Теперь пойдут задачки посерьёзнее. Авторы Билетов хотят выяснить, знаете ли вы, какие силы могут действовать на автомобиль в процессе движения, что такое занос автомобиля, как в него не попасть и как из него выбраться, если уж занос случился.
На сухой дороге колёса надёжно держатся за дорожное покрытие, и центробежная сила не может снести автомобиль.
Какова адгезия шины?
Захват шин - это трение между двумя поверхностями, например, резиной шины и поверхностью земли. В любом случае это не стабильное значение, оно зависит от температуры, давления и, более того, от скользкой почвы. Что-то любопытное в том, что максимальный уровень сцепления достигается, когда шина скользит немного. Почему это происходит? Давайте посмотрим на это явление более внимательно. Жевательная резинка взаимодействует с почвой очень определенным образом. Адгезия происходит, когда молекулы каучука вступают в непосредственный контакт с почвой.
Но зато может его перевернуть!
И вот, что ещё важно знать водителю. Самое низкое расположение центра тяжести – у пустого автомобиля. При полной нагрузке (с грузом в багажнике и пассажирами в салоне) расположение центра тяжести существенно увеличивается.
Гум - это полимер, а асфальт - кристаллическая структура. Когда обе структуры находятся с высокой скоростью, молекулы каучука меняются. Некоторые суставы сломаны, новые созданы и этот процесс циклически повторяется, пока одна поверхность движется вдоль другой. Разрыв и прессование молекулярных связей поглощают энергию, называемую, точно, силой сцепления.
Наибольшая адгезия дается пределу скольжения
Когда разность скоростей высокая, явление адгезии в значительной степени зависит от гистерезиса, обусловленного деформацией поверхности шины. В результате этого процесса некоторые части резины подвергаются сжатию и другому растяжению. Для того чтобы расширение было возможным, атомы резины должны перемещаться относительно друг друга. Этот процесс должен сопровождаться трением, создаваемым нагревом шины. Этот процесс поглощает энергию, очень похожую на адгезию, только в этом случае называется внутренним трением.
А центробежная сила как раз и приложена к центру тяжести автомобиля, и при прохождении поворота это необходимо учитывать.
С грузом и пассажирами вероятность опрокинуться выше!
Задача 34
А теперь вспоминаем курс школьной физики:
Итак, когда увеличится хватка шины? Мы достигаем идеального сцепления с моментом, когда мы доходим до предела, когда шина скользит по земле, резиновая смесь мягкая, а земля гладкая и горячая. Затем при контакте с поверхностью преобладает адгезионная сила, которая отвечает за эффект склеивания резины с асфальтом.
Вернемся к автомобилю, который с высокой скоростью проводит кривую. Чем быстрее мы идем, тем больше центробежная сила, которая будет влиять на нее. Через пружины и амортизаторы мы смягчаем сильные движения, автомобиль приводит свою массу в колеса, увеличивая таким образом давление на землю. Адгезия является, по существу, продуктом трения шины с землей. По существу, адгезия шины представляет собой продукт трения шины на земле и давление, оказываемое на нее. Это давление увеличивается на кривых, как эффект центробежной силы, которая переносит вес автомобиля на внешние колеса.
Центробежная сила прямопропорциональна массе автомобиля, прямопропорциональна квадрату скорости и обратно пропорциональна радиусу поворота.
Если скорость увеличить в два раза , центробежная сила увеличится в четыре раза.
И наоборот, если скорость уменьшить в три раза , центробежная сила станет меньше в девять раз!
Приверженность гоночных шин
Хотя для получения хороших результатов коэффициент трения между шиной и асфальтом должен быть одинаково высоким. Особенно, если учесть, что вся центробежная сила должна компенсироваться адгезией поверхности размером открытки. Важность захвата - это то, что гонщики знают очень хорошо, что во многих случаях они видят в шинах способ улучшить время на каждом круге. Некоторые люди считают, что на шины приходится 75% ответственности за адаптацию автомобиля к дорожке. В следующем месте появятся амортизирующие системы, баланс тормозов и положение коробки передач.
