Силы, вызывающие движение транспортного средства. Силы действующие на автомобиль при движении

Силы, действующие на автомобиль при движении

Каждый автомобилист должен знать физические законы и физические силы, действующие на автомобиль при движении. Это необходимо для того, чтобы соблюдать необходимые правила безопасности, правильно реагировать в сложных ситуациях и иметь представление о том, как поведет себя в сложной ситуации ваше транспортное средство. На автомобиль во время движения оказывается самое различное физическое влияние. За счет этого воздействия и формируется положение автомобиля на дороге.

Разные силы, действующие на автомобиль, существуют при езде, главная из них – сила тяжести. Причем эта сила действует на автомобиль вне зависимости от того, находится ли он в движущемся состоянии или же нет. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз и распространяется равномерно по всему корпусу автомобиля, действуя при этом на все транспортные оси и колеса. Благодаря этому влиянию силы тяжести на автомобиль, увеличивается вес транспортного средства и сам автомобиль давит при этом на дорожное покрытие. Тем самым увеличивается сцепление транспортного средства с дорожным покрытием, сцепление увеличивается прямо пропорционально. В бытовом плане воздействие силы тяжести особенно заметно тогда, когда автомобиль трогается с места и при последующем движении колес. Равной силе тяжести является сила реакции дорожного покрытия. Равнодействующая этих сил располагается точно в центре тяжести. От расположения центра тяжести в автомобиле зависит распределение веса всех транспортных осей автомобиля. Чем выше располагается центр тяжести в автомобиле, тем неустойчивее он. Если центр тяжести располагается близко к какой-либо оси автомобиля, то это значит, что нагрузка на эту ось будет максимальной. Если автомобиль находится в ровном горизонтальном положении, то сила тяжести давит непосредственно вертикально вниз. Если же автомобиль при движении меняет свое положение с горизонтального на положение под углом к горизонтальной поверхности, то в таком случае сила тяжести отделяется от силы реакции. В данном случае происходит следующее: одна из сил все еще продолжает прижимать колеса к дорожному полотну, а другая стремится опрокинуть корпус автомобиля. Соответственно во время движения автомобилист должен соблюдать определенные нормы эксплуатации технического средства с учетом расположения центра тяжести машины. При этом необходимо соблюдать установленные рамки возможного наклона автомобиля, правила разгона и т. д.

К силам, действующим на автомобиль при движении, относится также и сила инерции движения.

Это сила состоит из следующих факторов:

·сила, необходимая для ускорения,

·сила, необходимая для углового ускорения вращающихся элементов автомобиля.

Вообще само перемещение автомобиля возможно только в том случае, если сила сцепления достаточно велика для того, чтобы удерживать автомобиль в этом состоянии. Если же сила сцепления мала, то в таком случае происходит пробуксовка колес автомобиля. Инерционные силы возникают в том случае, если изменяется угол или направление движения автомобиля. Сила инерции мешает разгону автомобиля и его торможению. А это значит, что при движении также необходимо учитывать действие этой силы. Необходимо правильно рассчитывать расстояние до возможного препятствия и производить торможение или же разгон в соответствии с действием этой силы.

Сила сцепления – это еще одна физическая сила, действие которой оказывает существенное влияние на движение автомобиля и на поведение его во время движении. Эта сила зависит от качества дорожного покрытия, вернее, от его гладкости. Кроме того, на силу сцепления также оказывает непосредственное влияние вес каждого отдельного колеса, который складывается из веса автомобиля, равномерно распределенному по всем транспортным осям автомобиля. Наиболее лучшее сцепление обеспечивает асфальт, причем коэффициент сцепления уменьшается, если на дорожном полотне имеется грязь, пыль, песок и т. д. Наиболее низкой силой сцепления обладает обледеневшая дорога. Также стоит помнить о том, что мокрая дорога обеспечивает более низкую степень сцепления автомобиля с дорогой. Кроме того, сила сцепления уменьшает свое воздействие при движении автомобиля по сухому асфальтовому покрытию на большой скорости (сцепление уменьшается в два раза).

Также на автомобиль во время движения оказывает определенное воздействие сила сопротивления качению. Эта сила оказывает непосредственное влияние на физический износ колес и всех элементов автомобиля, которые с ними соприкасаются.

Также происходит влияние силы сопротивления воздуха. Эта сила и ее уровень воздействия зависит от качества корпуса автомобиля и от его обтекаемости. Чем более обтекаемая форма у автомобиля, тем более низкая возникает сила сопротивления, а значит, тем более высокую скорость может развивать автомобиль. Изменить эти параметры можно только в случае полной замены корпуса кузова автомобиля. Так еще следует помнить о том, что установка багажника на крышу автомобиля также влияет на обтекаемость корпуса автомобиля. К слову сказать, чем больше сила сопротивления воздуха, тем больше расход топлива на 100 километров. Обтекаемость корпуса можно временно изменить (правда, в худшую сторону) во время движения автомобиля. Так, например, если во время быстрого движения резко открыть, а потом закрыть дверь, то весьма вероятно, что автомобиль может потерять необходимый уровень устойчивости. Это очень опасно, особенно на оживленных дорогах.

