при каком соотношении между силой тяги и силой сцепления колеса с поверхностью дороги
Сцепление колес автомобиля с поверхностью дороги
Движение автомобиля по дороге будет происходить без проскальзывания и буксования, если сила тяги будет равна или меньше силы трения (сцепления) между ведущими колесами и поверхностью дороги Т. Максимальная сила сцепления (или реакции дороги) Т пропорциональна нагрузке на ведущие колеса автомобиля
где φ –коэффициент сцепления колеса с дорогой.
Условие движения автомобиля без проскальзывания и буксования имеет вид (рис. 2.1):
Различают два вида коэффициента сцепления (рис. 2.6) при движении автомобиля на кривой в плане:
· коэффициент продольного сцепления φ1, соответствующий началу пробуксовывания колеса при его качении в плоскости движения без боковой силы;
· коэффициент поперечного сцепления φ2, при движении колеса под углом к плоскости движения, когда колеса одновременно вращаются и скользят вбок то есть автомобиль движется по криволинейной траектории.
Рис. 2.6. Силы, действующие на автомобиль в плоскости дороги при движении по криволинейной траектории
От величины продольного коэффициента сцепления φ1 зависит безопасность движения при торможении автомобиля, от величины поперечного коэффициента сцепления φ2 безопасность от заноса в бок. Величина коэффициента сцепления зависит от типа и состояния поверхности покрытия, В табл. 2.3 приведены значения коэффициентов сцепления для различных типов покрытий.
Минимальные значения коэффициентов сцепления на дорогах I – III категорий при увлажненной поверхности покрытия и скорости движения 60 км/ч не должны быть менее:
· для легких условий движения (R > 1000 м, i ΣPi.
· Сила тяги должна быть меньше или равна максимально возможной силе сцепления Рр ≤ Т = φGcц..
Торможение автомобиля
В процессе торможения автомобиля вместо вращающего момента на ведущие колеса автомобиля подается тормозной момент (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Силы, действующие на колесо при торможении:
1 – тормозные цилиндры, прижимающие тормозные колодки к барабану;
2 – тормозная колодка; 3 – тормозной барабан; Мвр – крутящий момент; Рт – тормозная сила; Мт – тормозной момент; Gк – вес автомобиля, приходящийся на колесо
В уравнение движения при торможении вместо тягового усилия Рр подставляют тормозную силу Рт, направленную в сторону, обратную движению. Уравнение движения при торможении имеет вид:
Величина тормозной силы определяется из выражения:
где γт – коэффициент удельной тормозной силы, равный отношению суммы тормозных сил, возникающих на всех тормозныхколесах, к весу автомобиля.
Решим уравнение движения относительно отрицательного ускорения j:
В современных автомобилях с тормозами на всех колесах при аварийном торможении, предельная величина γт равна коэффициенту сцепления шины с покрытием φ при движении по прямолинейному участку дороги и φ1 – при движении по кривой в плане.
Поскольку при торможении скорость автомобиля резко снижается сопротивлением воздуха можно пренебречь, тогда при δ = 1(прямая передача)
При назначении геометрических элементов дорог нормируется величина пути, на которой водитель может остановить автомобиль, движущийся с расчетной скоростью. Путь полного торможения можно найти по формуле равнозамедленного движения
,
где а –абсолютное отрицательное ускорение, м/с 2
Итак, тормозной путь при v в м/с
где Кэ – коэффициент эффективности торможения, учитывающий эксплуатационное состояние тормозов, равен 1,2 для легковых автомобилей и 1,3 – 1,4 для грузовых автомобилей.
Тяговые свойства ведущего колеса по сцеплению его с дорогой.
Касательная сила тяги, приложенная к колесу, направлена в сторону, противоположную движению. Ее величина ограничивается прочностью (сцеплением φ) между рабочей частью поверхности шины и дороги. Условие движения ведущего колеса без буксования:
,
где St –путь, проходимый колесом без буксования за один оборот;
St – действительный путь, проходимый за один оборот при тяговой эксплуатации.