Задача 35
Задача 36
С радиусом поворота тоже всё понятно – чем больше радиус поворота (то есть, чем меньше кривизна поворота), тем меньше центробежная сила.
Что интересно! Даже не зная о существовании этой формулы, в жизни мы поступаем строго в соответствии с ней – перед входом в поворот снижаем скорость, а, проходя поворот, стараемся по максимуму «спрямить кривую», то есть по возможности стараемся увеличить радиус поворота. Такие действия подсказывает нам вестибулярный аппарат, заложенный в нас Создателем.
Потому что, какова сила и скорость, если их нельзя отнести к кривым? Зная это, производители шин пытаются получить хорошую смесь шин, так что при определенных условиях их продукт достигает максимально возможных параметров. Конечно, каждый параметр является результатом обязательства, учитывая, что высокая адгезия шины и динамизм не попадают в пары. В качестве примера, жесткие шины характеризуются большим расстоянием, которое можно использовать, не меняя их, хотя в обмен на меньшее сцепление. С другой стороны, прилипшая шина очень мягкой смеси проходит очень быстро, требуя большей работы при высоких температурах.
А что будет, если в процесс прохождения поворота нажать на педаль тормоза?
При любом торможении вес автомобиля переносится на передние колеса. То есть передние колёса крепко прижимаются к дороге, а задние колёса наоборот стремятся оторваться от дороги.
Необходимо помнить, что производители спортивных шин имеют простую работу, так как условия работы таких шин очень специфичны, каждая смесь имеет оптимальный температурный диапазон, после которого либо он сразу же разрушается, либо не будет прилипающим. Также очевидна вышеупомянутая связь между динамизмом и сцеплением с шиной, и никто не заботится о том, чтобы быстро наклеивалась более липкая шина. Если появляется дождь, водитель немедленно меняет шины на дождь, более того, если дождь не интенсивный, используются шины для перехода.
Приверженность гражданских шин
Производителям гражданских шин намного сложнее, поскольку они должны сочетать высокую адгезию шины, требуемую пользователями с максимальной долговечностью. Более того, шины должны хорошо работать в условиях дождя и с широким диапазоном рабочих температур. Команды инженеров, чтобы удовлетворить потребности своих клиентов, производят в течение многих лет смеси и формы протекторов, которые являются компромиссом между всеми вышеупомянутыми характеристиками. На практике нет идеальных универсальных шин, которые хорошо работают во всех условиях.
В такой ситуации достаточно небольшого бокового усилия, чтобы задняя ось автомобиля начала вращаться вокруг передней оси.
Это явление называют заносом автомобиля .
Откуда возьмется это боковое усилие? К величайшему сожалению оно обязательно возьмется, и причин для этого предостаточно. Чего стоит только одна центробежная сила!
Адгезия шин и безопасность дорожного движения
Множественные призывы внимания производителей, чтобы использовать зимние шины, не без основания. Создание шин, которые могут работать в таком высокотемпературном диапазоне, просто невозможно. Скептики комментируют тот факт, что до того, как был снег и низкие температуры, люди «управляли». В какой-то мере это верно, однако мы должны помнить, что технология, доступная для создания резиновых смесей, была ограниченной, и плохие параметры при низких температурах были подвержены им. То есть, у каждого водителя была небольшая хватка на дороге, и сегодня?
При прохождении любого поворота на автомобиль обязательно действует центробежная сила, приложенная к центру тяжести машины.
Поскольку передние колёса всегда лучше держат дорогу (они нагружены тяжёлым двигателем), то, как правило, центробежная сила сдвигает в сторону заднюю ось. Происходит занос автомобиля при прохождении поворота.
