Лабораторная работа №9 Динамика качения колес автомобиля

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. На основании дифференциальных уравнений плоского движения тела необходимо записать уравнения качения ведущего и ведомого (управляемого) колес автомобиля. При этом необходимо показать на рисунках все силы , приложенные к ведущему и ведомому колесам автомобиля с учетом их функциональных отличий.

При составлении дифференциальных уравнений качения колес автомобиля необходимо учесть следующие важные факторы и обстоятельства :

- качение колес предполагаются без скольжения и буксования,

- нагрузка на колесо , также как и нормальная реакция дорожного покрытия определяются половиной нагрузки , приходящейся на соответствующую ось автомобиля,

- радиус колеса необходимо принимать динамический , т.е. с учетом деформации шины при движении,

- условие отсутствия скольжения и буксования должно рассматриваться в сочетании с другими уравнениями,

- оси координат необходимо выбрать с началом в точке касания колеса и дорожного покрытия , в связи с чем уравнение в проекции на ось у значительно упрощается до вида y = r,

- с достаточной степенью точности и достоверности при составлении уравнений качения колес автомобиля можно ограничиться учетом следующих сил: нагрузка на колесо , сила сцепления колеса и дорожного покрытия, сила сопротивления качению колеса , нормальная реакция дороги ( эти силы как для ведущего так и для ведомого колеса , только направления сил сцепления различны); для ведущего колеса – крутящий момент относительно оси , переданный на это колесо от двигателя с помощью трансмиссии.

С учетом изложенного уравнения качения колес автомобиля можно записать в виде :

- ведущее колесо : (х) ;

( у) y = r ;

( С)

Для вывода условия отсутствия пробуксовывания ведущего колеса автомобиля необходимо учесть следующее кинематическое соотношение .

Что касается остальных членов системы уравнений, то они могут быть рассчитаны по формулам :

Рассматривая эти соотношения совместно ,необходимо получить выражение для максимального крутящего момента , приложенного к ведущему колесу автомобиля , при котором отсутствует пробуксовывание этого колеса.

Используя это выражение, необходимо произвести расчет максимального крутящего момента для различных дорожных условий и степени загрузки автомобиля и определить предельный крутящий момент для каждого из этих случаев.

- ведомое колесо :

Для ведомого колеса условие отсутствия скольжения или проскальзывания аналогично условию отсутствия пробуксовывания для ведущего колеса автомобиля.

Далее необходимо , рассматривая совместно эти уравнения в том числе и условие отсутствия проскальзывания ведомого колеса , получить соотношение для максимальной движущей силы , приложенной у ведомому колесу ( к его оси) , при которой в данных дорожных условиях ( при различных коэффициентах сцепления колес и дорожного покрытия) отсутствует проскальзывание.

Этот расчет весьма актуален для мокрых дорожных покрытий , поскольку в этом случае может возникнуть скольжение ведомых колес по дороге ((аквапланирование) , при котором автомобиль становится неуправляемым , поскольку боковая сила сцепления , зависящая от продольной силы сцепления становится недостаточной для изменения направления движения автомобиля.

Расчет максимальной движущей силы , приложенной к ведомому ((управляемому ) колесу автомобиля необходимо провести для различных дорожных условий и различных степеней загрузки автомобиля.

Результаты расчетов необходимо свести в таблицу , либо представить графически.