Хочете пройти навчання на водіння не просто для того,
щоб отримати права, а для того, щоб навчитися водити?
Автошкола «Автовиллис» Вам в цьому допоможе!
Хочете переконатися, що це правда?
Надішліть Ваші контактні дані, ми до Вас передзвонимо і Ви отримаєте
гарантовану знижку 10%!
Або зателефонуйте за номерами:
Ми пропонуємо для Вас:
Всім випускникам і курсантам київської автошколи «Автовиллис» надаються безкоштовні консультації з питань:
Зверніть увагу!
Перший внесок - 500 грн!
Решта суми сплачується частинами!
Також Ви можете отримати гарантовану знижку 10% на навчання якщо:
Відправите запит з сайту
Або зателефонуйте за номерами
І скажіть, що Ви з сайту «Вілліс»
Для наших курсантів ми пропонуємо знижки 50% на обслуговування в нашому СТО.
Автошкола «Автовиллис» перша автошкола в Україні
зі спеціальною системою підготовки:
З 1993 року автошкола «Автовиллис» виросла з Київського міського союзу автомобіліста
Записатися на професійне навчання водінню легко!
Вам для цього потрібно:
Ви не переконалися, що варто навчатися саме в нашій автошколі?
Тоді відправте повідомлення
Або зателефонуйте за номерами
І переконайтеся, що всі що написано вище - правда!
Будемо раді бачити Вас в колі наших випускників і умілих водіїв!
Автомобіль переміщається з певною швидкістю в результаті дії на нього рушійних сил і сил, чинять опір руху (рис. 1).
До силам, що перешкоджає руху автомобіля, відносяться: сили опору коченню РF, опір, що створюється підйомом дороги Рa, опір повітря Pw, опір сил інерції Рj. Для подолання цих сил автомобіль оснащений джерелом енергії - двигуном. Виникає в результаті роботи двигуна крутний момент передається через силову передачу і піввісь на провідні колеса автомобіля. Їх обертанню перешкоджає сила тертя, яка з'являється між колесами і поверхнею дороги.
Під час обертання провідні колеса створюють окружні сили, які діють на дорогу, прагнучи як би відштовхнути її назад. Дорога, в свою чергу, надає рівну протидію (дотичну реакцію) на колеса, що і викликає рух автомобіля.
Силу, яка призводить автомобіль в рух, називають силою тяги і позначають Ph. Зв'язок між цими величинами або граничне умова руху автомобіля, при якому забезпечується рівновага між силою тяги і силами опору руху, можна виразити формулою
Pk = Pf ± Pa + Pw + Pj.
Це рівняння називається рівнянням тягового балансу і дозволяє встановити, як тягова сила розподіляється по різним видам опорів.
опір дороги
Опір коченню шини по дорозі є наслідком витрат енергії на гістерезисна (внутрішні) втрати в шині і на утворення колії (зовнішні) втрати. Крім того, частина енергії втрачається в результаті поверхневого тертя шин об дорогу, опору в підшипниках маточин ведених коліс і опору повітря ьращенію коліс. Зважаючи на складність обліку всіх факторів опір коченню коліс автомобіля оцінюють за сумарними витратами, вважаючи силу опору коченню зовнішньої по відношенню до автомобіля. При коченні еластичного колеса по твердій дорозі зовнішні втрати незначні. Шари нижній частині шини то стискаються, то розтягуються. Між окремими частинками шини виникає тертя, виділяється тепло, яке розсіюється, і робота, що витрачається на деформацію шини, що не повертається повністю при наступному відновленні форми шини. При коченні еластичного колеса деформації в передній частині шини зростають, а в задній - зменшуються.
Коли жорстке колесо котиться по м'якій деформируемой дорозі (грунт, сніг), втрати на деформацію шини практично відсутні і енергія витрачається лише на деформацію дороги. Колесо врізається в грунт, видавлює його в сторону, спресовуючи окремі частинки, утворюючи колію.
