Определение силы сопротивления дороги - Тяговый расчет Урала 4320

В процессе движения автомобиль преодолевает дорожные подъемы и спуски. При движении на подъем автомобиль испытывает дополнительное сопротивление, которое зависит от угла Б продольного уклона дороги по отношению к горизонту. Крутизна подъема дороги оцениваться как углом Б в градусах, так и величиной уклона I дороги, равного отношению превышения дороги Н к заложению SA (рис.), выраженного в сотых долях или в процентах.

Разложим вес автомобиля G На две составляющие силы: силу Gsinа, параллельную дороге, и силу Gcosа, перпендикулярную ей. Силу Gsinа называют Силой сопротивления подъему и обозначают РБ. При движении под уклон эта сила способствует движению автомобиля.

Вес автомобиля изменяется при изменении полезной нагрузки на автомобиль.

Сила сопротивления подъему равна:

РБ=Gsinа ? G i, Н. (13)

Сила сопротивления качению

При нагружении автомобильного колеса вертикальной нагрузкой GК происходит упругая деформация шины, сопровождаемая затратой энергии. При качении колеса по твердой опорной поверхности, нагруженного вертикальной силой, энергия затрачивается на трение в материалах шины и на трение скольжения в месте контакта шины с дорогой.

Опытами установлено, что основная часть энергии затрачивается на внутреннее механическое и молекулярное трение в материалах шины.

Потери энергии на трение -- проскальзывание колеса по опорной поверхности -- невелики. Главным видом нагружения в эксплуатации является вертикальная нагрузка, которая вызывает основные деформации и напряжения в элементах шины. Окружные силы лишь несколько изменяют и усиливают деформацию шины.

Величина сопротивления качению автомобильного колеса определяется, в основном, опытным путем.

Схема сил, действующих на ведомое колесо автомобиля, показана на рис. 2.2. К колесу приложены вертикальная нагрузка GК, реакция ZK, толкающая сила ТК и сила сопротивления качению РF, направленная противоположно толкающей силе.

Деформация в передней части контакта шины катящегося колеса больше, чем в задней части контакта. В результате эпюра нормальных реакций опорной поверхности, симметричная в случае неподвижного колеса, в передней части контакта катящегося колеса имеет большие значения, чем в задней. Равнодействующая этих реакций ZK, равная по величине вертикальной нагрузке GK, при качении сдвигается вперед на некоторое расстояние АС (плечо сопротивления качению).

схема сил, действующих на ведомое колесо автомобиля

Рис. 2.2. Схема сил, действующих на ведомое колесо автомобиля.

Реакция ZK создает момент ZK. аС, противодействующий качению колеса.

Величину силы сопротивления качению РF (движение равномерное) находят из условия равновесия колеса

Zk..ас=Рf. rk (14)

Рf= Zk. . ас / rk (15)

Отношение. аС/rK Обозначают буквой F и называют коэффициентом сопротивления качению, характеризующим потери энергии, связанные с качением колеса.

В действительности плечо сопротивления качению АС больше сноса нормальной реакции, так как должно учитываться сопротивление качению, вызванное сносом нормальной реакции из-за потерь энергии на трение в контакте.

Силы сопротивления качению ведомых и ведущих колес различны. Однако для упрощения выводов принято потери на качение колес относить ко всему автомобилю (РF).

Тогда сила сопротивления качению автомобиля, весом G равна:

РF=G f , Н, (16)

Сила сопротивления качению зависит от конструкции и материала шины, скорости движения, величины приложенных к колесу внешних сил и дорожных условий.

При движении автомобиля по грунтовым дорогам шина, углубляясь в покрытие дороги, спрессовывает частицы опорной поверхности, что требует также затраты энергии.

Некоторые значения коэффициента сопротивления качению для различных дорог приведены в таблице 7.

Таблица 7 Значения коэффициента сопротивления качению для различных дорог

Тип дороги

Коэффициент f

Асфальто - и цементобетонное покрытие:

В отличном состоянии

В удовлетворительном состоянии
    0,014-0,018 0,018-0,020

Гравийное покрытие

0,04-0,07

Грунтовая дорога

Сухая укатанная

После дождя
    0,03-0,05 0,06-0,15

Песок

0,10-0,30

Тогда сила сопротивлению дороги равна

РД = G cos а f + G Sin а = G ( f. cos а + Sin а) (17)

Где G - вес автомобиля с полной нагрузкой, Н;

А - величина угла спуска - подъема дороги.

Угол а Считают положительным при движении на подъеме и отрицательным при движении на спуске (рис.).

Выражение ( f. cos а + Sin а) - называют коэффициентом сопротивления дороги и обозначают через Ш.

Похожие статьи




Определение силы сопротивления дороги - Тяговый расчет Урала 4320

Предыдущая | Следующая