1.5. Продольная реакция и режим качения колеса
Рассмотрим от чего зависит величина и направление продольной реакции Rx, прикладываемой к колесу со стороны дороги.
В общем случае на колесо действуют следующие силы и моменты (рис. 4.): нагрузка от автомобиля (Gк); нормальная (Rz) и продольная реакция дороги (Rx); продольное усилие со стороны автомобиля (Рx); крутящий момент, подводимый к колесу (Mк); момент инерции (Мeк = Jк εк, где Jк и eк- осевой момент инерции и угловое ускорение колеса) сила инерции колеса (Pjк = mк jк,где mк и jк-масса и ускорение колеса).
Рис. 4. Силы и моменты, прикладываемые к колесу
Составим уравнение проекций сил на ось Х и уравнение моментов всех сил, действующих относительно оси вращения 0:
Rx = Px + Pjk; (9)
Мк - Rza – Rxrд = Jкεк. (10)
Из уравнения (10) следует, что продольная реакция опорной поверхности на колесо равна:
Rx = Mк/rд - Rzа/rд - Jкεк/rд. (11)
Из формулы (11) видно, что величина продольной реакции Rx прямо пропорциональна величине крутящего момента, подводимого к колесу. При этом значение Мк определяет не только величину силы Rx, но и ее направление.
В зависимости от соотношения Rк и Мк различают 5 режимов качения колеса (рис. 5).
Как следует из формулы (11) при достаточно большом крутящем моменте Мк направление вектора продольной реакции Rx совпадает с направлением движения колеса. В этом случае Rx является силой, движущей автомобиль.
Режимы качения