Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Силы, действующие на автомобиль

Вопрос 2. Основы теории автомобильного колеса

 

Движение автомобиля как единой системы, в которую входят все его механизмы, включая колеса, происходит под воздействием сил и моментов внешней среды. Силы взаимодействия механизмов автомобиля как элементов системы являются ее внутренними взаимно уравновешивающимися силами и поэтому непосредственно на движение автомобиля влияния не оказывают. Их влия­ние опосредствовано и обусловлено взаимодействием автомобиля с опорной поверхностью дороги и воздушной средой. В связи с этим силы взаимодействия колес с корпусом автомобиля, а также силы тяги ведущих колес (или тормозные силы колес - на тормозном режиме) как внутренние силы системы не относятся к системе сил, действующих на автомобиль.

При составлении модели системы внешних сил и моментов, действующих на автомобиль при прямолинейном движении, принимают следующие допущения:

автомобиль симметричен относительно продольной вертикальной плос­кости, проходящей через его центр масс;

левые и правые колеса одноименных мостов имеют одинаковые нагрузки и находятся в одинаковых дорожных условиях;

конфигурация автомобиля изображается в виде плоской фигуры;

опорная поверхность дороги представляется в виде прямой линии, на­клоненной под углом α к горизонту;

упругие свойства подвески не учитываются и колебания кузова не про­исходят.

В результате центр масс автомобиля и все точки приложения сил внеш­них воздействий совершают прямолинейные перемещения, параллельные поверхности дороги.

Силы, действующие на автомобиль при движении, можно разделить на две группы: 1) внешние (от дороги, воздуха, прицепа или полуприцепа) и 2) массовые (силы тяжести и инерции). Кроме того, эти силы можно разделить на силы движущие, способствующие движению, и силы сопротивления движению.

Равновесие механической системы определяется уравнениями равновесия, которых в общем случае, при шести степенях свободы, будет шесть:

ΣРx= 0, ΣРy = О, ΣPz = 0.

ΣMx = 0. ΣMy = 0, ΣМz = 0.

При анализе движения автомобиля ось X направляют вдоль его продольной оси, параллельно плоскости дороги, ось Z - перпендикулярно плоскости дороги, а ось Y становится поперечной осью (рис.1). Начало координат обычно совмещают с центром масс автомобиля.

Рис. 1. Силы и моменты, действующие на автомобиль, движущийся на подъем

 

При анализе скоростных и тормозных свойств, а также топливной экономичности обычно ограничиваются одним уравнением ΣРx= 0, т.е. только продольными силами, но для определения вертикальных реакций Rz используют уравнения ΣРz= 0 и ΣMy = 0. Если необходимо, учитывают увеличение сил сопротивления движению от действия поперечных и вертикальных сил.

Внешние силы будут рассмотрены в следующих лекциях. Отметим только, что реакции дороги: Rx, Ry, Rz - приложены к колесам автомобиля со стороны площадки контакта с дорогой. Массовые силы приложены к центру масс.

Продольная массовая (инерционная) сила Риx возникает при разгоне (или торможении) автомобиля. В тех случаях, когда автомобиль можно представить в виде одномассовой системы

Риxвр mаjа, (1)

где mа - масса автомобиля, jа - ускорение (или замедление) автомобиля, δвр – коэффициент учета вращающихся масс.

Поперечная массовая (центробежная) сила возникает при движении автомобиля на повороте

Риy = mаvа2 /R, (2)

где vа - скорость автомобиля, R - радиус поворота.

Вертикальная массовая (инерционная) сила возникает при движении автомобиля на выпуклых или вогнутых (на виде сбоку) участках дороги

Риz = mаvа2 /Rzд, (3)

где Rzд - радиус профильной кривизны дороги.

Сила тяжести является вертикальной массовой силой. В отличие от сил инерции по уравнениям (1)-(3) она существует при любых условиях движения, включая неподвижное состояние автомобиля, и всегда направлена к центру Земли: Gа=mаg, (4)

где g - ускорение свободного падения.

К центру масс приложена также сила сопротивления подъему, поскольку она является составляющей силы тяжести.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:504

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.