Сила сопротивления воздуха

Движущийся ПА часть мощности двигателя расходует на перемещение воздуха и его трение о поверхность АТС.

Сила сопротивления воздуха Р_в, Н, определяется по формуле

, (6.21)

где F – лобовая площадь, м²; К_в– коэффициент обтекаемости, (Н×с²)/м⁴;
v – скорость автомобиля, м/с.

Лобовой площадью называют площадь проекции АТС на плоскость, перпендикулярную продольной оси автомобиля. Лобовую площадь можно определить по чертежам общего вида ПА.

При отсутствии точных размеров ПА лобовая площадь вычисляется по формуле

, (6.22)

где В – колея, м; Н_г – габаритная высота ПА, м.

Коэффициент обтекаемости определяется для каждой модели АТС экспериментально, при продувке автомобиля или его модели в аэродинамической трубе. Коэффициент К_в равен силе сопротивления воздуха, создаваемой 1 м² лобовой площади автомобиля при его движении со скоростью 1 м/с. Для ПА на шасси грузовых автомобилей К_в= 0,5 – 0,6 (Н×с²)/м⁴, для легковых К_в = 0,2 – 0,35 (Н×с²)/м⁴, для автобусов К_в = 0,4 – 0,5 (Н×с²/м⁴.

При прямолинейном движении и отсутствии бокового ветра силу Р_впринято направлять вдоль продольной оси АТС, проходящей через центр масс автомобиля или через геометрический центр лобовой площади.

Мощность N_в, кВт, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, определяется по формуле

. (6.23)

Здесь F в м², v в м/с.

При v≤ 40 км/ч сила сопротивления воздуха мала и при расчетах движения ПА на этих скоростях ее можно не учитывать.

Сила инерции

Часто движение ПА удобнее рассматривать в системе отсчета, жестко связанной с автомобилем. Для этого к ПА необходимо приложить инерционнные силы и моменты. В теории АТС инерционные силы и моменты при прямолинейном движении автомобиля без колебаний в продольной плоскости принято выражать силой инерции Р_j, Н:

, (6.24)

где j – ускорение центра масс АТС, м/с².

Сила инерции направлена параллельно дороге через центр масс АТС в сторону, противоположную ускорению. Для учета увеличения силы инерции из-за наличия у АТС вращающихся масс (колес, деталей, трансмиссии, вращающихся деталей двигателя) введем коэффициент δ. Коэффициент δ учета вращающихся масс показывает, во сколько раз энергия, затрачиваемая при разгоне вращающихся и поступательно движущихся деталей АТС, больше энергии, необходимой для разгона АТС, все детали которого движутся только поступательно.

При отсутствии точных данных коэффициент δ для ПА можно определять по формуле

. (6.25)