Кроме вышеперечисленных фических сил, на автомобиль также оказывают влияние следующие действующие силы:

·сила сопротивления подъему,

·разгон,

·ускорение,

·торможение,

·накат,

·центробежная сила,

·разворачивающая сила и т. д.

Необходимо помнить о том, что во время резкого торможения также резко уменьшается сила сцепления задних колес с дорожным полотном. При таком торможении колеса более всего подвержены блокировке, а значит, увеличивается вероятность возникновения на дороге аварийной ситуации.

portalvaz.ru

Силы действующие на автомобиль | Сумской автомобильный клуб

Источник

the-cars.ru

Независимо от того, движется автомобиль, или он неподвижен, на него действует сила тяжести (вес), направленная отвесно вниз. Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равная ей и направленная вверх действует сила реакции дороги.

Равнодействующая этих сил размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. Чем ближе к одной или другой оси центр тяжести, тем большей будет нагрузка на эту ось.На груженых легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется поровну. Большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль.

Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы, одна из которых прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль.

Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.

Сила инерции движения – величина, которая состоит из силы, необходимой для ускорения движения, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля. Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги. Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги ведущих колес), то колеса пробуксовывают.

Сила сцепления с дорогой  зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора.Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния: наличие влаги, грязи, снега, льда.

На дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления резко уменьшается, если на поверхности имеется влажная грязь, пыль. В жаркую погоду на асфальте появляется маслянистая пленка из выступающего битума, которая снижает коэффициент сцепления.

Уменьшение коэффициента сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости движения на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием с 30 до 60 км/час, коэффициент сцепления уменьшается на 0,15. 

Сила сопротивления качению – сила, затрачиваемая на:

1. деформирование шины и дороги;
2. трение шины о дорогу;
3. трение в подшипниках ведущих колес.

Сила сопротивления воздуха – величина этой силы зависит от формы или обтекаемости автомобиля, относительной скорости движения и плотности воздуха.

Значение коэффициента лобового сопротивления и лобовая площадь определяется заводом-изготовителем. Изменение этих параметров может произойти из-за установки на кузове-кабине автомобиля разных вспомогательных устройств: дополнительное зеркало заднего вида, багажник на крыше автомобиля.В большинстве случаев это отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах автомобиля. 

Установка на крыше автомобиля багажника и езда с ним без груза увеличивает силу сопротивления воздуха настолько, что расход топлива возрастает на 5% – 10%.

Особенно опасно изменение обтекаемости автомобиля при его движении. Если при движении автомобиля со скоростью более 80 км/час открыть, а затем захлопнуть боковую дверь, то весьма вероятна, даже на сухой дороге, потеря автомобилем курсовой устойчивости.

Сила сопротивления подъему – зависит от веса автомобиля и угла подъема.Опрокидывающая сила – действует на автомобиль при торможении и разгоне.

Разгон, ускорение, накат, торможение.

Ускорением называется прирост скорости за единицу времени. Если мощность двигателя, затраченная на приведение во вращение ведущих колес автомобиля и преодоление сил трения больше, чем суммарная сила сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться с ускорением, то есть разгоном. В этом случае можно говорить о том, что крутящий момент на двигателе будет увеличиваться, что и вызовет разгон автомобиля.

Во время движения накапливается определенный запас кинетической энергии и автомобиль приобретает инерцию. Благодаря инерции автомобиль может двигаться накатом. Это происходит тогда, когда двигатель отсоединяется от трансмиссии, а его дальнейшее движение происходит за счет кинетической энергии, накопленной при разгоне.

Торможение как вид изменения движения – это снижение скорости движения, которое может осуществляться по различным причинам и разными способами. Основными видами снижения скорости движения являются: 

• Снижение скорости за счет потери инерции – при движении на подъеме, при движении накатом;
• Торможение двигателем – когда крутящий момент на двигателе уменьшается (убираем ногу с педали «Газ»), и при включенном сцеплении это вызывает снижение скорости движения автомобиля.
• Торможение тормозной системой – снижение скорости с использованием тормоза.

Устойчивость в движении.

Само понятие устойчивости или устойчивого движения автомобиля определяется его способностью сохранять постоянный контакт всех колес с дорогой при отсутствии бокового скольжения. Автомобиль может потерять устойчивость под действием центробежной и разворачивающей силы.

Центробежная сила – возникающая во время движения автомобиля на повороте и направленная  в сторону, противоположную приложенной центростремительной силы. Если центробежная сила не превышает центростремительную силу, то автомобиль движется по устоявшейся кривой поворота. Если же центробежная сила превышает центростремительную силу, то автомобиль выбрасывает с дороги по результирующему вектору, направленному от центра поворота. 

