2. Характеристика сил, действующих на автомобиль в процессе движения
2.1. Сила сопротивления качению
Если сложить силы сопротивления качению всех колес автомобиля, то можно найти суммарную силу сопротивления качению:
, (2.1)
где f - средневзвешенный коэффициент сопротивления качению.
Сумма нормальных реакций на колесах автомобиля численно равна силе тяжести автомобиля (G а), умноженной на косинус продольного угла уклона дороги (рис.2.1). Поэтому силу сопротивления качению можно вычислять по формуле
Р f = fGacosa (2.2)
Из формулы (2.1) следует, что при движении автомобиля по наклонной поверхности сила сопротивления качению всегда меньше, чем при движении по горизонтальной.
Рис.2.1. Сила тяжести и ее составляющие
2.2. Сила сопротивления подъему
При движении автомобиля вверх по наклонной плоскости к силе сопротивления качению добавляется другая сила сопротивления -продольная составляющая силы тяжести:
Рa = ± G а sina (2.3)
Эта сила называется силой сопротивления подъему. При движении автомобиля вверх сила сопротивления подъему положительна, а при движении по; уклон - отрицательна. В последнем случае наличие знака минус означает, что Pa является не силой сопротивления, а движущей автомобиль силой. В дорожной документации наклон дороги (i) принято оценивать тангенсом угла а и выражать его значение непосредственно (i = tga), в сотых (%) или тысячных долях (°/оо) Таким образом, один и тот же наклон дороги может быть выражен, например, следующим образом: i = 0,03; i = 3% или i = 30 °/оо. Так как продольные уклоны дорог обычно невелики, то sina = tga, поэтому сила сопротивления подъему при использовании указанных единиц должна рассчитываться так: Pa = G а i / Pa = G а i , Pa = G а(i/100%) и Pa = G а(i/100о/оо).
Силы сопротивления качению и подъему возникают при взаимодействии колес с дорогой и в решающей степени зависят от ее типа, состояния и продольного профиля, поэтому их удобно представлять в виде одной суммарной силы:
Рy = Р f + Pa = G а fcosa ± G а sina = G аy (2.4)
где y = fcosa ± sina - коэффициент сопротивления дороги.
Силу Рy принято называть силой сопротивления дороги.