logo search
Лекции Теория автомобиля

1.1. Радиусы автомобильного колеса

Все силы, действующие на автомобиль со стороны дороги, передаются через колеса. Радиус колеса, снабженного пневматической шиной, в зависимости от веса груза, режима движения, внутреннего давления воздуха, износа протектора, может изменяться.

У колес различают следующие радиусы:

1) свободный; 3) динамический;

2) статический; 4) кинематический.

Свободный радиус (rсв) - это расстояние от оси неподвижного и ненагруженного колеса до наиболее удаленной части беговой до­рожки. Для одного и того же колеса величина Rсв зависит только от величины внутреннего давления воздуха в шине.

Статический радиус (rст) - это расстояние от центра неподвижного колеса, нагруженного только нормальной силой, до опорной плоскости. Значение статического радиуса меньше свободного на величину радиальной деформации:

rст = rсв - hz = rсв - Rz/Сш, (1)

где hz = Rz/Сш - радиальная (нормальная) деформация шины, м;

Rz - нормальная реакция дороги, Н;

Сш - радиальная (нормальная) жесткость шины, Н/м.

Радиальная жесткость шины зависит от ее конструкции и внутреннего давления воздуха. Если известна зависимость Сш от рш, то величину деформации шины можно определить при любом внутреннем давлении воздуха. При номинальном давлении воздуха и нагрузке значение статического радиуса колеса можно найти по формуле:

rст = 0,5dо + (1 - ш)Нш, (2)

где do - диаметр обода колеса, м;

Нш - высота профиля шины в свободном состоянии, м;

ш - коэффициент радиальной деформации шины.

Для шин обычного профиля, а также широкопрофильных шин ш = 0,10 - 0,15; для арочных и пневмокатков ш =0,20 - 0,25. Номинальное значение rст колеса применительно к номинальной нагрузке и внутреннему давлению воздуха указывается в технической характеристике шины.

Динамический радиус (rд) - это расстояние от центра катящегося колеса до опорной плоскости. Величина rд зависит в основном от внутреннего давления воздуха в шине, вертикальной нагрузки на колесо и скорости его движения. При увеличении скорости автомобиля динамический радиус несколько возрастает, что объясняется растяжением шины центробежными силами инерции.

Кинематический радиус (rк) - это радиус условного не дефомирующегося катящегося без скольжения колеса, которое имеет с данным эластичным колесом одинаковые угловую и линейную скорости:

rк = Vx/к . (3)

Величину rк определяют опытным путем, для этого замеряют путь S, проходимый автомобилем за nк полных оборотов:

rк = Vx/к = Vx * t /к* t = S/2nк, (4)

где Vx - линейная скорость колеса;

к - угловая скорость колеса;

 - время движения.

Разница между радиусами rд и rк обусловлена наличием проскальзывания в области контакта шины с дорогой. В случае полного буксования колеса путь, проходимый колесом равен нулю S = 0, а следовательно rк = 0. Во время скольжения заторможенных невращающихся (блокированных) колес, т.е. при движении юзом , nк = 0 и rк  . При движении автомобиля по дорогам с твердым покрытием и хорошим сцеплением приближенно принимают rк = rд = rс = r.