3.4 Контрольні питання для самоперевірки і контролю готовності студентів до роботи

3.4.1 Якими коефіцієнтами характеризується взаємодія автомобіля з дорогою?

3.4.2 Якими методами визначається коефіцієнт опору коченню?

3.4.3 Якими методами визначається коефіцієнт зчеплення?

3.4.4 Від яких чинників залежить розмір цих коефіцієнтів?

3.4.5 Що і як впливає на абсолютні значення коефіцієнтів опору коченню і зчеплення шин із дорогий?

3.4.6 В яких межах знаходяться значення коефіцієнтів опору коченню і зчеплення шин із дорогий?

3.5 Матеріали, інструмент, пристосування, устаткування

3.5.1 Випробуваний автомобіль.

3.5.2 Автомобіль-тягач.

3.5.3 Динамометрична зчіпка з тяговими динамометрами.

3.6 Порядок виконання лабораторної роботи

Автомобіль-тягач через динамометричну зчіпку буксирує випробовуваний автомобіль із малою швидкістю при сталому русі. Важіль керування коробкою передач випробуваного автомобіля встановлюється в нейтральне положення.

При визначенні коефіцієнта зчеплення шин із дорогий методом буксирування водій буксуючого автомобіля, по сигналу керівника занять, плавно переводить двигун на режим максимальної потужності, а водій буксуючого автомобіля загальмовує колеса до блокування.

По покажчику динамометра визначається максимальна сила тяги при ковзанні коліс загальмованого автомобіля. Досвід повторюється по 3 рази в протилежних напрямках. Дані вимірів заносяться в таблицю 3.1.

При визначенні коефіцієнта опору коченню методом буксирування автомобіль-тягач буксирує випробуваний автомобіль із сталою швидкістю (не більш 10 км/г) на одній із нижчих передач. При цьому важіль керування коробкою передач буксуючого автомобіля встановлюється в нейтральне положення. Покажчик тягового динамометра покаже зусилля, що затрачається на перекатування випробуваного автомобіля. Опит повторюється по 3 рази в протилежних напрямках. Дані вимірів заносяться в таблицю 3.1.

По формулі 3.6, 3.7 визначають значення коефіцієнта зчеплення шин із дорогий і коефіцієнта опору коченню.

3.7 Зміст звіту

У звіті за результатами проведеної лабораторної роботи повинні бути приведені в наступній послідовності:

3.7.1 Ціль роботи.

3.7.2 Марка і маса випробовуваного автомобіля.

3.7.3 Перелік приладів і устаткування.

3.7.4 Тип дороги, для якої визначаються коефіцієнти опору коченню і зчеплення, її стан.

3.7.5 Таблиця вимірів.

3.7.6 Обчислені значення шуканих коефіцієнтів.

3.6.7 Висновки за результатами роботи.

Література: [1], с.21-39; [2], с.16-32; [3], с.16-25; [4], с.46-58.

4 Лабораторна робота № 4 визначення характеристик бічного відведення шин

4.1 Ціль роботи

Засвоєння фізичного змісту відведення еластичного колеса й оцінка впливу на його розмір бічної сили і тиску повітря в шинах.

4.2 Загальні зведення

Автомобільне колесо має радіальну, тангенціальну і бічну еластичність. Керованість і усталеність автомобіля в значній мірі залежать від бічної еластичності автомобільного колеса.

Якщо на жорстке в бічному напрямку колесо, що котиться, діє бічна сила, траєкторія кочення колеса буде залишатися в напрямку початкового руху при всіх значеннях бічної сили, менших, чим сила зчеплення колеса з дорогою. Коли значення бічної сили стануть більше значення сили зчеплення, жорстке колесо почне сковзати вбік.

Цілком інакше під дією бічної сили рухається колесо з еластичною шиною. Внаслідок того, що пневматична шина має значну еластичність у бічному напрямку, під дією бічної сили відбувається її бічна деформація і колесо автомобіля котиться під деяким кутом до своєї середньої площини. Цей кут називається кутом бічного відведення.

