Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой

Значение тяговой силы, необходимой для движения, ограничено вследствие действия силы сцепления колес с дорогой.

Под силой сцепления понимают силу, противодействующую скольжению колеса относительно поверхности дороги. Она равна силе трения, возникающей в месте контакта колеса с дорогой.

Сила сцепления определяется выражением:

(2.7)

где R_z – нормальная реакция дороги;

φ – коэффициент сцепления.

Равномерное качение колеса без скольжения и буксования возможно только при выполнении условия Р_т ≤ Р_сц. Если тяговая сила больше силы сцепления (Р_т > Р_сц), то автомобиль движется с пробуксовкой ведущих колес.

Коэффициент сцепления во многом определяет значение силы сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса относительно поверхности дороги различают коэффициенты продольного (φ_х) и поперечного (φ_у) сцепления. Эти коэффициенты зависят от одних и тех же факторов, и можно считать, что они практически равны (φ_х = φ_у).

На коэффициент продольного сцепления (φ_х) оказывают влияние многие конструктивные и эксплуатационные факторы. Он определяется экспериментально. Ниже приведены средние значения φ_х для различных дорог и состояний их поверхности:

На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления имеет наибольшее значение, так как в этом случае он обусловливается не только трением скольжения, но и межмолекулярным взаимодействием материалов колеса и дороги (механическим зацеплением).

На мокрых дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления существенно уменьшается (в 1,5–2 раза) по сравнению с сухими дорогами, так как между колесом и дорогой образуется пленка из частиц грунта и воды.

На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит от внутреннего трения в грунте и сопротивления грунта срезу.

Контрольные вопросы

1. По каким показателям оценивают тягово-скоростные свойства автомобиля?

2. Каким образом передается мощность и крутящий момент от двигателя к ведущим колесам автомобиля?

3. Чем вызваны потери мощности в трансмиссии и как они учитываются?

4. Что характеризует передаточное число трансмиссии и как определяется?

5. Радиусы колес автомобиля, характеристика и расчет.

6. Что представляет собой тяговая сила и от каких факторов она зависит?

7. Что представляет собой тяговая характеристика и какие факторы влияют на характер ее изменения?

8. Как оценивается сила сцепления и как влияет на отсутствие буксования?

Лекция 3