Зчеплення колеса автомобіля з дорогою

Для того щоб нерухомий автомобіль привести в рух, однією сили тяги недостатньо. Необхідно ще тертя між колесами і дорогою. Інакше кажучи, автомобіль може рухатися лише за умови зчеплення ведучих коліс з поверхнею дороги. У свою чергу, сила зчеплення залежить від зчіпного ваги автомобіля Gv, т. Е. Вертикального навантаження на провідні колеса. Чим більше вертикальне навантаження, тим більше сила зчеплення: Pсц = ФGk,

де Pсц - сила зчеплення коліс з дорогою, кгс; Ф - коефіцієнт зчеплення; GK - зчіпний вагу, кгс. Умова руху без буксування коліс Рk <Рсц,

т. е. якщо тягова сила менше сили зчеплення, то провідне колесо котиться без буксування. Якщо ж до ведучих коліс прикладена тягова сила, більша, ніж сила зчеплення, то автомобіль може рухатися тільки з пробуксовкою ведучих коліс.

Коефіцієнт зчеплення залежить від типу і стану покриття. На дорогах з твердим покриттям величина коефіцієнта зчеплення обумовлена ​​головним чином тертям ковзання між шиною і дорогою і взаємодією частинок протектора і мнкронеровностей покриття. При змочуванні твердого покриття коефіцієнт зчеплення зменшується дуже помітно, що пояснюється утворенням плівки з шару частинок грунту і води. Плівка розділяє тертьові поверхні, послаблюючи взаємодію шини і покриття і зменшуючи коефіцієнт зчеплення. При ковзанні шини по дорозі в зоні контакту можливе утворення елементарних гідродинамічних клинів, що викликають підведення елементів шини над мікровиступів покриття. Безпосередній контакт шини і дороги в цих місцях замінюється рідинним тертям, при якому коефіцієнт зчеплення мінімальний.

На деформуються дорогах коефіцієнт зчеплення залежить від опору грунту зрізу і величини внутрішнього тертя в грунті. Виступи протектора провідного колеса, занурюючись в грунт, деформують і ущільнюють його, що викликає збільшення опору зрізу. Однак після деякої межі починається руйнування грунту, і коефіцієнт зчеплення зменшується.

На величину коефіцієнта зчеплення впливає також малюнок протектора шин и. Шини легкових автомобілів мають протектор з дрібним малюнком, що забезпечує хороше зчеплення на твердих покриттях. Шини вантажних автомобілів мають великий малюнок протектора з широкими і високими виступами-грунтозацепами. Під час руху грунтозачепи врізаються в грунт, покращуючи прохідність автомобіля. Стирання виступів в процесі експлуатації погіршує зчеплення шини з дорогою.

При повному ковзанні шини по дорозі (буксування ведучих коліс або юз гальмують коліс) величина ф може бути на 10 - 25% менше максимальної. Коефіцієнт поперечного зчеплення залежить від тих же факторів, і його зазвичай приймають рівним 0,7Ф. Середні значення коефіцієнта зчеплення коливаються в широких межах від 0,1 (обмерзлій покриття) до 0,8 (сухе асфальті і цементобетонне покриття).

Зчеплення шин з дорогою має першорядне значення для безпеки руху, так як воно обмежує можливість інтенсивного гальмування і стійкого руху автомобіля без поперечного ковзання.

Недостатня величина коефіцієнта зчеплення є причиною в середньому 16%, а в несприятливі періоди року - до 70% дорожньо-транспортних пригод від загального їх числа. Міжнародною комісією по боротьбі зі скользкостью дорожніх покриттів встановлено, що величина коефіцієнта зчеплення за умовами безпеки руху не повинна бути менше 0,4.

Надійні і ефективні гальма дозволяють водієві впевнено вести автомобіль з великою швидкістю і в той же час забезпечують необхідну безпеку руху.

У процесі гальмування кінетична енергія автомобіля переходить в роботу тертя між фрикційними накладками колодок і гальмівними барабанами, а також між шинами і дорогою.

Величина гальмівного моменту, що розвивається гальмівним механізмом, залежить від його конструкції і тиску в приводі. Для найбільш поширених типів гальмівних приводів, гідравлічного і пневматичного, сила натискання на колодку прямо пропорційна тиску, що розвивається в приводі при гальмуванні.

Гальма сучасних автомобілів можуть розвивати момент, що значно перевищує момент сили зчеплення шини з дорогою. Тому дуже часто в практиці спостерігається юз, коли при інтенсивному гальмуванні колеса автомобіля блокуються і ковзають по дорозі, не обертаючись. До блокування колеса між гальмівними накладками і барабанами діє сила тертя ковзання, а в зоні контакту шини з дорогою - сила тертя спокою. Після блокування, навпаки, між поверхнями, що труться гальма діє сила тертя спокою, а в зоні контакту шини з дорогою - сила тертя ковзання. При блокуванні колеса витрати енергії на тертя в гальмі і на кочення припиняються і майже все тепло, еквівалентну поглинається кінетичної енергії автомобіля, виділяється в місці контакту шини з дорогою. Підвищення температури шини призводить до розм'якшення гуми і зменшення коефіцієнта зчеплення. Тому найбільша ефективність гальмування досягається в разі кочення колеса на межі блокування.

При одночасному гальмуванні двигуном і гальмами досягнення величини сили зчеплення на провідних колесах відбувається при меншій силі натискання на педаль, ніж при гальмуванні тільки гальмами. Тривале гальмування (наприклад, під час руху на затяжних спусках) в результаті нагрівання гальмівних барабанів різко зменшує коефіцієнт тертя фрикційних накладок, а отже, і гальмівний момент. Таким чином, гальмування з неот'едіненним двигуном, що застосовується в якості додаткового способу зменшення швидкості, дозволяє збільшити термін служби гальм. Крім того, при гальмуванні з неот'едіненним двигуном збільшується поперечна стійкість автомобіля.

Схожі статті