Нормальні реакції опорної поверхні на колеса трактора та автомобіля.

Значення номінальних реакцій Ук та Уп (рис.2.2) на задні і передні колеса машини суттєво впливають на показники тягово-зчіпних властивостей, оскільки f=Pf /Уп+Ук і φв=Рк /Ук / для машини з задньою ведучою віссю φв=Рк /(Ук+Уп), якщо всі осі ведучі. Крім цього, нормальні реакції зумовлюють гальмівні властивості, керованість та стійкість мобільних машин.

З метою аналізу залежності нормальних реакцій опорної поверхні на колеса трактора та автомобіля від конструктивних і експлуатаційних факторів розглянемо прискорений рух машини з причепом (рис.4.1). Для спрощення наступних розрахунків сила тягового опору Рr переноситься вздовж напрямку її дії до перетину з площиною, що походить через вісь ведучих коліс по формулі до поверхні шляху. Отримана точка К` називається умовною точкою прикладання тягового опору, висота якої над поверхнею шляху

(2.24)

Рівняння суми моментів всіх сил вказаних на рис.4.1, відносно точки О2 записується у вигляді

(2.25)

Введемо позначення

Мf=Mfk+Mfn=Уnak+Уnan , 2.26)

де Мf – момент сил опору коченню трактора або автомобіля;

Mfk , Mfn - момент сил опору коченню ведучих і ведених коліс.

З врахуванням виразу (2.25) отримуємо

(2.27)

Оскільки

(2.28)

У разі руху на схилі на кут α набуває від’ємного значення тому складову необхідно підставляти в рівняння (2.26), (2.27) із знаком мінус. Сила інерції також може мати у вказаних рівняннях різні знаки: для сповільненого руху машини силу Рj треба брати із знаком мінус, а для розгону – плюс.

Якщо трактор або автомобіль перебуває у статичному (нерухомому) положенні без причепа на горизонтальній дорозі (Рr=0; V=0; α=0; Mf=0), нормальні реакції опорної поверхні, що передаються колесам, називаються

висота подоланого веденим колесом порогу становить 0,3 — 0,5 радіуса колеса, а ведучим — 0,5 — 0.8.

Максимальна глибина подоланого броду залежить від рівня розміщення лопатей вентилятора, всмоктувального патрубка, акумуляторної батареї, генератора, повітроочисних отворів у картерах механізмів трансмісії. Для збільшення глибини подоланого броду у автомобілів високої прохідності виходи всмоктувальних і вихлопних патрубків розміщують високо, застосовують вентилятор із приводом, що виключається, і герметичні генератор, прилади, апарати системи запалювання, картери мостів і колісні гальма. При такому конструктивному виконанні автомобілі можуть подолати брід глибиною до 1,6—1,8 м.

7.2.Вплив ходових систем машин на ґрунт.

Колеса і гусениці машин деформують ґрунт (рис. 7.10), ущільнюючи і розпилюючи його та утворюючи сліди. Все це призводить до зниження урожайності сільськогосподарських культур, руйнування структури ґрунту, вітрової і водної ерозії, збільшення затрат енергії і палива на обробіток ущільненого ґрунту.

Фізичними властивостями ґрунту є його структурний стан, щільність, твердість, пористість (загальна, між агрегатна і окремих агрегатів). Від цих властивостей залежать водо- і повітропроникність, волого- і повітроємність. Вони визначають потенціальну і ефективну родючість ґрунту.

Встановлені оптимальні параметри найважливіших із перерахованих показників фізичних властивостей ґрунту. Так, оптимальними вважаються щільності 1 —1,3 г/см³ (суглинкових і глинистих ґрунтів), 1,1—1,4 (легкосуглинкових) і 1,2—1,45 г/см³ (супіщаних).

Груп і ущільнюється під дією напруг, які виникають в його масиві. Значення напруг і закономірності їх розподілу по масиву залежать від процесів взаємодії колеса і гусениці з ґрунтом, які можна уявити як одночасне деформування і відновлення деформацій контактуючих тіл.

Можливість подолання рову визначається кількістю і розміщенням мостів, розмірами коліс і положенням центра ваги автомобіля по базі. Для дво- і триосьових автомобілів (якщо центр ваги розміщений не над середнім мостом) ширина подоланого рову залежить від розмірів коліс. Випробування показують, що такі автомобілі здатні подолати рів зміцними кромками шириною до 1—1,3 радіуса колеса (більші значення відносяться до автомобілів з усіма ведучими колесами).

Для триосьових автомобілів з рівномірним розміщенням мостів і чотириосьових ширина подоланого рову може бути значною і визначатися балою автомобіля, розставлянням коліс і положенням центра ваги по довжині. Схема проїзду рову багато осьовим автомобілем показана на рис 3.8.

Висота h_и подоланої автомобілем порогової перешкоди (рис. 7.9) залежить від розмірів колеса і жорсткості кромки порога. Максимальна

статичним і дорівнюють ст

(2.29)

(2.30)

Реакції Уп та Ук змінюються в результаті перерозподілу нормальних навантажень в ходовій системі, коли машина рухається без причепа Рr=0 або або лінія тягового опору паралельна до поверхні шляху (γ=0). Зниження навантаження на передні колеса викликає його збільшення на задні колеса і навпаки, а сума Ук +Уп залишається постійною і дорівнює Gcosα.

Зміна реакцій Ук і Уп , якщо лінія тягового опору нахилена до поверхні шляху, походить не тільки в результаті перерозподілу нормальних навантажень між колесами, але й внаслідок того, щоУк +Уп= Gcosα± Prsinγ.

Нормальні реакції на передні і задні колеса характеризують наступні показники:

; (2.31)

; (2.32)

де λк , λп – коефіцієнти навантаження ведучих і ведених коліс.

За умовами паралельності лінії тягового опору до поверхні шляху (γ=0) λк+λп=1; якщо γ≠0 , то для нахилу лінії тягового опору вниз λк + λп>1 , а для нахилу вгору λк + λп<1.

На розподіл нормальних навантажень між задніми і передніми колесами суттєво впливає поздовжня координата центру тяжіння машини. У тракторів із задніми ведучими колесами центр тяжіння розміщений ближче до задніх коліс з таким розрахунком, щоб Укст=(0,65-0,70)G. Зменшення сили тяжіння, яка припадає на задні колеса, погіршує зчіпні властивості трактора (автомобіля), а її зменшення на передні колеса негативно впливає на керованість і поздовжню стійкість.

У самохідних шасі на передні колеса передається значно менша частина сили тяжіння (Укст=0,2G), оскільки монтаж на рамі шасі начіпних машин зумовлює переміщення центру тяжіння агрегату вперед.

Центр тяжіння легкових автомобілів, а також вантажних, якщо відсутній вантаж на платформі, розташовується приблизно посередині поздовжньої бази. Коли наявний вантаж, маса якого відповідає номінальній вантажопідйомності автомобіля, в статистичному положенні на задні колеса припадає приблизно (0,70-0,75)G.