Лекции для студентов

Конспект лекций “Эксплуатационные свойства автомобиля”. Лекция 1

Предельные случаи качения колеса. К-т сцепления.

Вспомним формулы (7) и (11):  

     f = а/r + M/ R (r-r)/r r,                                                         (1.17)    

    R = M/r - R a/r - I/r  j/ r,                                             (1.21)

 Из них видно, что величина продольной реакции Rоднозначно связана с радиусом качения. Однако вместо зависимости R= f(r) удобнее рассматривать зависимость некоторой безразмерной величины R/ Rот некоторой безразмерной величины, связанной с радиусом качения и условно называемой к-том буксования,% и к-том скольжения s,%. Причем:

             ,% = (V- V)/ V,%, а  s,% = (V- V)/ V,%,                 (1.26) 

где:  V- теоретическая скорость колеса, равная произведению радиуса качения колеса rв свободном режиме (R = 0) на угловую скорость;

 V - действительная скорость колеса, равная произведению радиуса качения r, соответствующего реально передаваемому через колесо моменту, на угловую скорость. Т.е. V=  r, а V=  r, тогда:

                       ,% =(1- r/r),% и  s,% =(1- r/r),%,                       (1.27)  

       В свободном режиме: (R = 0) ,% = 0 и  s,% = 0, т.к.  r= r.

       При полном буксовании: ,% = 100%, а  s,% =, т.к. r= 0.

       При полном скольжении: s,% = 100%, а  ,% = , т.к. r = .

       Эксперименты показали, что зависимость R/ Rот ,% или от s,%  во всех случаях и для всех шин и опорных поверхностей имеет одинаковую форму. На твердых дорогах максимум R/ R соответствует 15…25% ,% и s,% , а превышение максимума составляет 5…15%. На мокрых дорогах с твердым покрытием максимум R/ R соответствует 30…50% ,% и s,% , а превышение максимума составляет 30…50%.

    Если условия качения таковы, что ,% и s,% меньше соответствующего максимума R/ R , то возрастание продольной реакции R будет ограничиваться только величиной момента, подводимого к колесу. Увеличение М приводит к увеличению R и увеличению к-тов ,% и s,%. В этом случае отношение R/ R называют к-том продольной силы колеса и обозначают К.

     Начиная с некоторого момента М и соответствующих ему значений ,% и s,% величина продольной реакции Rограничивается условиями сцепления колеса с опорной поверхностью. Дальнейшее увеличение М при равномерном качении колеса невозможно. Если же все же М увеличивать, то это приведет к увеличению угловой скорости колеса, Rпри этом либо неизменна (если ,% и s,% не меняются), либо уменьшается (если ,% и s,% растут).

     В этих условиях Rназывают максимально возможной по сцеплению и обозначают R. Rдля одного и того же колеса и одной и той же поверхности различна для различных ,% и s,%. Отношение  R/ R максимально возможной по условиям сцепления продольной реакции к нормальной называют продольным к-том сцепления колеса с опорной поверхностью.    

             Природа  при движении по твердой дороге аналогична природе к-та сопротивления качению. При движении передняя часть контакта колеса с дорогой находится в состоянии трения покоя, а задняя — трения скольжения, причем скорость скольжения в разных точках контакта различна. При изменении величины передаваемого момента меняется соотношение между площадью той части контакта, на которой имеет место трение покоя и той, где происходит скольжение, а также меняются скорости скольжения. Это является основной причиной зависимости  от ,% и s,%.

       На деформируемых дорогах зависимость более сложная. Во-первых, Rравна разности проекций на плоскость дороги максимальных касательных и нормальных реакций, а во-вторых, R в этом случае обусловлена не только силами сцепления шины с поверхностью дороги, но и силами, необходимыми для среза грунта.