Сутність процесів, що відбуваються при цьому, можна усвідомити на схемі, зображеної на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема кочення еластичного колеса з відведенням

На рисунку 4.1а показана схема кочення еластичного колеса, коли бічні сили відсутні. Лінія ОА проходить посередні протектора. При коченні колеса його точки В і С, що знаходяться на цій лінії, торкаються дороги відповідно в точках В₁ і С₁, і траєкторія кочення колеса буде розташовуватися в площині симетрії колеса. При дії на колесо бічної сили F_в вертикальна площина, що проходить через центр колеса, зміститься щодо центру відбитка на  (рисунок 4.1б), а лінія ОА, що проходить посередні протектора, буде вигнутої. Внаслідок цього при провороті колеса на деякий кут точка В ввійде в контакт із дорогий у точці В₂, а точка С - у С₂. При подальшому коченні колеса всі точки, що лежать на середині протектора, будуть мати контакт із дорогий на лінії ОК, і траєкторія колеса (лінія ОК) відхилиться від площини колеса на кут . Кут  між напрямком руху і середньої площини колеса - кут бічного відведення.

Деформація елементів шини в бічному напрямку по довжині контакту різна: перед елементи шини деформовані в бічному напрямку менше, ніж у задній частині, тому що вхідні в контакт із дорогий елементи шини в початковий момент практично не сприймають бічні реакції. В міру провороту колеса ці точки переміщаються до задньої частини відбитка. При цьому збільшується деформація елементів шини і, відповідно, зростає частка бічної сили, сприйманої цими елементами. Внаслідок цього подовжня вісь площадки, по якій шина контактує з опорною поверхнею, виявляється поверненої щодо подовжньої площини колеса на деякий кут (рисунок 4.1в). Так як бічна деформація елементів, що знаходяться в задній частині контакту, більше, ніж у передній, епюра бічних тисків буде трикутної форми. Це приводить до того, що рівнодіюча R_в елементарних поперечних реакцій, рівна силі F_в, виявляється зміщеної від центру відбитка тому на відстань е. У результаті цього створюється момент М_з=е·R_в, що прагне повернути колесо убік діючої бічної сили F_в, названий стабілізуючим моментом.

Д ослідженнями встановлено, що значення кута відведення збільшується зі збільшенням бічної еластичності шини. Кут бічного відведення  у міру збільшення бічної сили зростає прямо пропорційно до деякого значення, а потім, при подальшому збільшенні бічної сили, кут відведення зростає швидше (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Залежність кута відведення від бічної сили

На цій залежності можна відзначити трьох характерних ділянки: 0-1 - де кут відведення залежить лінійно від бічної сили; 2-2 - де кут відведення необмежено зростає без збільшення бічної сили; ділянка 1-2 - перехідної.

На ділянці 0-1 відведення автомобільного колеса відбувається тільки за рахунок пружної деформації елементів шини. В міру збільшення бічної сили елементи шини, розташовані в задній частині контакту і є найбільше навантаженими в бічному напрямку починають прослизати. Це приводить до порушення пропорційної залежності між бічною силою і кутом відведення (ділянка 1-2). При ще більшому значенні бічної сили починається ковзання шини вбік (ділянка 2-3).

Відношення бічної сили до кута відведення, визначене на лінійній ділянці 0-1, називається коефіцієнтом опору відведення колеса К_в

, (4.1)

Коефіцієнт опору бічному відведенню шини показує, яку бічну силу потрібно прикласти до колеса, щоб викликати його відведення на 1⁰, Н/град. Залежить він від розміру і конструкції колеса, тиски повітря в шині, типу і стани дорожнього покриття, навантаження колеса.

Значення коефіцієнта К_в в шин легкових автомобілів, знайдене експериментально, складають 15-40 Кн/рад., а в шин вантажних автомобілів і автобусів 60-120 Кн/рад.

Встановлено також наступне:

1. При зростанні радіальної реакції на колесо коефіцієнт К_в збільшується до деякої межі, після чого зменшується.

2. При збільшенні дотичної реакції К_в звичайно зменшується.

3. При припустимому підвищенні внутрішнього тиску повітря в шинах коефіцієнт К_в зростає, однак при дуже великому тиску він може знизитися.

4. При збільшенні бічної жорсткості шини, що залежить від її конструкції (число шарів корда, напрямок його ниток, висоти і ширини профілю і т.д.), коефіцієнт К_в зростає. Це ж відбувається і при збільшенні ширини обіду колеса.

5. При нахилі колеса убік дії поперечної сили F_в коефіцієнт К_в знижується, тому що шина входить у контакт із дорогий під великим кутом, а у випадку зворотного нахилу - підвищується.