6.Потери мощности в трансмиссии. Кпд трансмиссии.

Мощность, подводимая от двигателя к ведущим колесам авто­мобиля, частично затрачивается в трансмиссии на преодоление трения (сухого или жидкостного).

П отери мощности на трение в трансмиссии (см.рис.):

Величина N трен. включает в себя два вида потерь: механические и гидравлические. Механические потери обусловлены трением в зубчатых зацеп­лениях, карданных шарнирах, подшипниках, манжетах (сальни­ках) и т. п. Величина этих потерь зависит главным образом от ка­чества обработки и смазки поверхностей трущихся деталей. Гидравлические потери мощности связаны с перемешиванием и разбрызгиванием масла в механизмах трансмиссии (коробка передач, раздаточная коробка, ведущие мосты и др.). Величина потерь этого вида зависит от вязкости и уровня масла, залитого в механизмы трансмиссии, частоты вращения валов и шестерен.

Р ис. Графическая иллюстрация потерь мощности в трансмиссии автомобиля (v1 — одно из возможных значений скорости автомобиля):Потери мощности в трансмис­сии оценивают с помощью КПД трансмиссии, который можно определить следующим образом:

7.Радиусы автомобильного колеса

У колес автомобиля (рис. 3.4) различают следующие радиусы: статический г_с, динамический г_А и радиус качения г_кач.Статическим радиусом называется расстояние от оси непод­вижного колеса до поверхности дороги. Он зависит от нагрузки, приходящейся на колесо, и давления воздуха в шине. Статичес­кий радиус уменьшается при возрастании нагрузки и снижении давления воздуха в шине, и наоборот.

Д инамическим радиусом называется расстояние от оси катяще­гося колеса до поверхности дороги. Он зависит от нагрузки, дав­ления воздуха в шине, скорости движения и момента, передавае­мого через колесо. Динамический радиус возрастает при увеличе­нии скорости движения и уменьшении передаваемого момента, и наоборот.

Радиусом качения называется отношение линейной скорости оси колеса к его угловой скорости. Р адиус качения, зависящий от нагрузки, давления воздуха в шине, передаваемого момента, пробуксовывания и проскальзы­вания колеса, определяется экспериментально или вычисляется по формуле:

где,n_к — число полных оборотов колеса; S_K — путь, пройденный колесом за полное число оборотов. Из выражения этого следует, что при полном буксовании ко­леса (S_K = 0) радиус качения г_кач = 0, а при полном скольжении (n_к = 0) г_кач -> ∞. Как показали исследования, на дорогах с твердым покрытием и хорошим сцеплением радиус качения, статический и динами­ческий радиусы отличаются друг от друга незначительно. Поэтому можно считать, что они практически равны, т.е. г_с≈ г_д≈ г_кач

8.Нормальная и касательная реакции дороги, действующие на колесо (ведомое, ведущее, тормозное)

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. Силы Р_х и Ρ_z и момент М' действуют на колесо со стороны автомобиля. Силы R_x и R_z действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой ее реакции.

Рассмотрим указанные силы и момент:

Ρ_z — вертикальная нагрузка на коле­со, направленная вниз перпендикулярно поверхности дороги.

Р_х — продольная сила, параллельная поверхности дороги. В зависимости от ре­жима качения колеса она может быть на­правлена как в сторону движения авто­мобиля, так и в противоположную. М' — момент, подводимый к колесу от полуоси или тормозного барабана (тор­мозного диска). Иногда момент может быть равен нулю (не подводится к коле­су). Момент считается положительным, если его направление совпадает с направ­лением вращения колеса, и наоборот. R _z — нормальная реакция дороги, направленная вверх перпенди­кулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реак­ции смещена относительно оси колеса на некоторую величину а_ш 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.

R_x — 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:

где J_к — момент инерции колеса относительно оси вращения.

И з этого выражения находим касательную реакцию дороги:

обозначим отношение символом f и, выразив величину j с помощью формулы через ускорение автомобиля j, для касательной реакции дороги получим в общем случае (при любых режимах качения колеса):

Р ассмотрим 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 последнее выражение вместо М' выражение для крутящего момента М_к, подводимого к ведущим колесам для ведущего колеса получим:

Ведомый режим характерен для ведомого колеса. Момент М' колесу не подводится, и, следовательно, он равен нулю. Для ве­домого колеса касательная реакция дороги: Знак «-» показывает, что у ведомого колеса касательная реак­ция дороги направлена против движения..

Т ормозной режим является характерным для тормозящего ко­леса (ведущего, ведомого). Момент М' подводитсяк колесу ттормозного барабана или тормозного диска и направление его про­тивоположно направлению вращения колеса. В этом случае мо­мент называется тормозным (Μ_τορ). Подставив в основное выражение вместо М' тормозной момент (М'= -М_тор), для тормозящего ко­леса получим

З нак «-» свидетельствует о том, что у тормозящего колеса каса­тельная реакция дороги направлена против движения .