Только представьте, что перед нами автомобиль, оснащенный зимними шинами, внезапно останавливается. Он имеет гораздо более устойчивые шины, чем наши: это не сложно для аварии. Было бы бесполезно ездить осторожно или оставить безопасное расстояние с автомобилем впереди, потому что в достаточном пространстве, которое остается, в любой момент может попасть владелец зимних шин.
И книга Гиннеса подтвердила нарушение мировой автомобильной записи цикла. Мы говорим, что есть сила, когда тело оказывает тянущее или толкающее действие на другое тело. Поэтому, чтобы иметь силу, должно быть два тела: одно, что делает, и другое, которое получает силу. Это возникает из-за инерции тел. И, конечно же, вы уже почувствовали инертность своего собственного тела, когда, путешествуя на машине, сделали кривую.
Если сейчас со страху тормозить, к центробежной силе добавятся ещё две – тормозящее усилие передних колёс, и сразу же возникающая сила инерции.
Глядя на рисунок, должно быть понятно, что сейчас машину выбросит на обочину и там она обязательно перевернётся.
На кривой мы приходим к наклонному телу в противоположном направлении к центру. Но поверьте мне: на повороте, на самом деле, никто не выталкивает ваше тело. Поэтому, будучи физически строгим, нет центробежной силы, толкающей ваше тело в радиальном направлении и в противоположном направлении к центру кривизны. Но заставляет вас обмениваться с автомобилем, к счастью, не позволяйте этому случиться. В солидарности с транспортным средством вы завершаете кривую вместе с ней. Эти силы, действующие на ваше тело, составляют то, что мы называем Физикой как результат центростремительного.
Поэтому тормозить в процессе поворота крайне нежелательно. Снижать скорость нужно до входа в поворот, а сам поворот следует проходить, что называется, «в натяжку».
То есть на педаль газа давим, но очень несильно так, чтобы автомобиль проходил поворот и без замедления, и без ускорения. В этом случае никакие силы (кроме центробежной) на автомобиль не действуют, а саму центробежную силу мы уменьшили до безопасного предела, снизив скорость до входа в поворот.
Так что, на самом деле, вас тянет во время кривой. Но тяга радиальная и к центру кривой, а не от нее! Лишь в кадре автомобиля вы чувствуете, что свалили с кривой. Вы видите тонкость ситуации? В этом случае, поскольку автомобиль ускоряется, и законы Ньютона работают только для инерциальных ссылок, то есть без ускорения, очень часто возникает путаница между полученной центростремительной и центробежной силой, если мы примем автомобиль в качестве эталона.
Для него ощущение вполне реальное, потому что, когда он пересекает почти круговую траекторию, в вертикальной плоскости, он обменивается силой с сиденьем скамейки, где он сидит. И это буквально больше погружается в сиденье во время маневра, как если бы оно было тяжелее. Это происходит в каждой точке трека, даже в самой высокой точке траектории. Но подумайте: если он действительно тяжелее, в самой высокой точке траектории он должен иметь меньше контактов с сиденьем, то есть он меньше опустится на сиденье, согласен ли он?
Задача 37
Необходимо понимать – для того чтобы создались условия для заноса автомобиля,
вовсе не обязательно двигаться по криволинейному участку дороги.
Занос автомобиля может произойти и на прямолинейном участке, и порой для этого достаточно просто тормознуть или, наоборот, резко нажать на педаль газа, или резко вывернуть рулевое колесо при объезде препятствия.
Это больше утонет, потому что контакт с банком увеличился. И здесь чувствуется тяжелее. Подобным образом, автомобиль также застревает на трассе. Во время маневра ваши пружины и амортизаторы становятся более деформированными. Чем больше эффект на автомобиль, тем ниже риск потери контакта с дорожкой и, следовательно, большая безопасность при маневрах. Что-то похожее на то, что происходит с пилотами истребителей в радикальных маневрах или космонавтами при полном взлете их кораблей или в возможных маневрах, крутых в пространстве.
Каково минимальное значение скорости для завершения цикла?
