8.Коэффициент сцепления

Обычно величину коэффициента сцепления определяют путем буксирования динамометрической тележки, соединенной с автомобилем. Динамометр определяет силу Fх, необходимую для передвижения заторможенной тележки. Зная общую массу тележкиm, коэффициент сцепления можно найти по формуле:

x= Fx/m g.

Величина φх зависит от типа и состояния покрытия, например, при смачивании коэффициент сцепления заметно уменьшается.

На величину φх влияет также рисунок протектора, давление в шинах, скорость движения автомобиля. Заметное влияние на коэффициент сцепления оказывает степень проскальзывания (буксования) колеса, причем максимумφхнаблюдается при проскальзывании, равном 20…30% с последующим уменьшением на 10…25% при полном буксовании (или «юзе» тормозящих колес).

При невозможности приборного определения коэффициента сцепления пользуются его средними значениями, отраженными в табл. 1.1.

Сцепление шин с дорогой имеет первостепенное значение для безопасности движения, так как оно ограничивает возможности интенсивного торможения и устойчивого движения автомобиля без поперечного скольжения.

Согласно статистике число автотранспортных происшествий по этой причине составляет в среднем 16%, а в неблагоприятные периоды года – до 70% общего числа происшествий.

8

Коэффициент сцепления

				Таблица 1.1.
	Дорожные	φх	Дорожные	φх
	условия		условия
	Асфальт или		Гладкий лед	0,05…0,15
	бетон:
			Грунтовая
	- сухой и чистый	0,6…0,8
			дорога:
	-влажныйи	0,3…0,5	-глинистаясухая	0,5…0,6
	грязный
		0,2…0,4		0,3…0,4
	-покрытыйснегом		-влажная
			- в распутицу	0,15…0,3
	-обледенелый	0,15…0,3	Песок:	0,2…0,3
			- сухой
			- влажный	0,4…0,5
			Снег сыпучий	0,1…0,2

 

9. Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля

Тяговой силой Fт называют отношение момента на полуосях к радиусу ведущих колес при их равномерном вращении. Экспериментально величинуFтможно определить на стенде с беговыми барабанами или при дорожных испытаниях с помощью специальных датчиков на карданном валу или полуосях автомобиля.

Аналитически тяговую силу автомобиля определяют с использованием внешней скоростной характеристики двигателя.

Момент, подводимый к осям ведущих колес при равномерном движении автомобиля:

Мт = Мe∙im – Mmp ,

где im–передаточноечисло трансмиссии.

При неравномерном вращении коленчатого вала возникает момент, вызванный инерцией частей двигателя (коленчатый вал, шатуны, поршни, маховик). Он направлен в сторону, противоположную угловому ускорению εм и равен(-Jм εм), гдеJм – момент инерции маховика.

Если не учитывать инерционных моментов валов и шестерен трансмиссии, то тяговый момент на полуосях ведущих колес при неравномерном движении будет:

М м=Ме∙iтр - Мтр – Jм∙εм∙iт.

В процессе передачи движения от полуосей к дороге на величину тягового момента влияют также инерционные моменты ведущих колес и внутренние потери в шинах.

Суммарная касательная реакция на ведущих колесахX2=Mm/r - Z2∙f – (J2∙ε2)/r,

ИлиX2=(Mе∙im-Mтр)/r- (J2∙ε2+Jm∙εm∙im)/r - Z2∙f(1.9)где Z2 – сумма нормальных реакций дороги на ведущие колеса;I2 – суммарный момент инерции ведущих колес;─ε2 – угловое ускорение ведущих колес.

Известны кинематические соотношения:ε2= j/r, εm=ε2∙im=j∙im/r,где j – ускорение центра колеса, равное ускорению автомобиля.

Первый член равенства представляет собой тяговую силу.

FТ=MТ/r=(Me∙iТ - MТ)/rследовательно,X2=FТ - (Jм∙iм²+J2)j/r² - Z2∙f(1.11.)

Полученное равенство показывает, что при разгоне автомобиля касательная реакция на ведущих колесах всегда меньше тяговой силы FТвследствие затраты энергии на разгон вращающихся деталей.

При равномерном движении, учитывая относительно малую величинуZ2 f,можно считать, что касательная реакция примерно равна тяговой силе.

В случае замедленного движения (ускорение j меняет знак ) реакцияХ2может быть больше тяговой силы.

Имея экспериментальные графики зависимости Мe(n) иМтр(n), можно в соответствии с соотношением построить т.н. тяговую характеристику автомобиля, то есть график зависимостиFm от скорости движения автомобиля

νа.

Не следует забывать, что абсолютная величина тяговой силы, с одной стороны, определяется конструктивными особенностями автомобиля, а с другой – ограничена уровнем сцепления колес с поверхностью дороги.

FТ≤Fсц - Z∙a/r=Z(φx - a/r).
Если дорога ровная и сухая, то φх	больше а/r, и с небольшой

Условием равномерного качения колеса без скольжения и буксования является неравенство:

Fт ≤ Zφх .

погрешностью можно считать, что условием отсутствия скольжения и буксования будет неравенство:

Если тяговая сила меньше силы сцепления, то ведущее колесо катится без буксования. Если же условие (1.13) не выполнено, и к ведущим колесам приложена тяговая сила, большая, чем сила сцепления, то стоящий автомобиль не может тронуться с места. В этом случае автомобиль может двигаться только с пробуксовкой ведущих колес.

Такой случай возможен, когда автомобиль, двигавшийся по сухой дороге с большим значением коэффициента сцепления φх попадает на участок со скользким покрытием. При этом ведущие колеса пробуксовывают, и для движения используется только часть тяговой силыFm, вызывая ускорение вращения колес, пока мощность, затрачиваемую на буксирование, не уравновесит избыток подведенной мощности.