Обычно сила Рк может ограничиваться по силе сцепления при трогании с места или при преодолении повышенных сопротивлений на скользкой дороге. Ограничение тяговой силы по силе сцепления происходит чаще, когда автомобиль используется в качестве тягача для буксировки прицепа.
Для нахождения силы сцепления ведущих колес с дорогой необходимо знать нагрузку, воспринимаемую дорогой от каждого колеса автомобиля.
Распределение нагрузки на колесах двухосного автомобиля, стоящего неподвижно на горизонтальной площадке, определяется положением его центра массы:
; 
.
Рис.5. Распределение нагрузки на колеса двухосного автомобиля.
Очевидно, G1+ G2 = G. Практически величины G1 и G2 определяются путем взвешивания отдельно передней и задней частей автомобиля. По экспериментально определенным значениям G1 и G2 легко рассчитать (обратная задача) положение центра массы (отрезки а и b), используя для этого приведенные выше формулы.
При движении автомобиля возникают дополнительные силы и моменты, которые перераспределяют нагрузки на колеса. Например, сила сопротивления воздуха и подъему, бокового ветра, сила инерции при ускоренном или замедленном движении автомобиля и др.
В каких случаях на дорогах, проезжая часть которых разделена линиями разметки, водители должны двигаться строго по полосам?
1. Только при интенсивном движении. 2. Только, если полосы движения обозначены сплошными линиями разметки. 3. Во всех случаях.
Разрешена ли буксировка механических транспортных средств в гололёдицу?
1. Разрешена 2. Разрешена на жёсткой сцепке или методом частичной погрузки. 3. Разрешена при наличии устройств противоскольжения.
На каком расстоянии от ближайшего рельса должен остановиться водитель транспортного средства в случаях, когда движение через переезд запрещено, а стоп – линия, знак 2.5 или светофор отсутствуют?
При каком соотношении между силой тяги и силой сцепления колеса с поверхностью дороги обеспечивается движение без пробуксовки?
1. Сила тяги больше силы сцепления. 2. Сила тяги равна или меньше силы сцепления.
Какое количество предупредительных устройств должно устанавливаться для обозначения гибких связующих звеньев при буксировке механических транспортных средств?
1. Не менее одного. 2. Не менее двух. 3. Количество предупредительных устройств выбирается в зависимости от длины связующих звеньев, через 1 метр друг от друга.
71. Водитель может прибегнуть к экстренному торможению:
1. Для остановки перед перекрёстком или пешеходным переходом при включении запрещающего сигнала светофора. 2. Для предотвращения дорожно – транспортного происшествия. 3. В обоих перечисленных случаях.
Какие внешние световые приборы должны быть включены на буксирующем ьранспортном средстве при движении в светлое время суток?
1. Габаритные огни. 2. Ближний свет фар или противотуманные фары.
3. Аварийная световая сигнализация.
Обязаны ли водители маршрутных транспортных средств пропускать слепых пешеходов, подающих сигнал белой тростью вне пешеходных переходов?
1. Обязаны во всех случаях. 2. Не обязаны.
Какие действия водителя приведут к уменьшению центробежной силы, возникающей на повороте?
1. Увеличение скорости движения. 2. Уменьшение скорости движения.
3. Уменьшение радиуса поворота.
Какой наибольший тормозной путь допускается для легковых автомобилей?
1. 7,5 (7,5) м 2. 12,2 (14,5) м 3. 17,3 (18,4) м
76. На буксируемом механическом транспортном средстве аварийная сигнализация должна быть включена:
1. В тёмное время суток в условиях недостаточной видимости. 2. В любое время суток. 3. Когда на буксируемом транспортном средстве неисправное рулевое управление или тормозная система.
Разрешается ли водителям без необходимости двигаться со слишком малой скоростью?
1. Запрещается, если создаётся помеха другим транспортным средствам. 2. Разрешается.
В каком случае не требуется включения ближнего света фар для обозначения транспортного средства в светлое время суток?
1. При организованной перевозке групп детей вне маршрутных автобусах или грузовых автомобилях.
2. При перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов.
4. При движении задним ходом по дороге с односторонним движением.
