7. Причины ограничений сил, действующих на колеса автомобиля. Коэффициент продольного сцепления.

При движении по дороге с твердым покрытием, предельное значение нормальной силы, действующей на каждое колесо, определяется в основном из условий долговечности шины и дорожного покрытия. В справочных материалах указывается грузоподъемность для определенной модели шин. Превышение данного значения приводит к значительному снижению долговечности шин. На дорогах низких категорий нормальная нагрузка на колесо может ограничиваться несущей способностью опорной поверхности или значительно возросшим сопротивлением качению.

Способность автомобильного колеса, нагруженного нормальной нагрузкой, воспринимать или передавать касательные силы, при взаимодействии с дорогой, является одним из важных его свойств обеспечивающих возможность движения. Хорошее сцепление колеса с дорогой повышает безопасность движения автомобиля. Для оценки этого свойства используют коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления: в продольном и поперечном направлениях. Коэффициент продольного сцепления Rxmax- максимальная касательная реакция. - нормальная реакция опорной поверхности.

8. Коэффициент сцепления. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на коэффициент сцепления.

Способность автомобильного колеса, нагруженного нормальной нагрузкой, воспринимать или передавать касательные силы, при взаимодействии с дорогой, является одним из важных его свойств обеспечивающих возможность движения. Хорошее сцепление колеса с дорогой повышает безопасность движения автомобиля. Для оценки этого свойства используют коэффициент сцепления. Различают коэффициент в продольном (ϕх) и поперечном (ϕу) направлении.

Факторы, влияющие на коэффициент сцепления:

1.Тип и состояние дороги, конструкция шин.

Коэффициент сцепление колеблется в широких пределах. Это колебание обусловлено состоянием поверхностного слоя дорожного покрытия, чем его типом. Тип покрытия оказывает большее влияние, чем конструкция шин или состав резины.

Основные факторы: удельное давление и тип рисунка протектора. Они определяют способность шины выдавливать жидкость или прорывать пленку жидкости, для обеспечения её надежного контакта с опорной поверхностью, но мокрая поверхность приводит к снижению коэффициента сцепления. При возрастании скорости автомобиля способность шины выдавливать воду снижается. Твердые выступы дороги повышают сцепление колеса с дорогой. Губина проникновения материала протектора в опорную поверхность зависит от качества резины, давления в них, нагрузки на колесо, шерховатость поверности (очень большая шерховатость снижает коэффициент сцепления).

На щебеночных и гравийных покрытиях коэффициент сцепления снижается с увеличением износа покрытия более интенсивно, чем на бетонных.

Конструкция и материал шин- угол наклона нитей корда, рисунок протектора, диаметр колеса.

Для повышения сцепления со скользкой дорогой применяют специальные шины (меньше тормозной путь, больше разгон), но ухудшается сцепление на сухой дороге.

ϕх изменяется с изменением нагрузки на колесо и давления в шинах (рм). Увеличение давления в шинах приводит к некоторому уменьшению ϕх. На мокрых и грязных дорогах с твердым покрытием увеличение давления приводит к увеличению ϕх, так как с ростом удельного давления, шины обеспечивают лучшее выдавливание воды и грязи из пятна контакта. Аналогично и с увеличением нормальной нагрузки.

2.Проскальзывание колеса относительно опорной поверхности.

ϕмах при скольжении (букс ) 20…25%

Коэффициент буксования δ= ∗ 100, Vт-теоретическая скорость колеса,

Vт= rкв*ωкол, rкв- радиус качения в ведомом режиме, Vд-действительная скорость колеса, Vд= rк* ωкол,

rк- радиус, соответствующий передаваемому моменту

δ=(1 − )∗ 100

Коэффициент скольжения: S= ∗ 100=(1 − )∗ 100

δ и S изменяются от 0 при Rx=0 до 100% при полном буксовании ведущего и полном скольжении тормозящего колес.

ϕх в общем случае определяется совокупностью коэффициента трения покоя и скольжения при различных скоростях и различных точках контакта.

При полном δ или S коэффициент сцепления является коэффициентом трения скольжения.

3.Аквапланирование. С увеличением толщины пленки воды и скорости движения, силы сцепления снижаются, из-за затрудненного удаление влаги из пятна контакта.

При определенной толщине пленки и скорости движения из- за действия гидродинамических сил в контакте, шина всплывает на пленке жидксти- аквапланирование (силы сцепления колеса с дорогой очень низкие), а скорость – критическая.