Второй закон Ньютона, примененный к центростремительному результату, предусматривает, что. В той степени, в которой автомобиль может потерять контакт с дорожкой, первым шагом к трагическому падению нормальная сила контакта будет стремиться к нулю. Математика помогает нам по логике понять, что значение минимальной скорости не зависит от массы т тела, которая выполняет петлю, в этом случае автомобиль. Математика - супер инструмент в служении физике! Поскольку мы знаем значение локальной силы тяжести, а также значение радиуса дорожки, которое соответствует половине его высоты или диаметра, мы можем найти минимальную скорость автомобиля для безопасного завершения цикла.
И что делать, если начинается занос?
Ответ очень простой – надо немедленно избавиться от причины, вызвавшей занос!
1. Занос автомобиля может произойти при резком торможении.
При торможении автомобиль тащит вперёд одна единственная сила – сила инерции. И приложена эта сила к центру тяжести автомобиля.
В этой ситуации автомобиль будет практически потерять контакт с дорожкой! Гораздо разумнее иметь скорость больше, чем минимум, потому что «до того, как будет слишком много скорости», чтобы завершить маневр! Но было бы неразумно иметь слишком высокую скорость. Это затруднит проникновение автомобиля в узкую полосу, а также на то, чтобы автомобиль находился в том же положении, что и у пилота было бы гораздо меньше времени для реагирования на любую чрезвычайную ситуацию.
Анализируя видео, вы можете видеть, что машина работает. Но это не кажется абсурдно высокой скоростью. Посмотрите видеоролик для себя и дайте мне знать, согласитесь ли вы со мной. Чтобы сделать петлю, автомобиль достигает высокой скорости, но ничего абсурдного, в пределах стандартов автомобиля, хотя и спортивный.
А сопротивляются силе инерции целых четыре силы, а именно, тормозящие усилия четырёх колёс автомобиля. При этом основная нагрузка ложится на тормозные механизмы передних колёс (не зря передние тормозные колодки изнашиваются быстрее задних).
Итак, при торможении задние колёса слабо прижаты к дороге и потому склонны к блокировке. Достаточно резко нажать на педаль тормоза, и вот они уже не катятся, а скользят, потеряв сцепление с дорожным покрытием. В этом случае практически всё торможение осуществляется только передними колёсами.
Можете ли вы выяснить, какова фактическая скорость автомобиля во время маневра? Предположим, что это ощущение прироста веса произошло в критической точке, то есть в самой высокой точке траектории. Следующая иллюстрация делает эту идею явной. А счет спина находится справа от спидометра.
Другим читателям блога
Таким образом, указатель, который мы видим, должен быть спидометра. У меня много читателей блога, которые являются учителями физики. Часто коллеги приезжают сюда, чтобы искать вдохновение для тестовых вопросов или дополнительных упражнений для работы со своими учениками в классе. Очень приятно делиться хорошими идеями контекстуализированной физики с теми, кто интересуется хорошей наукой! Теперь, когда мы расширили наши знания о том, как извлечь максимальную хватку шины для ускорения и эффективного торможения, настало время использовать это знание для поворота.
А теперь представим, что левое переднее колесо тормозит эффективнее правого. Этому может быть множество причин – например, различное давление в шинах, или слева асфальт сухой, а справа влажный. Да порой достаточно, чтобы одно из колёс катилось по дорожной разметке, а другое по асфальту!
В этом случае при торможении сразу же возникает момент сил, стремящихся развернуть автомобиль.
В результате левая часть автомобиля начинает двигаться медленнее, чем правая. Происходит занос задней оси автомобиля или просто занос автомобиля.
Если сейчас не прекратить торможение, дальнейшее движение будет напоминать движение камня, брошенного на лёд – камень крутится-вертится, но летит по прямой туда, куда его тащит сила инерции.