Разворачивающая сила является следствием несоответствия силы инерции движения и коэффициенту сцепления колес с дорогой. В этом случае она будет направлена в сторону колес с меньшим коэффициентом сцепления, а рычагом разворота автомобиля будет его база. Центром вращения (разворота) будут колеса с большим коэффициентом сцепления.

Результатом действия этой силы будет возникновение бокового заноса автомобиля, а в некоторых случаях, кроме того бокового вращения. 

В большинстве случаев скользят колеса заднего моста, но с этим можно и нужно бороться. Причинами возникновения бокового заноса чаще всего на скользкой дороге является разгон и торможение. Поэтому для предотвращения тяжелых последствий начинающегося заноса необходимо прекратить начатый разгон или торможение. Необходимо помнить, что при торможении ВСЕГДА задние колеса разгружаются, коэффициент их сцепления с дорогой уменьшается тем больше, чем сильнее мы тормозим! При таком торможении они более всего подвержены блокировке, а автомобиль начинает движение юзом (с заблокированными колесами). При движении юзом автомобиль ВСЕГДА становится неуправляемым, так как невозможно осуществить поворот не вращающимися управляемыми колесами, а при заблокированных колесах тормозной путь ВСЕГДА (в том числе и на сухой дороге) увеличивается!

Если не принять своевременных мер для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него он, как правило, переходит в неуправляемое боковое вращение. Это гораздо опаснее бокового заноса.

Для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него нужно повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Как только амплитуда заноса станет уменьшаться нужно плавно, опережающими действиями, вернуть рулевое колесо в нейтральное положение, а при необходимости, когда занос пойдет в обратную сторону, и в сторону, противоположную другой амплитуде заноса. Дополнительно:

• на заднеприводных автомобилях плавно уменьшить подачу топлива (плавно убрать ногу с педали «Газ»)
• на переднеприводных автомобилях наоборот, плавно увеличить подачу топлива.

Помимо бокового заноса в повороте на скользкой дороге может возникнуть боковое скольжение. Если при боковом заносе от прямолинейного движения уходит одна, как правило, задняя ось, то при боковом скольжении автомобиль уходит от траектории движения (кривой поворота) всем корпусом (всеми колесами). Да и причины возникновения бокового скольжения иные. Оно возникает тогда, когда водитель повернет управляемые колеса на угол больший, чем способен повернуть автомобиль при текущем коэффициенте сцепления и действующем крутящем моменте на колесах. Особенно ярко это проявляется в повороте с торможением. Для прекращения бокового скольжения необходимо увеличить траекторию движения, и плавно уменьшить подачу топлива.

Во всех случаях возникновения бокового заноса или бокового скольжения, для вывода автомобиля из этих ситуаций водитель должен пользоваться только рулем и педалью «Газ». Запомните: НИКОГДА не нажимать на педаль тормоза, как бы Вам этого не хотелось, не выключать сцепление, и не переключать передачи. Это ВСЕГДА только ухудшает ситуацию!Влияние центробежной силы на движение автомобиля в повороте столь велико, что водитель просто обязан четко представлять, как действует эта сила на автомобиль. Она будет тем больше, чем больше будет скорость движения, и чем на больший угол будут повернуты управляемые колеса (когда траектория движения будет очень крутой).

Следовательно, влияние этой силы можно уменьшить, зная, чем она вызвана.

Для этого необходимо заблаговременно, до входа в поворот, уменьшить скорость движения до безопасной, а поворот проходить по более пологой кривой, уменьшив угол поворота управляемых колес.

При движении с прицепом нужно помнить о том, что на прицеп большее воздействие оказывает центростремительная, а не центробежная сила. Именно центростремительная сила перемещает прицеп к центру поворота.Четкое представление водителем того, как поведет себя, управляемый им автомобиль в сложной ситуации, облегчает управление им, предотвращая ДТП.

www.auto.sumy.ua

Силы, вызывающие движение транспортного средства

Крутящий момент двигателя, подве­денный через механизмы трансмиссии к ведущим колесам автомобиля, вызывает их вращение. В месте соприкосновения колеса с дорогой от крутящего момента возникает окружная сила, а со стороны дороги - продольная реакция), равная по величине окружной силе, но направленная в противоположную сторону. Суммарная продольная реакция ведущих колес передается на ведущие мосты и вызывает движение автомобиля, поэтому называется тяговой силой.

Рисунок 34.1 - Схема сил и моментов, действующих на ведущее

колесо автомобиля

Величина тяговой силы тем больше, чем больше крутящий момент двигателя и передаточные числа коробки передач и главной передачи. Но величина тяговой силы не может превысить силу сцепления ведущих колес с дорогой. Если тяговая сила превы­сит силу сцепления колес с дорогой, то ведущие колеса будут пробуксовывать.

Сила сцепления равна произведению коэффициента сцепления на сцепной вес. Для тягового автомобиля сцепной вес равен нормальной нагрузке, приходящейся на затормаживаемые колеса.

Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния покрытия доро­ги, от конструкции и состояния шин (давление воздуха, рисунок протек­тора), от нагрузки и скорости движения автобуса. Величина коэффициента сцепления снижается при мокрой и скользкой поверхности дороги, осо­бенно при увеличении скорости движения и изношенном протекторе шин.

Сила тяжести автобуса приложена в центре тяжести. Высота распо­ложения центра тяжести у автобусов около 1 м.

При движении автобуса происходит продольное перераспределение нормальной нагрузки между осями автобуса: при передаче ведущими ко­лесами тяговой силы больше нагружаются задние колеса, а при торможении автобуса - передние колеса. Кроме того, перераспределение нормаль­ной нагрузки между передними и задними колесами имеет место при движении автомобиля на спуск или на подъем.

Перераспределение нагрузки, изменяя величину сцепного веса, влияет па величину сцепления колес с дорогой, тормозные свойства и устойчивость автомобиля.

Силы сопротивления движению. Тяговая сила на ведущих колесах обеспечивает преодоление внешних сил, возникающих при движении автобуса. При равномерном движении автобуса по горизонтальной дороге такими силами являются: сила сопротивления качению и сила сопротивления воздуха. При движении автобуса на подъем возникает сила сопротивления подъему (рисунок 34.2.), а при разгоне автомобиля - сила сопротивления разгону (сила инерции).

Сила сопротивления качению возникает вследствие деформации шин и поверхности дороги. Она равна произ­ведению нормальной нагрузки автомобиля на коэффициент сопротивления качению. Коэффициент сопротивления качению зависит от типа и состояния покрытия дороги, конструкции шин, их износа и давления воздуха в них, скорости движения автобуса.

Рисунок 34.2 - Схема сил, действующих на автомобиль при равномерном движении на подъем

Сила сопротивления воздуха зависит от коэффициента сопротивления воздуха, лобовой площади и скорости движения автомобиля. Коэффици­ент сопротивления воздуха определяется типом автомобиля и формой его кузова, а лобовая площадь - колеей колес (расстоянием между центрами шин) и высотой автомобиля. Сила сопротивления воздуха возрастает про­порционально квадрату скорости движения автомобиля.

Сила сопротивления подъему тем больше, чем больше масса автобуса и крутизна подъема дороги, которая оценивается углом подъема в градусах или величиной уклона, выраженной в процентах. При движении автобуса под уклон сила сопротивления подъему, наоборот, ускоряет движение автобуса.

На автомобильных дорогах с асфальтобетонным покрытием продольный уклон обычно не превышает 6%. Если коэффициент сопротивления качению принять равным 0,02, то общее сопротивление дороги составит 8% от нормальной нагрузки автомобиля.

Сила сопротивления разгону (сила инерции) зависит от массы автобуса, его ускорения (приросту скорости в единицу времени) и массы вращающихся частей (маховик, колеса), на ускорение которых также затрачивается тяговая сила.

При разгоне автобуса сила сопротивления разгону направлена в сторону, обратную движению. При торможении автобуса и замедлении его движения сила инерции направлена в сторону движения автомобиля.

Устойчивость

Под устойчивостью автомобиля подразумевается его спо­собность выдерживать заданное направление движения в лю­бых дорожных условиях без опрокидывания и бокового скольжения колес. Эта способность автомобиля особенно важ­на при движении по скользкой дороге, где обычно и происхо­дят опрокидывания и заносы.

Устойчивость зависит от ряда конструкционных параметров автомобиля, а также от умения водителя правильно управлять им в движении. Она может быть продольной, поперечной и боковой.

Способность автомобиля двигаться в различных дорожных условиях без опрокидывания относительно передней или зад­ней оси называется продольной устойчивостью, без опроки­дывания относительно правых или левых колес и при отсутст­вии бокового скольжения - поперечной, без заноса задней (пе­редней) части вправо или влево от оси движения - боковой.

При движении по прямой продольная и поперечная устой­чивости будут сохранены, если линия действия силы тяжести не выходит за пределы периметра точек опоры автомобиля (рисунок 34.3.). И, соответственно, он может потерять продольную (опрокидывание относительно задних колес) или поперечную (опрокидывание через колеса левой стороны) устойчивость, если линия действия силы тяжести пересекается с поверхно­стью дороги за пределами площади, ограниченной точками опоры колес (рисунок 34.4)

Рисунок 34.3 - Обеспечение устойчивости: а - продольной; б – поперечной

Рисунок 34.4 - Потеря устойчивости: а - продольной, б – поперечной

Потеря боковой устойчивости наиболее вероятна при разго­нах и резких торможениях на скользких дорогах.