5. При движении в организованной транспортной колонне.
Какой наибольший тормозной путь допускается для мотоцикла без бокового прицепа?
1. 7,5 (7,5) м. 2. 8,2 (8,2) м. 3. 12,2 (14,5) м.
80. Легковой автомобиль более устойчив на повороте:
1. Без груза и пассажиров. 2. С грузом и пассажирами. 3. Без пассажиров, но с грузом на верхнем багажнике.
81. Водитель, намеревающийся повернуть налево или выполнить разворот, обязан:
1. Включить левый указатель поворота, затем приступить к манёвру. 2. Убедиться, что его не обгоняют, затем включить указатель поворота, после чего приступить к манёвру. 3. Убедиться, что манёвр будет безопасен и не создаст помех другим участникам движения.
В каких случаях разрешается пользоваться фарой – прожектором и фарой – искателем водителям транспортных средств оперативных и специальных служб?
1. Вне населённых пунктов при отсутствии встречных транспортных средств. 2. В населённых пунктах при выполнении служебного задания.
3. В обоих перечисленных случаях.
Какой наибольший тормозной путь допускается для грузового автомобиля с разрешённой максимальной массой от 3,5 до 12 т включительно?
1. 15,1 (19,0) м. 2. 17,3(18,4) м. 3. 17,7(22,7) м.
84. Автомобиль более устойчив на повороте, если:
1. Фактическая масса значительно меньше разрешённой максимальной массы автомобиля.
2. Фактическая масса равна разрешённой максимальной массе автомобиля.
Обязан ли иметь при себе водитель документы на перевозимый груз?
1. Да 2. Нет. 3. Да, в установленных случаях.
О чём информирует водителя чёрная контурная стрелка (стрелки), нанесённая на основной зелёный сигнал светофора?
1. Движение разрешено только в указанной стрелкой (стрелками) направлении (направлениях).
2. Светофор имеет дополнительную секцию и указывает иные разрешённые направления движения, чем сигнал дополнительной секции. 3. Движение в иных направлениях светофором не регулируется.
Какая максимальная скорость движения допускается при перевозке людей в кузове грузового автомобиля с бортовой платформой с разрешённой максимальной массой менее 3,5 т вне населённых пунктов?
1. 110 км/ч. 2. 90 км/ч. 3. 70 км/ч. 4. 60 км/ч.
Даёт ли преимущество в движении подача предупредительного сигнала?
В каких случаях разрешается применять задние противотуманные фонари?
1. Только в условиях недостаточной видимости. 2. В случае подключения их к стоп – сигналам.
3. В тёмное время суток и в условиях недостаточной видимости.
Приближаясь к какому из указанных транспортных средств, водитель обязан снизить скорость, а при необходимости остановиться?
1. Имеющему опознавательный знак «Инвалид». 2. Имеющему опознавательный знак «Перевозка детей» 3. В обоих перечисленных случаях.
91. При какой из указанных неисправностей запрещается эксплуатация легкового автомобиля?
1. Не исправлен амортизатор. 2. Нарушена герметичность гидравлического тормозного привода. 3. Имеется стук в агрегатах трансмиссии.
Когда должен быть подан предупредительный сигнал перед поворотом или разворотом?
1. Непосредственно перед началом выполнения манёвра. 2. Сразу после начала выполнения манёвра. 3. Заблаговременно до начала выполнения манёвра.
В каких случаях при движении автопоезда должен быть включён опознавательный знак «Автопоезд»?
1. Во всех случаях. 2. В тёмное время суток. 3. В тёмное время суток и в условиях недостаточной видимости.
При какой из перечисленных неисправностей тормозной системы запрещается эксплуатация легкового автомобиля?
1. Неисправна контрольная лампа стояночной тормозной системы.
2. Нарушена герметичность гидравлического тормозного привода.
3. Увеличен свободный ход педали тормоза.
95. Буксируемое механическое транспортное средство при неисправности аварийной сигнализации должно быть обозначено:
1. Сигнальными флажками. 2. Знаком аварийной остановки, закреплённым сзади. 3. Спереди фонарями белого, а сзади красного цвета.