Коли ж деформується колесо котиться по м'якій дорозі, енергія витрачається на подолання як внутрішніх, так і зовнішніх втрат.
При коченні пружного колеса по м'якій дорозі деформація його менше, ніж при коченні по твердій дорозі, а деформація грунту менше, ніж при коченні жорсткого по тому ж грунту.
Величина сили опору коченню може бути визначена з формули
Pf = Gf cos a,
де:
Pf - сила опору коченню;
G - вага автомобіля;
а - кут, що характеризує крутизну підйому або спуску;
f - коефіцієнт опору коченню, який враховує дію сил деформації шин і покриття, а також тертя між ними в різних дорожніх умовах.
Величина коефіцієнта опору коченню коливається від 0,012 (асфальтобетонне покриття) до 0,3 (сухий пісок).
Мал. 1. Сили, що діють на автомобіль, що рухається
Опір підйому. Автомобільні дороги складаються з чергуються між собою підйомів і спусків і вкрай рідко мають горизонтальні ділянки великої довжини. Крутизну підйому характеризують величиною кута а (в градусах) або величиною ухилу дороги t, що представляє собою відношення перевищення Н до закладання В (див. Рис. 1):
i = H / B = tg a.
Вага автомобіля G, що рухається на підйомі, можна розкласти на дві-складові сили: G sina, спрямовану паралельно дорозі, і Gcosa, перпендикулярну до дороги. Силу G sin a називають силою опору підйому і позначають Ра.
На автомобільних дорогах з твердим покриттям кути підйому невеликі і не перевищують 4 - 5 °. Для таких малих кутів можна вважати
i = tg a ~ sin а, тоді Ра - G sin а = Gi.
При русі на спуску сила Ра має протилежний зміст і діє як рушійна сила. Кут а й ухил i вважають позитивними на підйомі і негативними при русі на спуску.
У сучасних автомобільних доріг немає чітко виражених ділянок з постійним ухилом; їх поздовжній профіль має плавні обриси. На таких дорогах ухил і сила Р безперервно змінюються в процесі руху автомобіля.
Опір нерівностей. Жодне дорожнє покриття не є абсолютно рівним. Навіть нові цементобетонні і асфальтобетонні покриття мають нерівності висотою до 1 см. Під дією динамічних навантажень нерівності швидко збільшуються, зменшуючи швидкість автомобіля, скорочуючи термін його служби і збільшуючи витрату палива. Нерівності створюють додатковий опір руху.
При попаданні колеса в довгу западину воно ударяється об її дно і підкидається вгору. Після сильного удару колесо може відокремитися від покриття і знову вдаритися (вже з меншою висоти), здійснюючи затухаючі коливання. Переїзд через короткі западини і виступи пов'язаний з додатковою деформацією шини під дією сили, що виникає при ударі об виступ нерівності. Таким чином, рух автомобіля по нерівностях дороги супроводжується безперервними ударами коліс і коливаннями осей і кузова. В результаті відбувається додаткове розсіювання енергії в шині і деталях підвіски, що досягає іноді значних величин.
Додаткове опір, що викликається неровкостямі дороги, враховують, умовно збільшуючи коефіцієнт опору коченню.
Величини коефіцієнта опору коченню f і ухилу i в сукупності характеризують якість дороги. Тому часто говорять про силу опору дороги Р, що дорівнює сумі сил РF і Ра:
Р = Pf -f Ра = G (f cos а -f sin а) ~ G (f + i).
Вираз, що стоїть в дужках, називають коефіцієнтом опору дороги і позначають буквою Ф. Тоді сила опору дороги
Р = G (f cos a -f sin а) = G ф.
