Таблица 3. - Средние значения коэффициентов обтекаемости k_в, лобовой площади F_в и фактора обтекаемости для различных типов транспортных средств

Сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату воздушной скорости V_в. При отсутствии ветра она равна скорости транспортного средства V_a. При наличии встречного ветра воздушная скорость V_в равна сумме скоростей транспортного средства V_a и ветра W_в, при попутном ветре - их разности. Транспортные средства, имеющие большую величину фактора обтекаемости k_вF_в, очень чувствительны по расходу топлива к изменению воздушной скорости V_в. Это следует учитывать и выбирать скорость транспортного средства на участках свободного движения с учетом скорости и направления ветра.

Сила инерции транспортного средства P_и, Н, пропорциональна массе транспортного средства M_a и продольному ускорению j_x:

P_и = k_j M_aj_x (3.4)

где k_j - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся деталей (масс) транспортного средства; M_a - масса транспортного средства, кг; j_x - ускорение транспортного средства, м/с².

Величина k_j пропорциональна квадрату передаточного отношения трансмиссии i:

где = 0,04...0,09 - коэффициент пропорциональности моменту инерции вращающихся масс (маховик, шестерни колеса).

При одном и том же ускорении сила P_и увеличивается на пониженных передачах. При разгоне P_и - величина положительная (препятствует разгону), при торможении - отрицательная (препятствует снижению скорости).

Прямолинейное движение. Рассмотренные выше силы сопротивления движению транспортного средства действуют на него при прямолинейном движении. Для их преодоления к ведущим колесам подводится тяговая сила P_т, создаваемая двигателем, которая равна сумме сил сопротивления движению транспортного средства:

P_т = P_к +/- P_п + P_в + P_и (3.6)

Если присоединить к автомобилю прицеп, он создаст дополнительное сопротивление P_пр, которое будет равно сумме сопротивлений P_к, P_п, P_и прицепа. Уравнение (3.6) для автомобиля с прицепом примет вид:

P_т = P_к +/- P_п + P_в + P_и + P_пр (3.7)

Схема сил, действующих на транспортное средство при движении, приведена на рис. 1. Чтобы преодолеть силы сопротивления движению, между колесом и дорогой должна возникнуть реакция R_т. Величина тяговой реакции R_т, Н, не может быть больше силы сцепления ведущих колес с дорогой P_сц:

где - коэффициент сцепления шин с дорогой; G_в - вес, приходящийся на ведущие колеса транспортного средства, Н.

Рис. 1. - Силы, действующие на автомобиль при движении:

R_т - тяговая реакция между ведущими колесами и дорогой; P_к1, P_к2 - силы сопротивления качению передних и задних колес соответственно; P_п - сила сопротивления подъему; P_в - сила сопротивления воздуха; P_и - сила инерции; G_a - сила тяжести автомобиля.

Величина коэффициента сцепления зависит от типа и состояния дорожного покрытия, конструкции шин и изношенности их протектора, давления воздуха в шинах, нагрузки на колесо. Величины коэффициентов сцепления для разных дорожных условий приведены в табл. 3.

Когда R_т становится равной P_сц, начинается буксование ведущих колес, это одна из опасностей, поджидающих водителя на заснеженных и обледенелых дорогах.

Другая опасность - дорога, покрытая слоем воды. Если шина имеет большой износ, оставшиеся на ней неглубокие канавки не успевают отводить воду из пятна контакта шины с дорогой. В результате возможно аквапланирование шины, которое заключается в том, что при определенных толщине водяной пленки и скорости транспортного средства возникает подъемная гидродинамическая сила, и колесо как бы "всплывает" над дорогой на "водяной подушке", теряя частично (рис. 2б) или полностью (рис. 2в) контакт с дорогой.