96. Водитель при выборе скорости движения в тёмное время суток в первую очередь должен учитывать:
1. Установленные ограничения скорости. 2. Условия видимости.
3. Интенсивность движения.
Какие предупредительные сигналы могут подаваться для предупреждения об обгоне в светлое время суток в населённых пунктах?
1. Звуковые сигналы. 2. Переключение света фар. 3. Включение и выключение света фар.
4. Сигналы, указанные в п.п. 2 и 3. 5. Любой из перечисленных сигналов.
98. При выезде из жилой зоны водитель должен уступить дорогу:
1. Только транспортным средствам. 2. Только пешеходам.
3. Всем участникам дорожного движения.
Каковы типичные признаки утомления водителя?
1. Сонливость, вялость, притупление внимания. 2. Возбуждённость, раздражительность.
3. Головокружение, резь в глазах, повышенная потливость.
100. Эксплуатация транспортного средства запрещается, если:
Вопросов и ответов Казахстан Алмата
| вопрос | ответ | вопрос | ответ | вопрос | ответ | вопрос | ответ |
100-4.
Вопросов и ответов
Количество полос для движения транспортных средств при отсутствии разметки или знаков определяется?
1. Водителями с учётом ширины проезжей части, габаритов транспортных средств и необходимых интервалов между ними. 2. Из расчёта ширины одной полосы движения, равной 3,5 м.
Силы действующие на автомобиль при движении
Схема сил действующих на ведущее колесо
На движущийся автомобиль действует ряд сил, часть из которых направлена по оси движения автомобиля, а часть — под углом к этой оси. Условимся называть первые из этих сил продольными, а вторые боковыми.
Рис. Схема сил действующих на ведущее колесо.
а — состояние неподвижности; б — состояние движения
Продольные силы могут быть направлены как по ходу, так и против хода движения автомобиля. Силы, направленные по ходу движения, являются движущимися и стремятся продолжить движение. Силы, направленные против хода движения, являются силами сопротивления и стремятся остановить автомобиль.
На автомобиль, движущийся по горизонтальному и прямому участку дороги, действуют следующие продольные силы:
При движении автомобиля в гору возникает сила сопротивления подъему, а при разгоне автомобиля—сила сопротивления разгону (сила инерции).
Тяговая сила
Сила сцепления колес с дорогой
У легковых автомобилей полный вес распределяется по осям примерно поровну. Поэтому сцепной вес его можно принять равным 50% полного веса. У грузовых автомобилей при полной их нагрузке сцепной вес (вес, приходящийся на заднюю ось) составляет примерно 60—70% полного веса.
Величина коэффициента сцепления имеет большое значение для эксплуатации автомобиля и безопасности движения, так как от него зависят проходимость автомобиля, тормозные качества, возможность, пробуксовки и заноса ведущих колес. При незначительном коэффициенте сцепления трогание автомобиля с места сопровождается пробуксовкой, а торможение — скольжением колес. В результате автомобиль иногда не удается тронуть с места, а при торможении происходит резкое увеличение тормозного пути и возникновение заноса.
На асфальтобетонных покрытиях в жаркую погоду на поверхность выступает битум, делая дорогу маслянистой и более скользкой, что снижает коэффициент сцепления. Особенно сильно снижается коэффициент сцепления при смачивании дороги первым дождем, когда образуется еще не смытая пленка жидкой грязи. Заснежённая или обледенелая дорога особенно опасна в теплую погоду, когда поверхность подтаивает.
При увеличении скорости движения коэффициент сцепления снижается, в особенности на мокрой дороге, так как выступы рисунка протектора шины не успевают продавливать пленку влаги.
Исправное состояние рисунка протектора шины имеет большое значение при движении по грунтовым дорогам, снегу, песку, а также по дорогам с твердым покрытием, по покрытым пленкой грязи или воды. Благодаря наличию выступов рисунка опорная площадь шины уменьшается и, следовательно, возрастает удельное давление на поверхность дороги. При этом легче продавливается грязевая пленка и восстанавливается контакт с дорожным покрытием, а на легком грунте происходит непосредственное зацепление выступов рисунка за грунт.
