Сила сопротивления подъему

Автомобильная дорога состоит из чередующихся между собой подъемов и спусков и редко имеет горизонтальные участки большой длины. Крутизну подъемов характеризуют величиной угла α в градусах или величиной уклона дороги i, который представляет собой отношение превышения H к длине участка S. Разложим вес автомобиля, преодолевающего подъем с углом α, на две составляющие: на силу G_a∙sinα , параллельную дороге, и силу G_a∙cosα , перпендикулярную ей- рисунок 2. Силу G_a∙sinα называют силой сопротивления подъему и обозначают – P_i. На автодорогах с твердым покрытием углы подъема невелики и не превышают 4^о..5^о. Для таких углов можно принять, что 1/100 доля уклона соответствует 35΄ угла α. При этом уклон i = tgα ≈ sinα , тогда сила

P_i = G_a∙sinα ≈ i∙G_a ≈ G_a tgα (24)

Мощность затрачиваемая на преодоление автомобилями подъема равна:

N_i=P_i∙υ/1000 (25) При движении на спуске сила P_i направлена в сторону движения и является движущей силой. Поэтому угол α и уклон дороги i считают положительными в случае движения автомобиля на подъем и отрицательными – при его движении на спуске.

Рисунок 2 Силы и моменты, действующие на лесотранспортную машину

СИЛА СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

При движении автомобиля его корпус перемещает частицы воздуха, на что расходуется часть мощности двигателя. Для упрощения расчетов элементарные силы сопротивления воздуха, распределяемые по всей поверхности автомобиля, заменяют сосредоточенной силой сопротивления воздуха P_w. Точку приложения силы P_w называют центром парусности автомобиля. В практических тяговых расчетах обычно принимают высоту центра парусности, совпадающей с высотой центра тяжести машины, а направление действия P_w параллельно пути. Экспериментально установлено, что сила P_w равна_:

P_w=K_w∙F_w∙υ²_a , (26)

где K_w – коэффициент сопротивления воздуха (обтекаемости), зависящий от формы и качества отделки поверхности автомобиля, Н∙с²/м⁴. У современных автомобилей K_w равен: гоночные -0,15…0,20; легковые -0,20…0,35; автобусы -0,35…0,55; грузовые - 0.60…0.70; автопоезда - 0,85…0,95.

F_w – лобовая площадь автомобиля, м².

Коэффициент обтекаемости K_w численно равен силе сопротивления воздуха в Н, создаваемой одним м² лобовой площади автомобиля, при его движении со скоростью 1 м/с.

Лобовой площадью F_w автомобиля называется площадь его проекции на плоскость, перпендикулярную к продольной оси автомобиля. Определить точное значение лобовой площади довольно трудно, т.к. для этого нужно произвести обмер автомобиля и вычертить его наружный контур. Поэтому пользуются приближенной формулой:

F_w=B∙H_a , (27)

где B – ширина колеи, м;

H_a – наибольшая высота автомобиля, м.