Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой
Значение тяговой силы, необходимой для движения, ограничено вследствие действия силы сцепления колес с дорогой.
Под силой сцепления понимают силу, противодействующую скольжению колеса относительно поверхности дороги. Она равна силе трения, возникающей в месте контакта колеса с дорогой.
Сила сцепления
гдеRZ, — нормальная реакция дороги; φ — коэффициент сцепления.
Равномерное качение колеса без скольжения и буксования возможно только при выполнении условия 
Если тяговая сила больше силы сцепления 
, то автомобиль движется с пробуксовкой ведущих колес. Это происходит, например, тогда, когда при движении по сухой дороге он попадает на участок со скользким покрытием. Если же автомобиль стоял на месте, то не только движение, но и его трогание с места невозможны.
Коэффициент сцепления. Этот коэффициент во многом определяет
значение силы сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса относительно поверхности дороги различают коэффициенты продольного φх и поперечного φу сцепления. Эти коэффициенты зависят от одних и тех же факторов, и можно считать, что они практически равны 
.
На коэффициент продольного сцепления φх оказывают влияние многие конструктивные и эксплуатационные факторы. Он определяется экспериментально. Ниже приведены средние значения φx,- для различных дорог и состояний их поверхности:
Сухое Мокрое
Асфальтобетонное шоссе................... 0,7...0,8 0,35...0,45
Дорога с щебенчатым покрытием .... 0,6...0,7 0,3...0,4
Грунтовая дорога ................................ 0,5...0,6 0,2...0,4
Снег ..................................................... 0,2 0.3
Лед........................................................ 0,1 0.2
Рассмотрим, как влияют различные конструктивные и эксплуатационные факторы на коэффициент продольного сцепления.
Тип и состояние покрытия дороги. На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления имеет наибольшее значение, так как в этом случае он обусловливается не только трением скольжения, но и межмолекулярным взаимодействием материалов колеса и дороги (механическим зацеплением). На мокрых дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления существенно уменьшается (в 1,5 2)
|
Рис. 3.10. Рисунки протектора шин: а, б — дорожный; в, г — универсальный; д—з — повышенной проходимости
Рис. 3.11. Зависимости коэффициента сцепления от давления воздуха в шине (а), скорости движения (б) и вертикальной нагрузки на колесо (в)
раза по сравнению с сухими дорогами, так как между колесом и дорогой образуется пленка из частиц грунта и воды. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит от внутреннего трения в грунте и сопротивления грунта срезу.
Рисунок протектора шины (рис. 3.10). Дорожный рисунок протектора обеспечивает наибольший коэффициент сцепления на дорогах с твердым покрытием, универсальный — на дорогах смешанного типа, а рисунок протектора повышенной проходимости — в тяжелых дорожных условиях и по бездорожью. По мере изнашивания рисунка протектора значение коэффициента сцепления уменьшается.
Внутреннее давление воздуха в шине. При увеличении давления воздуха в шине (рис. 3.11, а) коэффициент сцепления сначала возрастает, а затем уменьшается.
Скорость движения. При увеличении скорости движения (рис. 3.11, б) коэффициент сцепления сначала возрастает, а потом падает.
Нагрузка на колесо. Увеличение вертикальной нагрузки на колесо (рис. 3.11, в) приводит к незначительному уменьшению коэффициента сцепления.
Коэффициент сцепления существенно влияет на безопасность движения. Его недостаточно высокое значение вызывает многочисленные аварии и несчастные случаи на дорогах. Как показали исследования, по этой причине происходит 15% общего числа дорожно-транспортных происшествий, а в неблагоприятные периоды года — около 70 %. Исследованиями установлено, что для обеспечения безопасного движения значение коэффициента сцепления должно составлять не менее 0,4.
Рис. 3.12. Силы сопротивления движению автомобиля
Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 2877;