Характерні режими руху автомобільного колеса.
Ведений рух (
= 0 ), тобто момент до колеса не прикладається.
направлена
проти руху колеса. Колесо рухається за
рахунок штовхаючої сили
).
2. Ведучий
рух (Прикладений до колеса момент
>
більше
моменту опору коченню. Повздовжня
реакція
опорної поверхні направлена в сторону
руху колеса. Сила
направлена в сторону протилежну руху
колеса).
3. Ведучий рух з проковзуванням або повним ковзанням.(Всі точки в контакті колеса з опорною поверхнею мають проковзування)
4. Вільний
рух ( Повздовжня реакція
= 0. Сила на осі
= 0. Прикладений момент дорівнює моменту
опору коченню
).
5. Нейтральний рух(До колеса підведений крутний момент, але він менше моменту опору коченню. <0 і направлена проти руху. Cила на осі співпадає з напрямом руху колеса).
6.
Гальмівний рух (Є точки контакту колеса
з опорною поверхнею, які не проковзуються.
Повздовжня складова сили
=
дорівнює повздовжній реакції опорної
поверхні.
=
.
)
7. Гальмівний рух з частковим або повним ковзанням колеса відносно опорної поверхні).
Рух колеса при наявності діючої на нього бокової сили.
І.Рух веденого колеса.
Рис 12. Схема сил та моментів, що діють на ведене колесо.
Рівняння руху веденого колеса
Або у розгорнутому вигляді
де
- момент
інерції колеса.
При
рівномірному русі
тобто сила опору коченню колеса кількісно
дорівнює силі, яку необхідно прикласти
в повздовжньому напряму до осі колеса
для забезпечення його рівномірного
кочення.
Сила опору коченню це сила, яку необхідно прикласти до осі колеса в повздовжньому напрямі для подолання моменту опору коченню.
Максимальне значення повздовжньої складової реакції дороги за зчепленням
де
- коефіцієнт зчеплення між шиною та опорною поверхнею дороги. Тоді умова кочення колеса матиме вигляд
або
2. Рух ведучого колеса.
Рух
колеса здійснюється за рахунок
прикладеного до нього крутного моменту
. При цьому на несучу систему автомобіля
передається сила, напрям якої співпадає
із напрямом руху автомобіля, а на колесо
діє протилежно спрямована сила
,
що передається на несучу систему
автомобіля і називається силою тяги
колеса. Оскільки
=-
,
рівняння руху ведучого колеса матиме
вигляд
або
Тобто сила тяги колеса дорівнює коловій силі за винятком сили опору коченню та сили, що витрачається на розганяння колеса.
Рис 13. Схема сил та моментів, що діють на ведуче колесо.
Максимальний крутний момент, який може бути реалізований ведучим колесом за умови зчеплення
При
усталеному русі
З
цього рівняння можна знайти максимальний
момент
,
який може реалізуватися за умовами
зчеплення. Якщо крутний момент, що
підводиться до колеса, буде більшим від
визначеного за рівнянням, то починається
прискорене обертання колеса.
3. Гальмівний рух колеса.
У
гальмівного колеса рушійною силою є
штовхаюча сила, яка передається від
несучої системи автомобіля, а гальмовий
момент
спрямований у сторону протилежну
обертанню колеса.
Рис 14. Схема сил та моментів, що діють на гальмуюче колесо.
Враховуючи,
що
, рівняння руху в гальмовому режимі буде
де
-
гальмова сила.
При гальмуванні колесо, як правило обертається із сповільненням.
Якщо
швидкість автомобіля при гальмуванні
-
, то кутова швидкість колеса -
, то
Враховуючи, що , рівняння руху в гальмовому режимі буде
де
- гальмова сила.
При гальмуванні колесо, як правило обертається із сповільненням.
Якщо швидкість автомобіля при гальмуванні - , то кутова швидкість колеса - , то
Кутове сповільнення при гальмуванні
де
Враховуючи, що в режимі гальмування, як і при інших режимах руху автомобіля, поздовжня реакція опорної поверхні обмежена умовами зчеплення коліс з дорогою, максимальний гальмовий момент, що реалізується колесом
Для інженерних розрахунків інколи використовують залежність
Коефіцієнт зчеплення кількісно дорівнює відношенню найменшої сили, яка викликає ковзання колеса, до нормальної реакції полотна дороги.
Коефіцієнт зчеплення визначають при буксируванні динамометричного візка, з’єднаного з автомобілем тросом з динамометром
де
- сила, потрібна для пересування загальмованого візка.
- маса
візка.
- прискорення вільного падіння.
Величина для конкретної шини залежить від типу та стану покриття.
На дорогах з твердим покриттям вона обумовлена, головним чином, тертям між шиною та дорогою, а також молекулярною взаємодією часток протектора та мікронерівностей покриття. При змоченні твердого покриття коефіцієнт зчеплення з дорогою суттєво зменшується.
На дорогах, що деформуються, коефіцієнт зчеплення залежить від опору грунту зрізанню та внутрішнього тертя в грунті. На коефіцієнт зчеплення впливає також малюнок протектора.
Стирання виступів протекторів шин в процесі експлуатації погіршує зчеплення шини з дорогою.
Зважаючи на велику кількість факторів, що впливають на величину , та труднощі з урахуванням цього впливу в розрахунках використовують середні значення .