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от сле­дующих факторов: массы автомобиля, высоты центра масс, его

базы и ширины колеи; размера, типа и состояния шин; конст­рукции и регулировки тормозов; радиуса кривизны дороги и состояния ее поверхности; скорости и направления движения; умения водителя управлять автомобилем, особенно при торможении.

В ходе испытаний установлено: чем выше расположен центр масс автомобиля и чем уже колея, тем скорее произой­дет боковое опрокидывание. Когда центр масс находится низ­ко, а колея широкая (но не более нулевого габарита), устойчи­вость автомобиля повышается.

У современных легковых автомобилей, имеющих сравни­тельно низкое расположение центра масс и широкую колею, опрокидывания без предварительного бокового скольжения (заноса) при нормальных дорожных условиях бывают очень редко. Они могут быть лишь у автомобилей с крупногабарит­ными грузами, закрепленными высоко над крышей автомобиля или поверхностью прицепа, причем на плохой и имеющей большой поперечный уклон дороге.

Наличие крупногабаритного и тяжелого груза на багажнике автомобиля или прицепе увеличивает высоту центра масс. С такими грузами нельзя ехать быстро, надо обязательно сбра­сывать скорость на крутых поворотах и стараться не тормозить резко.

Впрочем, опрокидывание может произойти и на небольших скоростях, если при движении по дороге с существенным бо­ковым уклоном груз размещен с одной стороны автомобиля, со стороны уклона.

На повороте существенное значение для сохранения устой­чивости автомобиля имеют не только скорость движения, но и радиус поворота, и скорость поворота управляемых колес. В определенных условиях резкий поворот колес может стать основной причиной нарушения устойчивости.

Чаще всего заносы и опрокидывания происходят, как уже отмечалось, из-за неосторожности водителя в процессе движения по скользкой, мокрой или обледенелой дороге, прежде всего при резком торможении на большой скорости.

Во всех случаях при заносе на автомобиль действует боковая (поперечная) сила, которая возникает по причине неравно­мерного сцепления шин с дорогой или ее неровностей.

Боковая сила начинает действовать и при других отклоне­ниях автомобиля от прямолинейного направления движения. В тех случаях, когда автомобиль движется по кривой, боковую силу называют центробежной. В результате действия центро­бежной силы при резком повороте на большой скорости авто­мобиль может опрокинуться. По мере уменьшения радиуса по­ворота в процессе заноса значение центробежной силы возрас­тает и, соответственно, увеличивается интенсивность заноса. Словом, если занос начался, то он будет быстро усиливаться, и, чтобы не произошло опрокидывание автомобиля, необхо­димо принять срочные меры.

Наиболее легкий и эффективный способ вывода автомобиля из заноса заключается в следующем: при появлении заноса задних колес водитель немедленно отпускает тормозную пе­даль и по возможности резко поворачивает руль в сторону за­носа, а затем, как только движение автомобиля выравнивается, быстро возвращает руль в прежнее положение. Если эти опе­рации не будут выполнены, занос продолжится, и автомобиль будет вращаться до тех пор, пока не остановится под влиянием силы трения колес о дорогу или в результате удара о препятст­вие. При сильном ударе скользящих колес или при их попада­нии на участок с более высоким сопротивлением скольжению автомобиль опрокинется по причине воздействия на него пары сил: силы сопротивления скольжению и центробежной силы. Сила сопротивления скольжению левых колес направлена в сторону, противоположную скольжению, а центробежная сила приложена в центре масс автомобиля, вследствие чего и про­исходит его опрокидывание на левую сторону (рисунок 34.5.)

Рисунок 34.5 - Действие пары сил при опрокидывании автомобиля после потери боковой устойчивости

Для безопасного движения на высоких скоростях водитель должен стремиться к повышению устойчивости своего автомобиля, этому способствуют увеличение массы автомобиля, понижение центра масс, соблюдение скорости, соответствую­щей состоянию дороги, и правильная регулировка тормозов.

Управляемость

Управляемость определяется работой, требующейся от во­дителя для управления автомобилем в заданных условиях экс­плуатации.

Затраты усилий водителя могут быть намного снижены с помощью различных конструктивных решений, к примеру, применения усилителей рулевого управления, выключения сцепления, привода тормозной системы и ряда других меха­низмов, которые уменьшают мускульное воздействие водителя на органы управления автомобилем.

Рабочее место водителя должно быть оборудовано так, что­бы обеспечивались хорошая обзорность пространства впереди и позади автомобиля, удобное пользование органами управле­ния и наблюдение за показателями контрольно-измерительных приборов, имелись вентиляция и отопление.

Управляемость автомобиля в значительной степени зависит от его технического состояния, она может резко ухудшаться при снижении давления в шинах, нарушении системы стабилизации управляемых колес, возникновении зазоров в рулевом управлении и при других неисправностях.