Повышенное давление воздуха в шине уменьшает ее опорную поверхность, вследствие чего удельное давление возрастает настолько, что при трогании с места и при торможении может произойти разрушение резины и сцепление колес с дорогой уменьшается.
Таким образом, величина коэффициента сцепления зависит от многих условий и может изменяться в довольно значительных пределах. Так как много дорожно-транспортных происшествий происходит из-за плохого сцепления, то водители должны уметь приблизительно оценивать величину коэффициента сцепления и выбирать скорость движения и приемы управления в соответствии с ним.
Сила сопротивления воздуха
Передней частью автомобиля воздух сжимается и раздвигается, в то время как в задней части автомобиля создается разрежение, которое вызывает образование завихрений.
Сила сопротивления воздуха зависит от величины лобовой, поверхности автомобиля, его формы, а также от скорости движения. Лобовую площадь грузового автомобиля определяют как произведение колеи (расстояние между шинами) на высоту автомобиля. Сила сопротивления воздуха возрастает пропорционально квадрату скорости движения автомобиля (если скорость возрастает в 2 раза, то сопротивление воздуха увеличивается в 4 раза).
Для улучшения обтекаемости и уменьшения сопротивления воздуха ветровое стекло автомобиля располагают наклонно, а выступающие детали (фары, крылья, ручки дверей) устанавливают заподлицо с внешними очертаниями кузова. У грузовых автомобилей можно уменьшить силу сопротивления воздуха, закрыв грузовую платформу брезентом, натянутым между крышей кабины и задним бортом.
Сила сопротивления качению
Сила сопротивления качению равна произведению полного веса автомобиля на коэффициент сопротивления качению шин, который зависит от давления воздуха в шинах и качества дорожного покрытия. Вот- некоторые значения коэффициента сопротивления качению шин:
Сила сопротивления подъему
При движении на подъем автомобиль испытывает дополнительное сопротивление, которое зависит от угла наклона дороги к горизонту. Сопротивление подъему тем больше, чем больше вес автомобиля и угол наклона дороги. При подъезде к подъему необходимо правильно оценить возможности преодоления подъема. Если подъем непродолжительный, его преодолевают с разгоном автомобиля перед подъемом. Если подъем продолжительный, его преодолевают на пониженной передаче, переключившись на нее у начала подъема.
При движении автомобиля на спуске сила сопротивления подъему направлена в сторону движения и является движущей силой.
Тяговые свойства ведущего колеса по условию сцепления его с дорогой
Тангенциальная реакция дороги Хк, приложенная к колесу, направлена в сторону, противоположную движению. Ее величина ограничивается прочностью (сцеплением) между рабочей частью поверхности шины и дороги. Условие движения ведущего колеса без буксования:
Очевидно, что пробуксовывание приводит к снижению скорости автомобиля. Относительное снижение скорости из-за буксования определяется величиной:
,
где vt – теоретическая скорость движения автомобиля без буксования;
v – действительная скорость движения автомобиля.
Величину буксования можно определить и по отношению пути, потерянного на буксование за один оборот колеса, к теоретическому пути без буксования также за один оборот колеса:
,
где St –путь, проходимый колесом без буксования за один оборот;
S – действительный путь, проходимый за один оборот при тяговой эксплуатации.
Обычно сила Хк может ограничиваться по силе сцепления при трогании с места или при преодолении повышенных сопротивлений на скользкой дороге. Ограничение тяговой силы по силе сцепления происходит чаще, когда автомобиль используется в качестве тягача для буксировки прицепа.
Для нахождения силы сцепления ведущих колес с дорогой необходимо знать нагрузку, воспринимаемую дорогой от каждого колеса автомобиля.
Распределение нагрузки на колесах двухосного автомобиля, стоящего неподвижно на горизонтальной площадке, определяется положением его центра массы:
— часть веса автомобиля, приходящегося на передние колеса;
— часть веса автомобиля, приходящегося на задние колеса;.
