Силы, действующие на автомобиль. Баланс сил автомобиля

Независимо от того, стоит ли автомобиль на месте или движется, на него всегда действуют определенные силы. Если он неподвижен и установлен на горизонтальной площадке, на него действует сила тяжести (вес автомобиля) и силы противодействия дороги давлению колес (реакции дороги), направленные в противоположную сторону действия силы тяжести. При этом сила тяжести направлена вертикально вниз. Эта сила и называется силой тяги, которая от колес передается через рессоры (толкающие штанги) на кузов и заставляет автомобиль двигаться. Сила тяги на ведущих колесах затрачивается на преодоление внешних сил, возникающих при движении. Величина силы тяги не должна превышать силу сцепления шин с дорогой, так как в противном случае колеса будут пробуксовывать.

Сила сцепления равна произведению коэффициента сцепления на вес, приходящийся на ведущие колеса и будет тем больше, чем больше коэффициент сцепления и вес, приходящийся на колесо. Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния покрытия дороги от конструкции и состояния шин (рисунка протектора, давления воздуха), от нагрузки и скорости движения автомобиля. На сухой дороге с твердым покрытием этот коэффициент в среднем составляет 0,6-0,7. Однако его величина резко снижается на мокрой и скользкой поверхности дорожного покрытия. На легковых автомобилях вес, приходящийся на заднюю ось, составляет примерно 50% полного веса автомобиля.

Сила сопротивления качению равна произведению веса автомобиля на коэффициент сопротивления качению шин, который при движении по дороге с твердым покрытием в среднем равен 0,015-0,025. Эта сила затрачивается на деформирование (смятие) шины и дороги, на трение шины о дорогу и на трение в подшипниках ходовой части. Коэффициент сопротивления качению возрастает с увеличением скорости движения, крутящего и тормозного момента, а также при снижении давления воздуха в шинах.

Сила сопротивления воздуха зависит от величины лобовой площадки автомобиля, формы кузова и слагается из давления встречного воздуха, трения частиц воздуха о поверхность кузова и величины разрежения сзади автомобиля. Эта сила возрастает пропорционально квадрату скорости движения автомобиля. Например, если скорость увеличится в два раза сопротивление воздуха увеличится в четыре раза и т.д.

Сила сопротивления подъему тем больше, чем больше вес автомобиля и угол подъема дороги.

Центробежная сила возникает при движении автомобиля на повороте. Ее величина зависит от радиуса закругления, веса автомобиля и квадрата скорости движения. Она вызывает боковой крен и перемещение пассажиров во внешнюю сторону. Если центробежная сила превысит суммарную силу сцепления колес с дорогой - автомобиль получает боковое скольжение (занос) и даже опрокидывание.

Сила инерции возникает при ускорении (разгон) или замедлении (торможение) движения автомобиля и противодействует соответственно ускорению или замедлению. В первом случае возникает смещение пассажиров назад, а во втором - вперед.

Сила тяги на ведущих колесах в каждый данный момент равна сумме внешних сил, рассмотренных выше, кроме центробежной силы, что составляет так называемый тяговый баланс автомобиля.

Информация по теме:

Построение конечноэлементной модели
После построения геометрической модели, выбора типа элементов (EG), задания свойств материала элементов (MP) и геометрических характеристик (RC) производится разбиение геометрической го объекта (или его части) на конечные элементы, при этом тип элементов должен соответствовать типу геометрического ...

Имитационная модель формирования угловой скорости тормозного колеса
Рисунок 8. Имитационная модель формирования угловой скорости тормозного колеса На данном рисунке приняты следующие обозначения: 1-Вход, на который подается момент сцепления; 2-Вход, на который подается тормозной момент; 3-Деление разности моментов на момент инерции колеса; 4-Выход, с которого снима ...

Расчёт посадки и остойчивости судна
Расчёт остойчивости судна Остойчивость считается достаточной, если выполняется требования в отношении метацентрической высоты: где – метацентрический радиус; – аппликата центра величины; =8,19 – аппликата центра тяжести; – поправка на влияние свободной поверхности жидких грузов; =0,84 – коэффициент ...