Падение давления воздуха в одной из шин увеличивает сопротивление качению и уменьшает поперечную устойчивость автомобиля, поэтому он будет постоянно отклоняться в сторону этой шины. Если автомобиль неожиданно начинает "тянуть" в одну сторону, скорее всего причина в снижении давления в одной из шин передних колес. При аналогичном явлении в одной из шин задних колес автомобиль, движущийся на небольшой скорости, "водит" по дороге то в одну, то в другую сторону.

Изнашивание деталей рулевой трапеции приводит к образо­ванию в ней зазоров, нарушающих установленные кинемати­ческие связи и облегчающих возникновение произвольных ко­лебаний колес. При больших зазорах виляние и подпрыгива­ние передних колес может привести к нарушению их сцепле­ния с поверхностью дороги. Большие зазоры в подшипниках ступиц передних колес, а также неправильная регулировка ру­левого управления существенно затрудняют стабилизацию управляемых колес. Управлять таким автомобилем сложно, так как ход автомобиля становится неустойчивым, он все вре­мя уходит в сторону, и водитель вынужден непрерывными по­воротами рулевого колеса поддерживать требуемое направле­ние движения, что утомляет его, а кроме того, увеличивает из­нос рулевого управления и шин.

Для того чтобы управление автомобилем было легким и ре­зультативным, необходимо следить за его техническим со­стоянием, регулярно проверяя работу его основных узлов, ме­ханизмов и приборов.

Похожие статьи:

poznayka.org

Основные сведения по теории движения автомобиля

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Управление автомобилем

Каждому водителю для овладения мастерством вождения необходимо правильно сочетать практический опыт с теоретическими знаниями. Знание теории движения автомобиля и умелое применение их на практике позволяют эффективнее использовать возможности автомобиля и обеспечить безопасность его движения. Рассмотрим некоторые вопросы теории движения автомобиля.

Силы, действующие на автомобиль во время его движения

Внешними силами, на преодоление которых расходуется тяговое усилие, полученное от двигателя на ведущих колесах автомобиля при его движении по горизонтальной плоскости с равномерной скоростью, являются силы сопротивления качению и сила сопротивления воздуха. При движении на подъем дополнительно надо преодолевать силу сопротивления вертикальному перемещению центра тяжести автомобиля, при ускоренном движении — силу сопротивления инерции автомобиля.

На автомобиль как при движении, так и в неподвижном состоянии действует сила тяжести. Силой тяжести автомобиля является его масса, измеряется она в килограммах и действует параллельно по вертикали вниз, прижимая колеса к дороге.

Рис. 1. Силы, действующие на автомобиль при движении на подъем

Как видно, колеса автомобиля могут быть прижаты к дороге с различной силой, что зависит от массы груза и его распределения в кузове. Чем ниже расположен центр тяжести, тем устойчивее автомобиль против опрокидывания. При неравномерном укладывании груза центр тяжести может сместиться вперед, назад или в сторону, при этом нарушается устойчивость и управляемость автомобиля.

Сила сцепления колес с дорогой возникает между ведущими колесами автомобиля и дорогой. Она равна произведению коэффициента сцепления на сцепную массу, то есть на массу автомобиля, приходящуюся на его ведущие колеса. В автомобиле со всеми ведущими осями сцепной массой является полная масса автомобиля.

Коэффициент сцепления имеет решающее значение при торможении автомобиля. Чем выше коэффициент сцепления, тем больше может быть интенсивность торможения автомобиля.

Величина коэффициента сцепления колес автомобиля с дорогой имеет большое значение для эксплуатации транспортных средств и безопасности дорожного движения. При низком коэффициенте сцепления трогание автомобиля с места затруднено, так как оно сопровождается пробуксовкой, а торможение — скольжением колес, поэтому автомобиль иногда не удается тронуть с места, а при торможении происходят резкое увеличение тормозного пути и возникновение заноса.

При увеличении скорости движения коэффициент сцепления снижается, в особенности на мокрой дороге, так как выступы рисунка протектора шины не успевают продавливать пленку влаги. Здесь важно исправное состояние рисунка протектора шины.

Повышенное давление воздуха в шинах уменьшает их опорную поверхность, вследствие чего давление возрастает настолько, что при троганин с места и при торможении сцепление колес с дорогой уменьшается.

В связи с тем, что много дорожно-транспортных происшествий происходит из-за плохого сцепления, водители при управлении автомобилем должны уметь оценивать величину коэффициента сцепления и выбирать скорость движения и приемы управления в соответствии с дорожными и погодными условиями.

Сила сопротивления качению колес автомобиля складывается из деформации шин и грунта, трения шин о дорогу, трения в подшипниках передних колес, в рессорах и рессорных серьгах или в амортизаторах подвески автомобиля. Определение всех этих сил в различных условиях движения а-втомобиля очень сложно. Поэтому все эти сопротивления учитываются общим коэффициентом, установленным экспериментальным путем. Этот коэффициент называется коэффициентом сопротивления качению автомобиля.

