Сопротивления при качении и подъеме.
Сила сопротивления качению автомобиля вызывается деформацией опорной поверхности дороги и шин. Ее определяют как произведение нормальной суммарной реакции опорной поверхности, действующей на колеса автомобиля с весом G(G·cos α), на коэффициент сопротивления качения f:
Рf = G·cos α·f .
При движении по усовершенствованным дорогам, продольные уклоны которых не превышают 150, cos α ≈1. В этом случае силу сопротивления качению можно принять, равной:
Рf = G·f .
С помощью коэффициента сопротивления качению f оценивают сопротивления, характеризуемые дорожным покрытием, его типом и состоянием.
Определение сопротивления качению автомобиля проводят из условия его движения по дороге при использовании стандартных шин в нормальном техническом состоянии (рекомендуемое давление воздуха в шине и требуемая высота протектора). Допускаемая нагрузка автомобиля при этом не должна превышать допустимую величину по ГОСТ.
С изменением скорости движения автомобиля величина f не остается постоянной, а меняется, например, согласно следующей зависимости:
.
За f0 принимается величина, соответствующая скорости движения автомобиля v, не превышающей 20 км/ч. Для оговоренных выше условий движения значение f0 находится в интервале: f0 = 0,012…0,016 (для асфальтированных дорог) и f0 = 0,025…0,035 (для грунтовых укатанных дорог).
Сила сопротивления подъему Рh, действующая на машину при движении по наклонному участку, равна составляющей силы тяжести (веса), параллельной плоскости подъема:
Рh = G·sin α = m·g·sin α,
G, m - вес и масса машины соответственно, g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2) , α - угол подъема.
При движении автомобиля под уклон сила Рh совпадает с направлением тяговой силы Рк. Таким образом, в зависимости от условий движения автомобиля сила Рh может быть и силой сопротивления и силой, движущей автомобиль.
Сумму сил сопротивления качению и подъему называют суммарной силой дорожного сопротивления Рψ:
Рψ = Рf + Рh = G (f + sin α) = G ·ψ ;
ψ – коэффициент дорожного сопротивления: ψ = f + sin α.
В общем виде выражения для силы дорожного сопротивления имеет вид:
Рψ = m·g·f ·cos α + m·g ·sin α = m·g(f ·cos α + sin α).
Допустимо использовать упрощенное выражение в пределах углов подъема до 150, принимая cos α ~ 1:
Рψ = m·g·f + m·g ·sin α = m·g(f + sin α) = G(f + sin α).
Сила сопротивления воздуха Рw обусловлена трением в прилегающих к поверхности автомобиля слоях воздуха, сжатием воздуха движущейся машиной, разрежением за машиной и вихреобразованием в окружающих автомобиль слоях воздуха. Основную часть всей силы сопротивления воздуха составляет лобовое сопротивление, которое зависит от лобовой площади (наибольшей площади поперечного сечения машины).
Для определения силы сопротивления воздуха используют зависимость:
Рw = 0,5·сх·ρ·F·vn ,
где сх – коэффициент, характеризующий форму тела и аэродинамическое качество машины;
ρ - плотность воздуха;
F - лобовая площадь машины (площадь проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси);
v - скорость движения машины;
n - показатель степени (для скоростей движения автомобилей принимается равным 2).
Для условий работы автомобиля плотность воздуха изменяется мало. Заменив произведение (0,5·сх·ρ) , через кw, получим:
Рw = кw ·F·v2 ,
где кw – коэффициент сопротивления воздуха; по определению он представляет собой удельную силу в Н, необходимую для движения в воздушной среде тела данной формы с лобовой площадью 1 м2 со скоростью 1 м/с.
Величину кw , равную половине произведения плотности воздуха (ρ = 1,24…1,26 кг/м3) на коэффициент обтекаемости cx , можно подсчитать как:
кw = 0,5·ρ·cx , Н·с2/м4.
Произведение кw ·F называют фактором сопротивления воздушной среды или фактором обтекаемости, характеризующим размеры и форму автомобиля в отношении свойств обтекаемости (его аэродинамические качества).
Значения аэродинамических коэффициентов cx и кw и площади наибольшего поперечного (миделевого) сечения автомобиля F принимают из приведенной ниже таблице 1.
Таблица 1.
Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 380;