Опір повітря. При русі автомобіля на нього чинить опір і повітряне середовище. Витрати потужності на подолання опору повітря складаються з наступних величин:
- лобового опору, що з'являється в результаті різниці тисків спереду і ззаду автомобіля, що рухається (близько 55 - 60% всього опору повітря);
- опору, створюваного виступаючими частинами: підніжками, крилами, номерним знаком (12 - 18%);
- опору, що виникає при проходженні повітря через радіатор і підкапотний простір (10-15%);
- тертя зовнішніх поверхонь про довколишні шари повітря (8 - 10%);
- опору, викликаного різницею тисків зверху і знизу автомобіля (5 - 8%).
При збільшенні швидкості руху збільшується і опір повітря.
Причепи викликають збільшення сили опору повітря внаслідок значного завихрення повітряних потоків між тягачем і причепом, а також через збільшення зовнішньої поверхні тертя. В середньому можна прийняти, що застосування кожного причепа збільшує цей опір на 25% в порівнянні з одиночним автомобілем.
сила інерції
Крім сил опору дороги і повітря вплив на рух автомобіля надають сили інерції Р). Будь-яке зміна швидкості руху супроводжується подоланням сили інерції, і її величина тим більше, чим більше мешкаючи м, аееа автомобіля:
P = G * j / g
Час рівномірного руху автомобіля зазвичай мало в порівнянні із загальним часом його роботи. Так, наприклад, при роботі в містах автомобілі рухаються рівномірно 15 - 25% часу. Від 30% до 45% часу займає прискорений рух автомобіля і 30 - 40% - рух накатом і гальмування. При рушанні з місця і збільшення швидкості автомобіль рухається з прискоренням - його швидкість при цьому нерівномірна. Чим швидше автомобіль збільшує швидкість, тим більше прискорення автомобіля. Прискорення показує, як за кожну секунду зростає швидкість автомобіля. Практично прискорення автомобіля досягає 1 - 2 м / с2. Це означає, що за кожну секунду швидкість буде зростати на 1 - 2 м / с.
Сила інерції змінюється в процесі руху автомобіля відповідно до зміни прискорення. Для подолання сили інерції витрачається частина тягової сили. Однак в тих випадках, коли автомобіль рухається накатом після попереднього розгону або при гальмуванні, сила інерції діє у напрямку руху автомобіля, виконуючи роль рушійної сили. Беручи це до уваги, деякі важкопрохідні ділянки шляху можна долати з попередніми розгоном автомобіля.
Величина сили опору розгону залежить від прискорення руху. Чим швидше розганяється автомобіль, тим більшою стає ця сила. Її величина змінюється навіть при рушанні з місця. Якщо автомобіль рушає плавно, то сила ця майже відсутня, а при різкому рушанні вона може навіть перевищити тягову силу. Це призведе або до зупинки автомобіля, або до буксування коліс (в разі недостатньої величини коефіцієнта зчеплення).
В процесі роботи автомобіля безперервно змінюються умови руху: тип і стан покриття, величина і напрямок ухилів, сила і напрям вітру. Це призводить до зміни швидкості автомобіля. Навіть в найбільш сприятливих умовах (рух по вдосконаленим автомагістралях поза міст і населених пунктів) швидкість автомобіля і тягова сила рідко залишаються незмінними в, протягом тривалого часу. На середньої .скорості руху (визначається як відношення пройденого шляху до часу, витраченому на проходження цього шляху з урахуванням часу зупинок в дорозі) позначається крім сил опору вплив вельми великої кількості факторів. До них відносяться: ширина проїжджої частини, інтенсивність руху, освітленість дороги, метеорологічні умови (туман, дощ), наявність небезпечних зон (залізничні переїзди, скупчення пішоходів), стан автомобіля і т. Д.
У складних дорожніх умовах може статися так, що сума всіх сил опору перевищить тягову силу, тоді рух автомобіля буде уповільненим і він може зупинитися, якщо водій не вживе необхідних заходів.