Коэффициент сопротивления качению шин на асфальтированном покрытии равен 0,019—0,020; на гравийном покрытии — 0,02— 0,025; на песке — 0,1—0,3.

Сила сопротивления воздуха слагается из любого движения встречного воздуха, разрежения за движущимся автомобилем, трения частиц воздуха о поверхность кузова автомобиля. Силу сопротивления воздуха можно определить приближенно перемножением площади проекции автомобиля на коэффициент сопротивления воздуха и скорость движения автомобиля. Коэффициент сопротивления воздуха определяется в килограммах на 1 м2 площади проекции автомобиля при скорости движения 1 м/сек. Сила сопротивления воздуха зависит от величины лобовой поверхности автомобиля, его формы, а также скорости движения. С увеличением скорости автомобиля сила сопротивления воздуха возрастает пропорционально квадрату скорости движения, то есть если скорость возрастает в два раза, то сопротивление воздуха увеличивается в четыре раза.

Мощность, затрачиваемая на сопротивление воздуха, с увеличением скорости движения автомобиля возрастает пропорционально кубу скорости. Из этого следует, что груз на грузовых автомобилях надо распределять равномерно по поверхности платформы, а также не развивать высоких скоростей.

Сила, затрачиваемая автомобилем на преодоление подъема, равна массе автомобиля, умноженной на величину угла подъема.

Чем круче подъем, тем больше сила, затрачиваемая на его преодоление. При движении автомобиля под уклон, наоборот, возникает сила, способствующая ускорению движения автомобиля. При подъезде к подъему необходимо правильно оценить возможность преодоления подъема. Если подъем продолжительный, его преодолевают на пониженной передаче, переключившись на нее в начале подъема. При движении автомобиля под уклон, наоборот, возникает сила, способствующая ускорению движения автомобиля. Вследствие этого на крутых спусках рекомендуется включить ту передачу, на которой можно осуществить подъем.

Читать далее: Торможение автомобиля

Категория: - Управление автомобилем

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Силы сопротивления движению автомобиля - Силы, действующие на движущийся автомобиль - Ходовая часть - Автомобиль

Автомобиль по ровному шоссе надо толкать с меньшей силой, чем в гору. Против ветра автомобилю двигаться труднее, чем по ветру.

Сопротивление качению колес автомобиля. Трение качения объясняется тем, что при перекатывании одного тела по другому оба тела деформируются и на это затрачивается работа. Чем сильнее деформация, тем больше сила трения качения. Благодаря упругости шины значительно уменьшается тряска во время движения, но одновременно увеличивается сопротивление качению. У автомобильного пневматического колеса оно значительно больше, чем у металлических колес железнодорожных вагонов.

Силу сопротивления качению колес определяют динамометром, буксируя автомобиль по дороге. Установлена следующая зависимость между силой Fк сопротивления качению колес и силой тяжести автомобиля:

где: G — сила тяжести автомобиля; f — коэффициент трения качения колеса автомобиля; по дороге с асфальтобетонным покрытием он равен 0,015; по каменному покрытию — 0,020; по проселочной дороге — 0,03 и по песку — 0,15.

Сопротивление воздуха движению автомобиля тем больше, чем выше скорость движения и значительнее лобовая площадь автомобиля. Сила Fω сопротивления воздуха также зависит от формы кузова автомобиля — его обтекаемости.

Установлено, что:

где: S — лобовая площадь автомобиля, м2; υ — скорость движения автомобиля, м/сек; k — коэффициент обтекаемости автомобиля, н * сек2/м* (кгс Х сек2/м4).

Поскольку при движении на автомобиль всегда действуют сила Fк сопротивления качению колес и сила Fω сопротивления воздуха, то для поддержания равномерного движения на горизонтальной дороге необходимо, чтобы тяговая сила Рс была равна сумме этих двух сил:

Сопротивление движению на подъем. При движении на подъем необходимо затрачивать некоторую дополнительную силу Fh.

Схема движения автомобиля на подъеме

Если обозначить силу тяжести автомобиля через G, а угол между осью дороги и горизонтальной плоскостью через а, то вследствие разложения сил:

Подъемы и спуски на автомобильных дорогах принято характеризовать не углом α, а так называемым уклоном, равным отношению высоты h подъема к его основанию b.

Очевидно, уклон численно равен тангенсу угла α:

Обычно уклоны на автомобильных дорогах не превышают 0,06 — 0,08. В случае равномерного движения автомобиля на подъем сила тяги должна быть равна сумме сил сопротивления качению, сопротивления воздуха и сопротивления движению на подъем:

На спусках сила Fh направлена в сторону движения автомобиля.

В этом случае:

Если к ведущим колесам подвести момент, обеспечивающий превышение силы тяги над суммой сил сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться ускоренно.

