Сила сопротивления качению Каждый, вероятно, знает, как легко бежит велосипед по асфальту и какие усилия надо употребить велосипедисту, чтобы проехать по песку или глине. В последнем случае увеличилась какая-то сила, которая препятствует движению, замедляет его. Эта сила и есть сила сопротивления качению. Так и с автомобилем. Он не сможет сдвинуться с места, если не преодолеет сопротивления качению. Величина сопротивления качению зависит главным образом от веса автомобиля. Чем больше вес автомобиля, тем и сопротивление дороги больше. В этом легко убедиться, если двум-трем человекам попробовать толкать по асфальту автомобиль «Запорожец», полный вес которого составляет 950 кг, и, скажем, автомобиль КрАЗ-256 весом в 21 860 кг. «Запорожец» легко пойдет по дороге, а чтобы сдвинуть с места КрАЗ, усилий этого количества людей недостаточно. Большое значение для величины силы сопротивления качению имеет вид и состояние дороги. В этом также нетрудно убедиться. Если человек идет по сухой, ровной дороге, он затрачивает меньше энергии, чем при ходьбе, например, по мягкой пахоте. Это происходит потому, что при движении по мягкому грунту совершается дополнительная бесполезная работу по утаптыванию, перемещению и уплотнению грунта. Нечто подобное наблюдается и при движении автомобиля. Когда он движется по грунтовой дороге, то одновременно происходит деформация шин и грунта, и сопротивление качению велико. Колеса при движении по грунтовой дороге уплотняют грунт. Часть грунта при этом расползается по краям колеи, а часть перемещается впереди колес. Происходит трение покрышки о края колеи. И чем колея глубже, тем трение значительнее, тем больше сопротивление качению. Дорога же с асфальтовым покрытием оказывает сравнительно небольшое сопротивление автомобилю, т. к. оно зависит всего лишь от деформации шин. Величина силы сопротивления качению (обозначим Рк) может быть определена по формуле: Pк = f · G, где Pк – сила сопротивления качению в кг; G – вес автомобиля в кг;
f – коэффициент сопротивления качению, который учитывает действие сил деформации
шин и грунта, а также трение между ними в различных дорожных условиях.
Таблица 1
Коэффициент сопротивления качению определяется опытным путем. Его значения для некоторых дорожных условий приведены в таблице 1. Из нее видно, что наибольшее значение коэффициента сопротивления качению – на сыпучих песках и наименьшее – на дороге с асфальтовым покрытием. Сила сопротивления качению зависит не только от веса автомобиля и дороги, но и от материала и конструкции шин, их состояния. Во время движения автомобиля шины, как правило, деформируются, т. е. отдельные части шины, взаимодействуя с дорогой, прогибаются, внутри шины возникает трение, на преодоление которого и затрачивается часть тяговой силы. Влияние шин на величину силы сопротивления качению рассмотрим более детально в последующих разделах, применительно к свойству и состоянию грунта.
|