Здесь а и b – отрезки, определяющие положение центра масс (ЦМ) автомобиля в продольной плоскости;
Очевидно, G1+ G2 = G. Практически величины G1 и G2 определяются путем взвешивания отдельно передней и задней частей автомобиля. По экспериментально определенным значениям G1 и G2 легко рассчитать (обратная задача) положение центра массы (отрезки а и b), используя для этого приведенные выше формулы.
Распределение нагрузки на колесах двухосного автомобиля обуславливают понятие сцепного веса автомобиля Gφ. Сцепной вес автомобиля определяется по весу, приходящемуся на ведущие колеса, с учетом коэффициента перераспределения нагрузки по осям автомобиля.
Для автомобилей с приводом на передние колеса:
Рис.8. Распределение нагрузки на колеса двухосного автомобиля.
Для автомобилей с приводом на задние колеса:
Для полноприводных автомобилей:
При движении автомобиля возникают дополнительные силы и моменты, которые перераспределяют нагрузки на колеса. Например, сила сопротивления воздуха и подъему, бокового ветра, сила инерции при ускоренном или замедленном движении автомобиля и др.
Коэффициент сцепления ведущего колеса с дорогой.
В общем случае коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой φ представляет собой отношение силы сцепления к сцепному весу автомобиля:
.
Взаимодействие колеса с дорогой, имеющей мягкое покрытие (песок, щебень и т.п.) происходит иначе. В этом случае под влиянием тангенциальных усилий между дорогой и шиной происходит частичное разрушение контактной поверхности (смятие, сдвиг и т.д.), что вызывает проскальзывание или буксование ведущего колеса. Коэффициент сцепления при этом отличается от определения коэффициента трения.
В общем случае коэффициент сцепления зависит от качества резины протектора, геометрических параметров шины, давления воздуха в ней, вертикальной нагрузки, шероховатости опорной поверхности, а также степени проскальзывания (пробуксовывания) колеса.
Коэффициент сцепления колеса на таких дорогах трудно определим расчетным путем и выясняется проведением экспериментальных исследований. Исследуемый автомобиль с полностью заторможенными колесами буксируется с помощью специального тягача при одновременном измерении усилия на сцепке с помощью динамометра. Отношение этого усилия к полному весу буксируемого автомобиля представляет собой коэффициент сцепления. Существуют и другие способы определения φ, например, торможением автомобиля на исследуемом участке дороге с одновременным измерением тормозных путей.
По результатам многочисленных испытаний устанавливают средние величины коэффициента сцепления для различных типов дорожного покрытия. Коэффициент сцепления φ для различных типов дорожного покрытия приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
| Тип дорожного покрытия | Величина коэффициента сцепления φ | |
| Сухая поверхность | Мокрая поверхность | |
| Асфальт | 0,7…0,8 | 0,3…0,4 |
| Грунтовая дорога | 0,5…0,6 | 0,3…0,4 |
| Глина | 0,5…0,6 | 0,3…0,4 |
| Песок | 0,5…0,6 | 0,4…0,5 |
| Обледенелая дорога | 0,2…0,3 | |
| Дорога, покрытая снегом | 0,2…0,4 |
Автомобиль с одинарными шинам обладает более высокой проходимостью по сравнению с автомобилем, оснащенным спаренными шинами. Объясняется это тем, что при наличии второй шины при движении по мягкой дороге (глина, песок, снег) дополнительно расходуется мощность на образование второй колеи. Кроме того, при переходе от спаренных колес к одинарным неизбежно должен быть увеличен диаметр шины (по соображениям сохранения заданного удельного давления в зоне контакта колеса с дорогой), что также благоприятно сказывается на повышении проходимости.
Большое влияние на тягово-сцепные качества автомобиля оказывают геометрические параметры грунтозацепов протектора шины. Грунтозацепы шины ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют его не только в радиальном, но и в тангенциальном направлении, и постепенно уплотняют. По мере уплотнения грунта в тангенциальном направлении, его сопротивление сдвигу возрастает до некоторого предела, после чего начинается разрушение (сдвиг) грунта. Соответственно этому по мере деформации грунта, внешним проявлением чего служит частичная пробуксовка шины (ее поворачивание на угол, соответствующей величине уплотнения грунта), коэффициент сцепления возрастает до некоторого максимума, а затем падает до величины, характеризуемой внутренним трением между частицами грунта.