Сила Fj, вызывающая ускорение автомобиля, будет равна:

Работа этой силы на пути S разгона, выражающаяся произведением FjS, идет на увеличение кинетической энергии движущегося автомобиля (повышение его скорости).

Когда тяговая сила окажется меньшей, чем сумма сил сопротивления движению, автомобиль будет двигаться замедленно.

Величина силы Fj, вызывающей замедление и направленной в этом случае противоположно движению автомобиля, равна:

Контрольные вопросы

Как возникает тяговая сила на ведущих колесах автомобиля?

Как увеличить коэффициент сцепления колес с дорогой?

Как увеличить тяговую силу автомобиля?

Назовите силы сопротивления движению автомобиля.

От чего зависит сопротивление качению колес автомобиля?

От чего зависит сопротивление воздуха движению автомобиля?

Нарисуйте схему, объясняющую возникновение сопротивления движению автомобиля на подъем.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

www.carshistory.ru

Силы и моменты, действующие на автомобиль или автопоезд при прямолинейном движении

1. Силы и моменты, действующие на автомобиль или автопоезд при прямолинейном движении. Схема сил, действующих на автомобиль-тягач, изображена на рис.1.

На рисунке показан наиболее общий случай, когда автомобиль-тягач ускоренно движется на подъем крутизной ά. При изображении сил приняты следующие основные допущения: дорожные условия под правыми и левыми колесами одноименных мостов автомобиля одинаковы, поэтому все силы, действующие на мост, могут быть приведены к его середине; автомобиль симметричен относительно продольной оси; нормальные составляющие реакции дороги приложены в середине контактной поверхности, а их смещение учтено в моментах сопротивления качению колес мостов. Рис. 1. Силы и моменты, действующие на автомобиль-тягач при прямолинейном движении.

Все силовые факторы, действующие на автомобиль-тягач, можно разделить на три группы: движущие; сопротивления движению; нормальные к направлению движения.

К первой группе относится окружная сила на ведущих колесах FK.

Вторую группу составляют:

Mf1, Mf2 — моменты сопротивления качению колес автомобиля;

FB — сила сопротивления воздуха;

Fi — продольная составляющая силы тяжести автомобиля;

5 Fjx — сила сопротивления поступательному ускорению масс автомобиля;

Fnx — продольная составляющая силы сопротивления прицепа. У одиночного автомобиля сила сопротивления прицепа отсутствует.

К третьей группе относятся:

RZ1, RZ2, — нормальные реакции дороги;

Gacos ά — нормальная составляющая веса автомобиля;

Fnz — нормальная составляющая силы сопротивления прицепа (крюковая нагрузка).

Силы, входящие в эту группу, направлены перпендикулярно к вектору скорости автомобиля. Поэтому их влияние на динамику движения автомобиля не непосредственное, а косвенное.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23

Тормозные свойства транспортной техники.

Под тормозными свойствами понимают способность машины быстро снижать скорость движения вплоть до полной остановки при минимальном тормозном пути, сохранять заданную скорость при движении под уклон, а также оставаться неподвижным при действии случайных сил.

Уменьшение скорости движения машины при торможении происходит за счет искусственного создания момента сопротивления вращению колес. При этом кинетическая энергия машины превращается в тепловую вследствие трения, возникающего в тормозных механизмах и при контакте шин с опорной поверхностью.

Машина должна иметь несколько тормозных систем, выполняющих различные функции: рабочую, стояночную, вспомогательную, запасную.

Рабочая (основная) тормозная система служит для уменьшения скорости машины и полной его остановки. Тормозными механизмами рабочей тормозной системы является колёсные тормоза. В процессе торможения кинетическая энергия машины переходит в работу трения между фрикционными накладками и тормозным барабаном или диском, а также между шинами и дорогой. Тормозной момент МТ, развиваемый тормозным механизмом, зависит от его конструкции и давления в тормозном приводе:

где - коэффициент, зависящий от конструкции тормозного механизма;

- избыточное давление в тормозной системе.

Управление рабочей тормозной системой осуществляется от ножной педали.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания машины на месте. Привод стояночной тормозной системы воздействует на колесные тормоза рабочей тормозной системы или на специальный дополнительный тормоз, связанный с трансмиссией машины.

Вспомогательная тормозная система используется при длительном торможении машины (например, на длинных спусках). Она состоит из моторного или трансмиссионного тормозов-замедлителей. Управление ей автоматическое или ручное.

Запасная тормозная система служит для остановки машины при отказе рабочей тормозной системы. У некоторых машин функции запасной выполняет стояночная тормозная система.

stydopedia.ru

• 
  Чугун это цветной или черный металл
• 
  Силы действующие на автомобиль при движении
• 
  Какая резьба
• 
  Какая резьба
• 
  Уклон дороги
• 
  Технические характеристики маз 241
• 
  Уклон дороги
• 
  Смазки автомобильные
• 
  Технические характеристики маз 241
• 
  При подъеме
• 
  Смазки автомобильные