Силы, действующие на лесовозный поезд

При движении автомобиля на его ведущих колесах в месте контакта с дорогой возникает внешняя со стороны дороги реакция, которую называют касательной силой тяги. Она направлена вдоль дороги по касательной к колесу в сторону движения. С другой стороны движению автомобиля препятствуют всякого рода силы сопротивления, к которым относят основное сопротивление движению, действующее всегда, и дополнительные силы сопротивления, возникающие только в том случае, когда автомобиль (поезд) движется на уклоне, на кривой и т. д. Таким образом, во время движения автомобиля действуют следующие силы: сила тяги , силы сопротивления W и вес автомобиля Q _бр.

Касательная сила тяги может быть определена по мощности двигателя:

, (3.1)

где – мощность номинальная двигателя, кВт; – коэффициент полезного действия силовой передачи; – коэффициент, учитывающий расход мощности двигателя на вспомогательные нужды (компрессор, генератор и т. д., = 0,92…0,95); – коэффициент, учитывающий фактическое неполное использование мощности двигателя автомобиля, = 0,85…0,9.

Для реализации силы тяги на ведущих колесах (приводных) необходимо, чтобы между ними и дорогой было надежное сцепление (иначе колеса будут буксовать). Это требование выражено зависимостью

, (3.2)

где – коэффициент продольного сцепления ведущих колес с дорогой (для летних условий = 0,25…0,3); – ускорение силы тяжести, м/с²; – сцепная масса (нагрузка) автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса, т.

Сила называется сцепной силой тяги, Н, ограничивает силу тяги по мощности двигателя. При тяговых расчетах сравнивают силы и и в дальнейшем принимают меньшую из них.

График функций (3.1) и (3.2) называется тяговой характеристикой автомобиля (рис. 3.1), которая находит широкое распространение в тяговых расчетах автотранспорта.

Рис. 3.1. График тяговой характеристики автомобиля

Силы сопротивления движению. Различают основное и дополнительное сопротивление. Основное постоянно действует при движении, к нему относят силы, возникающие в результате деформации шин, трением во вращающихся частях автомобиля, трением качения колес по дороге. Дополнительное возникает в отдельных случаях: сопротивление движению, возникающее при трогании с места, при движении на уклон, на кривых и т. д.

Учитывая, что все силы сопротивления движению возрастают или уменьшаются пропорционально массе поезда, относят к массе поезда и называют удельным сопротивлением движению, т. е.

, (3.3)

где – удельное сопротивление движению автомобиля (автопоезда), Н/т; W – полное сопротивление движению, Н; () – масса автомобиля (автопоезда), т.

На автомобильных дорогах в зависимости от типа покрытия колеблется от 500 Н/т (грунтовая дорога) до 300 Н/т (гравийная дорога) и 200…250 Н/т (железобетонное покрытие). Одним из видов сопротивления движению является сопротивление воздушной среды, которое определяют по эмпирической формуле:

, (3.4)

где – полное сопротивление воздушной среды, Н/т; – коэффициент, учитывающий обтекаемость автомобиля; – скорость движения автомобиля, м/с. Значение = 0,28…0,30 – для нагруженного автопоезда и = 0,06…0,075 – для одиночного грузового автомобиля.

Сопротивление движению от уклона пути равно самому уклону, т. е. если уклон = 10‰, то сопротивление движению будет равно 10 кг/т, или 100 Н/т.

Сопротивление от кривой, Н/т, определяют по эмпирической формуле в зависимости от радиуса кривой:

, (3.5)

где – ускорение свободного падения, м/с²; – радиус кривой, м (при > 250 м величиной можно пренебречь).

Тормозная сила возникает в результате прижатия тормозных колодок к тормозным барабанам, т. е это искусственная сила сопротивления движению. Полное значение ее, Н, определяется по формуле

, (3.6)

где – продольный коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорогой; – масса поезда с грузом, т.

Удельная тормозная сила равна

. (3.7)