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:

Безопасность детей
Сегодня уже нет необходимости ломать голову над подгонкой детского сиденья под оригинальные ремни безопасности. Всё более распространённое приспособление Isofix позволяет присоединить сиденье безопасности для ребёнка прямо к точкам соединения, заранее подготовленными в машине, не используя ремни бе ...

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 ...

Латунь и его технологические свойства
Латунь - сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20–36% Zn – желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%. Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение ...