Як визначити силу опору руху?

Для визначення сили опору необхідно скористатися третім законом Ньютона. Ця величина чисельно дорівнює силі, яку треба докласти, щоб змусити рівномірно рухатися предмет по рівній горизонтальній поверхні. Сила опору обчислюється за формулою F = \mu \cdot mg.

Що приводить у рух автомобіль?

Більшість сучасних автомобілів мають чотири колеса та двигун що приводить їх в рух.

Що таке сила опору води?

Силу, яка виникає при русі тіла в газі або в рідині і перешкоджає руху, називають силою опору.

Сили опору рухові автомобіля - StudFiles

Сили, що діють на автомобіль, що рухається

Сучасний автомобіль легко пристосовується до умов руху: він то повільно пересувається по брудній і слизькій дорозі, то піднімається в гору, то швидко мчить по асфальтованому шосе. При цьому колеса автомобіля можуть обертатися з різною частотою і відштовхуватися від дороги з неоднаковою силою, в той час як режим роботи двигуна майже не змінюється.

Рух автомобіля залежить від взаємодії сил, які виникають в місцях зіткнення коліс з дорогою.

Тягова сила від коліс передається через підвіску на автомобіль. Найбільша тягова сила даного автомобіля, очевидно, не може бути більше сили зчеплення його ведучих коліс з дорогою, так як інакше почнеться прослизання.

Необхідна тягова сила в кожен момент визначається опорами, що зустрічаються рухомим автомобілем.

Сили опору руху автомобіля. Автомобіль по рівному шосе треба штовхати з меншою силою, ніж в гору. Проти вітру автомобілю рухатися важче, ніж за вітром,

Якщо сили опору, на подолання яких витрачається тягова сила, виявляться більше неї, автомобіль перестане рухатися. Для прискорення руху тягова сила на ведучих колесах повинна бути більше сил опору руху.

Мал. 75. Схема сил взаємодії коліс автомобіля з дорогою.

Опір коченню коліс автомобіля. При русі автомобіль повинен постійно долати силу тертя кочення, що виникає між його колесами і дорогою.

Тертя кочення пояснюється тим, що під час перекочування одного тіла по іншому обидва тіла деформуються, і на це витрачається енергія. Чим сильніше деформація, тим більше сила тертя кочення. Завдяки пружності шини значно зменшується тряска під час руху, але одночасно збільшується опір коченню. У автомобільного пневматичного колеса воно значно більше, ніж у металевих коліс залізничних вагонів.

Силу опору коченню коліс визначають динамометром, буксируючи автомобіль по дорозі.

Рушання автомобіля

В русі автомобіль долає ряд сил, що створюють опір його руху. Це сила опору коченню коліс, сила опору повітря, сила інерції і сила опору підйому (скочується сила). Суму цих сил називають силою опору руху. Для забезпечення рівномірного руху автомобіля на його провідних колесах двигуном створюється сила тяги, по величині рівна силі опору руху. Якщо сила тяги більше сили опору, то автомобіль отримує прискорення, т. е. розганяється, якщо вона менше - рух сповільнюється.

Сила тяги на ведучих колесах реалізується через відповідну силу зчеплення, створювану при взаємодії коліс з дорогою. Рух автомобіля забезпечується лише тоді, коли сила зчеплення за величиною дорівнює силі тяги або більше її. Коли ця умова не витримана і сила тяги перевищує силу зчеплення, провідні колеса починають буксувати і рух стає неможливим.

Сила зчеплення залежить в основному від маси автомобіля, що припадає на провідні колеса (термін «зчіпний вагу») і від стану дороги або грунту. Стан дороги (грунту) характеризується коефіцієнтом спепленія шин з дорогою.

Таким чином, сила зчеплення може бути виражена як твір зчіпного ваги на коефіцієнт зчеплення.

При рушанні з місця на рівній ділянці дороги в безвітряну погоду необхідно подолати лише силу опору коченню коліс і силу інерції. Сила опору коченню коліс дорівнює добутку загальної сили тяжіння автомобіля на відповідний коефіцієнт, що характеризує стан дорожнього покриття або грунту.

Сила інерції залежить від загальної маси автомобіля і що додаються йому прискорень.

Рушання автомобіля починають, як правило, на першій передачі в КП, що створює найбільшу тягу на ведучих колесах. Рушання в місцях з великим опором коченню коліс (на м'якому грунті, в піску, в снігу) вимагає більшої сили тяги і тому проводиться при частоті обертання колінчастого вала, збільшеною пропорційно силам опору.

Різке зворушення негативно відбивається на стані ходової частини, особливо шин. інші водії вважають, що якщо при рушанні провідні колеса не пробуксовують, то і зносу шин не буде. Це помилкова думка: знос при різкому рушанні завжди підвищений. Особливо сильно зношуються шини при пробуксовці на сухому асфальті або бетоні.

1. Коефіцієнт зростає зі збільшенням швидкості руху автомобіля, на поганих дорогах з нерівностями, під час дощу.

2. Коефіцієнт у радіальних шин иа 5-7% нижче зазначених значень.

3. Зі зниженням тиску повітря в шинах коефіцієнт зростає (рис. 1).

Мал. 2. Коефіцієнт опору коченню коліс на дорозі з асфальтобетонним покриттям збільшується зі зростанням швидкості руху і зі зменшенням тиску в шинах

Буває, що перед зворушенням непрогрітого автомобіля при вимкненому повністю зчепленні передача в КП не включається і важіль КП впирається у щось. Найчастіше це спостерігається при спробі включення задньої передачі. Причиною невключення передачі зазвичай є випадковий збіг зубів шестерень коробки передач. В цьому випадку треба повернути важіль КП в нейтральне положення, відпустити педаль зчеплення і, знову вичавивши її, включити передачу. Але буває і гірше.

Після тривалої стоянки автомобіля на відкритому майданчику або під навісом (зазвичай взимку) водій може зіткнутися з дуже неприємним явищем, коли передача в КП при працюючому двигуні не включається і після неодноразового виключення зчеплення. Незважаючи на те що на тривалу стоянку авто було готове абсолютно справним і тепер водій при спробі включити передачу вичавлює повністю педаль зчеплення, в коробці передач чути скрегіт шестерень, але вони в зачеплення не входять. Причина тут очевидна: диск зчеплення прилип до маховика колінчастого вала і зчеплення не вимикається. Для від'єднання диска від маховика існує кілька способів, які нижче викладаються в послідовності, яка передбачає наростання труднощів роботи і відповідне зростання напружень, що виникають при цьому в зчепленні і в трансмісії в цілому. Кожен з наступних способів застосовується лише тоді, коли попередній не дав бажаного результату.

Спосіб 1. Автомобіль загальмовується гальмом гальмом. При непрацюючому двигуні включається перша передача в КП, педаль зчеплення вичавлюється повністю і утримується в цьому положенні помічником або будь-якої розпіркою (дошкою, палицею). Сильним ривком пускової рукоятки роблять спробу провернути колінчастий вал двигуна. Спроби повторюють до характерного клацання в зчепленні. Клацання і вільна надалі прокрутка колінчастого вала свідчать про те, що диск звільнився.

Спосіб 2. Вивішуються задні (ведучі) колеса. Під передні колеса обов'язково підкладають упори. Двигун пускається при нейтральному положенні важеля КП, прогрівається і зупиняється. Водій сідає на своє робоче місце, включає першу передачу в КП і знову пускає двигун, Збільшивши частоту обертання колінчастого вала, водій вичавлює педаль зчеплення і натискає на педаль робочого гальма. При цьому частота обертання колінчастого вала зазвичай буде різко зменшуватися. Не давши двигуну зупинитися, водій відпускає педаль робочого гальма, потім знову (порезче) натискає на неї. Так повторюється до клацання в зчепленні. Після клацання задні колеса при натисканні на педаль гальма будуть зупинятися, а частота обертання колінчастого вала при вичавленої педалі зчеплення не змінюватиметься. Це і є свідчення відновлення нормальної роботи зчеплення.

