2.5. Продольные усилия ведущих колес

При подводе крутящего момента к ведущим колесам возникают продольные реакции R_x, толкающие корпус автомобиля:

R_x = M_к/r_д - R_zа/r_д - J_кε_к/r_д. (44)

Из формулы (44) следует, что величина продольных усилий, создаваемых ведущими колесами, определяется, прежде всего, величиной подводимого к ним крутящего момента. Используя схему передачи усилий (рис. 10), определим величину момента

Рис. 10. Передача мощности к ведущим колесам автомобиля

Для этого составим уравнение мощностного баланса:

N_i = N_д + N_o + N_jд + N_jтр +N_тр + N_к, (45)

где N_i - индикаторная мощность двигателя;

N_д - мощность условных механических потерь в двигателе;

N_o - мощность, затрачиваемая на привод вспомогательного

оборудования;

N_jд - мощность, затрачиваемая на разгон инерционных

масс двигателя (маховика и соединенных с ним элементов);

N_jтр- мощность, затрачиваемая на разгон инерционных масс

трансмиссии (валов, шестерен и т.д.);

N_тр - мощность, теряемая в трансмиссии;

N_к - мощность, подводимая к ведущим колесам.

Из (45) следует, что к ведущим колесам автомобиля подводится лишь часть индикаторной мощности ДВС, т.к. другая часть их теряется вследствие внутренних сопротивлений и разгона инерционных масс двигателя и трансмиссии.

Мощности, затрачиваемые на разгон инерционных масс двигателя и трансмиссии, определяются соответственно по формулам:

N_jд = J_д(d_е/d)/_е; (46)

N_jтр = J_тр(d_к/d)/_к, (47)

где J_д, J_тр - осевые моменты инерции вращающихся масс соответственно двигателя и трансмиссии, кгм²;

_е, _к - угловые скорости вращения соответственно коленвала

двигателя и ведущих колес автомобиля, рад/с.

Поделив правую и левую части уравнения (45) на угловую скорость вращения колес, получим уравнение моментов, которое можно привести к следующему виду:

М_к = N_к/ω_к = [М_i – М_д – М_о – J_д(dω_к/dτ)i_тр]i_тр – М_тр – J_тр(dω_к/dτ). (48)

Подставив (48) в формулу (44), получим:

R_x = (М_i/r_д)i_тр - (М_д/r_д)i_тр - (М_o/r_д)i_тр - (М_тр/r_д) - R_zf_c –

- (J_дi_тр + J_тр + J_к)(d_к/d)/r_д. (49)

Формулу (49) можно представить следующим образом:

R_x = P_i - Р_д - Р_о - Р_тр – P_f – P_jк, (50)

где Р_д = (М_д/r_д)i_тр - сила сопротивления двигателя;

P_i = (М_i/r_д)i_тр - индикаторная сила тяги автомобиля;

Р_о = (М_o/r_д)i_тр - сила сопротивления вспомогательного оборудования;

Р_тр = (М_тр/r_д) - сила сопротивления трансмиссии;

Р_jк = (J_дi_тр + J_тр + J_к)(d_к/d)/r_д - сила инерции вращающихся масс двигателя, трансмиссии и ведущих колес, приведенная к ведущим колесам автомобиля.

Разница между индикаторной силой тяги и силами, обусловленными внутренними сопротивлениями (Р_д, Р_о и Р_тр), называется силой тяги автомобиля:

Р_т = Р_i - Р_д - P_o - Р_тр. (51)

Из (50) и (51) следует, что суммарное продольное усилие, прикладываемое в пятне контакта ведущих колес, равно силе тяги за вычетом сил сопротивления качения и инерции всех вращающихся масс автомобиля, связанных с ведущими колесами:

R_х = Р_т – P_f - P_jк. (52)