рис 15. Схема руху колеса при дії на нього бокової сили.

бокова сила на колесо.

- реакція опорної поверхні боковому відводу колеса.

При дії бокової сили площина руху колеса (лінія ) не співпадає з площиною його обертання ( лінія ). Таке явище називається боковим відведенням, а кут бокового відведення між напрямом руху та площиною обертання колеса – кутом бокового відведення. Повздовжня ось контакту шини з опорною поверхнею при коченні колеса з боковим відведенням також не лежить в площині обертання колеса і співпадає з напрямом руху колеса, тобто розташована під кутом до цієї площини.

Багаточисельними дослідженнями встановлено, що залежність між боковою силою та кутом бокового відведення має наступний вигляд.

Рис 16. Залежність між боковою силою та кутом бокового відведення.

Зона (І) відповідає чистому боковому відведенню, обумовленому тільки поперечною деформацією шини.

Зона(ІІ) – збільшення кута відведення проходить появи та швидкого збільшення поперечного ковзання, котре переходить в повне ковзання в зоні (ІІІ).

Графік залежності

де

- коефіцієнт опору шини боковому відведенню.

=300…700Н/град. Для шин легкових автомобілів.

= 500…1500 Н/град для шин вантажних автомобілів та автобусів.

На значення коефіцієнта впливають нормальна реакція дороги, тиск повітря в шині, повздовжня реакція опорної поверхні на колесо, ширина та висота профілю шини, число та розташування ниток корду.

Бокове відведення негативно впливає на процес керування, збільшує опір коченню.

4. Сили опору руху автомобіля.

До сил опору руху автомобіля відносять сили опору коченню, сили опору повітря, повздовжня складова сили тяжіння (сила підйому), сили інерції та повздовжня складова сили опору причепа.

Введення сили опору коченню замість моменту опору коченню дозволяє зручніше вивчати тягово-швидкісні властивості автомобіля. При проведенні розрахунків, через неможливість врахування коефіцієнтів опору кожного колеса, використовують середні значення коефіцієнтів опору.

Силою опору коченню автомобіля називають суму сил опору кочення всіх його коліс і визначають за виразом

Потужність, яка витрачається на долання сил опору коченню визначається

перемноженням лівої та правої частини попереднього рівняння на швидкість руху автомобіля

де - сила опору кочення і-того колеса автомобіля; - нормальна реакція опорної поверхні на і-те колесо; - коефіцієнт опору кочення і-того колеса;

п- число коліс автомобіля - швидкість руху автомобіля.

Коефіцієнт опору коченню залежить від виду покриття та стану дороги і від конструкції шини, тиску в ній, експлуатаційних якостей шини тощо.

Значення коефіцієнтів опору коченню та зчеплення

Вид покриття та стан дороги	Коефіцієнти
Цементо- та асфальтобетонне:
-сухе гладке	0,012...0,025	0,5...0,6
-мокре	0,022...0,025	0,3...0,4
-засніжене	0,028...0,035	0,2...0,3
Щебінь або гравій оброблений в’яжучим матеріалом, сухий	0,020...0,025	0,6...0,7
Брук сухий	0,025...0,035	0,4...0,5

При русі автотранспортного засобу зі швидкістю до 50 км/год коефіцієнт опору кочення можна вважати сталим. Інтенсивне підвищення коефіцієнта має місце при швидкостях понад 100 км/год. З ростом швидкості збільшуються інерційні навантаження на елементарні ділянки протектора шини, які співпадають з силами внутрішнього тертя та збільшують внутрішні втрати в шинах.

Коефіцієнт опору коченню при високих швидкостях руху знаходять за емпіричним виразом

Існують і інші емпіричні формули, де враховується тип і розмір шин, залежність від внутрішнього тиску в шині, швидкість автомобіля, коефіцієнт опору кочення при малій швидкості.

Сила опору підйому автомобіля - складова сили тяжіння автомобіля, що спрямована паралельно опорній поверхні та прикладена у центрі мас автомобіля на висоті . Якщо кути підйомів вважати додатніми, а ухилів - від'ємними, сила опору підйому визначиться із виразу:

(1.5)

Крутизну профілю характеризують ухилом - тангенсом кута нахилу поверхні дороги до горизонтальної площини, тобто відношенням висоти підйому дороги до довжини протягом якої цей підйом здійснений.

У документації на будівництво доріг ухил звичайно виражають в процентах. При розрахунках руху автомобіля ухил позначають буквою та задають в тисячних, відсотках або просто в значеннях тангенса кута ухилу. Зважаючи на те, що ухили дороги не великі, приймають

В ряді випадків при розрахунках тягово-швидкісних властивостей автомобіля доцільно розглядати разом сили опору кочення та підйому. Суму цих сил опору називають силою опору дороги, а суму коефіцієнтів опору кочення і підйому називають коефіцієнтом опору дороги, тобто:

,

Потужність опору руху дороги

Сила опору повітря руху автомобіля виникає внаслідок його взаємодії з навколишнім середовищем. Аеродинамічні реакції в кожній точці поверхні автомобіля різні за величиною й напрямком дії, елементарні сили заміняють результуючою силою , прикладеної у центрі і результуючим моментом .

На рис.1,2 показані тільки їх складові (сила опору повітря), (підйомна сила) і (момент що перевертає), що діють у площині рухи.

Для підтримання рівномірного руху легкового автомобіля з силою тяжіння 16700 Н та з кузовом типу седан площею 2,05 , при , витрачається біля 120 кВт потужності, причому 75% потужності витрачається на опір повітря.

Потужності, які витрачаються долання аеродинамічного опору та опору кочення приблизно однакові на швидкості 90 км/год., і в сумі складають 20-25 кВт.