Спосіб 3. Вибирається вільну ділянку дороги або майданчик завдовжки 100-200 м і туди вручну викочується автомобіль. При нейтральному положенні важеля КП двигун пускається, прогрівається і зупиняється. Перебуваючи за кермом автомобіля, водій включає першу передачу в КП і пускає двигун стартером. Автомобіль починає рух. Встановивши підвищену частоту обертання колінчастого вала, водій вичавлює педаль зчеплення і легким ривком натискає на педаль гальма. При цьому автомобіль сповільнить рух і частота обертання колінчастого вала зменшиться. Але до повної зупинки автомобіля і двигуна допускати не можна, для чого слід припинити натискати на педаль гальма. Потім натиснути на педаль гальма різкіше. Так повторюється до появи клацання в зчепленні, після чого при натисканні на педаль гальма (і при вимкненому зчепленні) автомобіль буде зупинятися без зменшення частоти обертання колінчастого вала.

При рушанні зазвичай допускаються дві характерні помилки: сильний ривок і глушіння двигуна. Причинами першої помилки можуть бути різке включення зчеплення або велика частота обертання колінчастого вала, а найчастіше - те й інше разом. Друга помилка допускається при дуже малій частоті обертання колінчастого вала, що не відповідає силі опору коченню коліс, при різкому відпуску педалі зчеплення, при неотпущенном гальмах, при включенні помилково вищої передачі в КП.

Від зазначених помилок можна позбутися за допомогою спеціальних тренувань в рушанні на рівному майданчику за рекомендованою методикою. Для цього на повністю прогрітому двигуні рукояткою управління повітряної заслінкою встановлюється дещо підвищена частота обертання колінчастого вала, включається перша передача в КП і потім дуже повільно відпускається педаль зчеплення. Відпускаючи педаль зчеплення, водій вловлює момент, коли автомобіль починає рушати, і фіксує це положення. Потім він знову вичавлює педаль зчеплення і знову відпускає її, домагаючись плавного рушання автомобіля. Так він повторює цю вправу, кожен раз швидше відпускаючи педаль зчеплення.

Коли водій доб'ється плавного, стійкого зрушення автомобіля з місця, він відкриває повністю повітряну заслінку карбюратора і проробляє це ж вправу, регулюючи частоту обертання колінчастого вала натисканням на педаль управління дросельною заслінкою. Ускладнюючи вправу, в подальшому доцільно такі тренування проводити при рушанні з невеликої канавки, при знаходженні коліс в піску.

В силу того, що кожен автомобіль має свої особливості зрушення, тренування за цією методикою рекомендуються всім водіям при освоєнні знову придбаного автомобіля, «характер» якого ще недостатньо вивчений.

При рушанні на підйомі, крім двох вже згаданих сил опору руху, долається додатково сила опору підйому. Тому частота обертання колінчастого вала тут повинна бути більшою. Рушати на підйомі потрібно без скочування автомобіля назад, яке загрожує наїздом на інші транспортні засоби або пішоходів. Перед зворушенням автомобіль обов'язково загальмовують стоянковим гальмом. Техніка зрушення така: вичавлюють педаль зчеплення і включають першу передачу, повільно відпускають педаль зчеплення і одночасно збільшують частоту обертання колінчастого вала (чим крутіше підйом, тим більшою повинна бути частота обертання). У момент, коли зчеплення повинно включатися (приблизно на половині ходу педалі), відпускають гальмо стоянки, ще більше збільшують тиск на педаль управління дросельною заслінкою, повністю відпускають педаль зчеплення. Автомобіль плавно рушає без скочування назад.

При скачуванні автомобіля назад водій зазвичай втрачається, різко натискає на педаль управління дросельною заслінкою, двигун «реве», а скочування триває. Треба взяти за правило: якщо на підйомі почалося скочування автомобіля назад, негайно зупинити автомобіль будь-яким гальмом, потім затягнути стоянкове гальмо (якщо він не був затягнутий) і почати зворушення заново. Неприпустимо при почався скачуванні намагатися все ж виїхати на підйом: це тільки погіршить становище.

Крім скочування, при рушанні на підйомі може зупинитися двигун (стихнути). Це відбувається при різкому відпуску педалі зчеплення, при недостатній частоті обертання колінчастого вала, при затримці моменту виключення гальма стоянки. При зупинці двигуна автомобіль також загальмовується стоянковим гальмом, а потім, після пуску двигуна, повторюється спроба рушити знову.