Зчеплення колеса автомобіля з дорогою
Для того щоб нерухомий автомобіль привести в рух, однією сили тяги недостатньо. Необхідно ще тертя між колесами і дорогою. Інакше кажучи, автомобіль може рухатися лише за умови зчеплення ведучих коліс з поверхнею дороги. У свою чергу, сила зчеплення залежить від зчіпного ваги автомобіля Gv, т. Е. Вертикального навантаження на провідні колеса. Чим більше вертикальне навантаження, тим більше сила зчеплення:
Pсц = ФGk,
де Pсц - сила зчеплення коліс з дорогою, кгс; Ф - коефіцієнт зчеплення; GK - зчіпний вагу, кгс. Умова руху без буксування коліс
Рk <РСЦ,
т. е. якщо тягова сила менше сили зчеплення, то провідне колесо котиться без буксування. Якщо ж до ведучих коліс прикладена тягова сила, більша, ніж сила зчеплення, то автомобіль може рухатися тільки з пробуксовкою ведучих коліс.
Коефіцієнт зчеплення залежить від типу і стану покриття. На дорогах з твердим покриттям величина коефіцієнта зчеплення обумовлена головним чином тертям ковзання між шиною і дорогою і взаємодією частинок протектора і мнкронеровностей покриття. При змочуванні твердого покриття коефіцієнт зчеплення зменшується дуже помітно, що пояснюється утворенням плівки з шару частинок грунту і води. Плівка розділяє тертьові поверхні, послаблюючи взаємодію шини і покриття і зменшуючи коефіцієнт зчеплення. При ковзанні шини по дорозі в зоні контакту можливе утворення елементарних гідродинамічних клинів, що викликають підведення елементів шини над мікровиступів покриття. Безпосередній контакт шини і дороги в цих місцях замінюється рідинним тертям, при якому коефіцієнт зчеплення мінімальний.
На деформуються дорогах коефіцієнт зчеплення залежить від опору грунту зрізу і величини внутрішнього тертя в грунті. Виступи протектора провідного колеса, занурюючись в грунт, деформують і ущільнюють його, що викликає збільшення опору зрізу. Однак після деякої межі починається руйнування грунту, і коефіцієнт зчеплення зменшується.
На величину коефіцієнта зчеплення впливає також малюнок протектора шини. Шини легкових автомобілів мають протектор з дрібним малюнком, що забезпечує хороше зчеплення на твердих покриттях. Шини вантажних автомобілів мають великий малюнок протектора з широкими і високими виступами-грунтозацепа-ми. Під час руху грунтозачепи врізаються в грунт, покращуючи прохідність автомобіля. Стирання виступів в процесі експлуатації погіршує зчеплення шини з дорогою.
При збільшенні внутрішнього тиску в шині коефіцієнт зчеплення спочатку збільшується, а потім зменшується. Максимальне значення коефіцієнта зчеплення відповідає приблизно величині тиску, рекомендованого для даної шини.
При повному ковзанні шини по дорозі (буксування ведучих коліс або юз гальмують коліс) величина ф може бути на 10 - 25% менше максимальної. Коефіцієнт поперечного зчеплення залежить від тих же факторів, і його зазвичай приймають рівним 0,7Ф. Середні значення коефіцієнта зчеплення коливаються в широких межах від 0,1 (обмерзлій покриття) до 0,8 (сухе асфальто- і цементобетонне покриття).
Зчеплення шин з дорогою має першорядне значення для безпеки руху, так як воно обмежує можливість інтенсивного гальмування і стійкого руху автомобіля без поперечного ковзання.
Недостатня величина коефіцієнта зчеплення є причиною в середньому 16%, а в несприятливі періоди року - до 70% дорожньо-транспортних пригод від загального їх числа. Міжнародною комісією по боротьбі зі скользкостью дорожніх покриттів встановлено, що величина коефіцієнта зчеплення за умовами безпеки руху не повинна бути менше 0,4.
<< Назад
Хочете переконатися, що це правда?