Эффект аквапланирования (гидропланирования) шины.
На мокрых дорогах, ввиду присутствия пленки влаги между шиной и поверхностью дороги, составляющая трения значительно снижается. Поэтому коэффициент сцепления во многом зависит от того, внедряются ли микровыступы дороги в тело протектора. Вступая в соприкосновение с опорной поверхностью, выступы протектора выдавливают влагу из зоны контакта. При этом в передней части пятна контакта (зона 1 на рис.9) они не успевают выдавить всю влагу. Поэтому в этой части пятна контакта шина отделена от поверхности дороги слоем влаги и не соприкасается с ее микровыступами, в результате чего здесь возникает гидродинамическое трение, для которого коэффициент трения близок к нулю.
Рис.9. Аквапланирование (гидропланирование) шины:
В зоне 2 ввиду большего времени выдавливания, слой влаги гораздо меньше, в результате чего возникает режим смешанного (полусухого) трения, при котором имеет место, как гидродинамическое трение, так и граничное (сухое) трение.
В зоне 3 вся вода оказывается выдавленной, поэтому в этой части пятна все выступы протектора находятся в граничном (сухом) трении с опорной поверхностью, т.е. непосредственно взаимодействуют с опорной поверхностью.
При увеличении скорости движения автомобиля размеры зоны 1 возрастают, а зоны 3 сокращаются. Если слой воды значителен, то при некоторой скорости движения автомобиля выступы протектора не успевают выдавить ее из пятна контакта. Другими словами, зона 1 разрастается до размеров всего пятна контакта. В этом случае возникает процесс аквапланирования (гидропланирования), при котором: шина теряет контакт с твердой поверхностью и скользит по воде. При этом коэффициент сцепления резко снижается.
Поскольку отвод воды из пятна контакта зависит от глубины канавок протектора, то значение скорости, при которой возникает эффект гидропланирования, во многом зависит от степени износа протектора. Чтобы указанная скорость резко не снижалась, величина износа протектора по высоте ограничивается. Согласно правилам эксплуатации шин, у грузовых автомобилей остаточная глубина канавок протектора по центру беговой дорожки должна быть не менее 1 мм, у автобусов – 2 мм, а у легковых автомобилей – 1,6 мм. У современных легковых автомобилей отдельные типы шин в протекторной зоне имеют специальные водоотводящие канавки.
Режимы качения колеса
В зависимости от соотношения силы реакции дороги Хк (на рис.10 и 11 эта сила обозначена Rx) и крутящего момента на колесе Мк различают 5 режимов качения колеса.
Рис.10. Классификация режимов качения колеса.
Наглядное представление о режимах качения дает график зависимости Rx = f(Мк), представленный на рис.11.
Как следует из рис. 11, при достаточно большом крутящем моменте Мк направление вектора продольной реакции Rx совпадает с направлением движения колеса. В этом случае Rx является силой, движущей автомобиль.
Рис.11. Зависимость продольной реакции дороги Rx от крутящего момента на колесе Мк:
1. Назовите основные виды деформации пневматической шины.
2. Поясните, как та или иная деформация шины влияет на показатели работы автомобиля.
3. Перечислите радиусы качения автомобильного колеса.
4. Что такое сила сопротивления качению колеса и от чего она зависит?
5. Что такое коэффициент сопротивления качению? От чего он зависит и что определяет?
6. Какие силы и моменты действуют на колесо?
7. Что такое коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью? От чего он зависит и что определяет?
8. Что такое КПД ведущего колеса?
9. Как зависит касательная сила тяги от нормальной нагрузки на ведущее колесо?
10. Как влияют конструктивные параметры шины и эксплуатационные факторы на КПД и тяговые свойства ведущего колеса?
11. Определить радиусы качения колеса по данной серии шины.