Первая естественная реакция неопытного водителя – давить на тормоз ещё сильнее. Как вы понимаете, это означает, что занос будет продолжаться. Изменить ситуации может обратное действие – убрать ногу с педали тормоза.
Убрали ногу с педали тормоза, и сразу же исчез момент сил, разворачивавших автомобиль (колёса свободно катятся). Но сила инерции никуда не делась, она по-прежнему тащит автомобиль вперёд!
Не беда, поворачиваем рулевое колесо в сторону заноса и выравниваем траекторию движения автомобиля.
(Сравните этот рисунок с верхним. Видите, как на этом рисунке водитель повернул передние колёса в сторону заноса).
Примечание. Как мы уже определились, занос автомобиля – это занос именно задней оси. Задние колеса стремятся сблизиться с передними. В этом случае, выравнивая автомобиль, водитель поворачивает рулевое колесо навстречу приближающимся задним колёсам.
Это и принято называть «поворот рулевого колеса в сторону заноса ».
Задача 38
2. Занос автомобиля может произойти при резком ускорении.
При разгоне расклад сил прямо противоположный.
Теперь сила инерции направлена назад, а вперёд автомобиль тянут ведущие колёса. И если ведущие колёса надёжно держат дорогу (не буксуют), то и автомобиль ведёт себя идеально, послушно выполняя все желания водителя.
Однако нет никакой гарантии, что левые и правые колёса всегда держатся за дорогу абсолютно одинаково. Мы уже упоминали о возможной разнице давления в шинах, или, скажем, слева проезжай часть сухая, а справа влажная.
Поэтому занос можно получить не только при торможении, но и при ускорении.
Достаточно резко нажать на педаль газа (особенно на скользком покрытии) и ведущие колёса начнут вращаться с пробуксовкой. А любое проскальзывание колёс – это потеря сцепления с дорогой.
Если ведущие колёса задние, занесёт заднюю ось.
Если ведущие колёса передние, снесёт в сторону передок.
Так что во всех случаях рецепт один – необходимо избавиться от причины вызвавшей занос ,
то есть в данном случае – уменьшить нажатие на педаль управления подачей топлива.
Задача 39
3. Занос автомобиля может произойти при резком повороте рулевого колеса.
Иногда водителям приходится резко вильнуть при объезде препятствия.
Представим, что водитель, двигаясь со скоростью 60 км/ч, в последний момент решил объехать канализационный люк.
Но ведь резкий поворот направляющих колёс это тоже своеобразное торможение. В прямом направлении скорость автомобиля резко падает, и машина заметно приседает на передние колёса.
А раз есть торможение, сразу же появляется сила инерции, при этом корпус автомобиля уже развёрнут – идеальные условия для заноса!
Летом на сухом асфальте ничего страшного не случится, просто машину качнёт туда-сюда при объезде препятствия.
Но зимой на скользкой дороге занос гарантирован. Более того – в следующее мгновение скользить будут все четыре колеса.
Да и летом, если скорость под сотню, события будут развиваться точно так же.
Что делать?
Да всё то же самое. Как только водитель почувствовал, что автомобиль уходит в занос, надо немедленно избавиться от причины, вызвавшей занос . И теперь уже бог с ним, с этим люком.
Быстро (но плавно!) поворачиваем рулевое колесо в сторону заноса.
Передние колёса «цепляют» дорогу (перестают скользить), управляемость автомобиля восстанавливается, и машина послушно возвращается на свою полосу.
Задача 40
Пришло время поговорить о различии в управлении переднеприводным автомобилем и заднеприводным.
И тот, и другой совершенно одинаково уходят в занос. Но вот выбираются из заноса по-разному. Связано это с тем, что задние колёса толкают автомобиль, а передние – тянут автомобиль.
Представьте человека, который привязал к спинке санок палку и пытается ею толкать эти санки.
Ведь они тут же начнут складываться влево или вправо. То есть по аналогии с автомобилем заднюю ось будет заносить толкающее усилие.
Если же человек догадается привязать палку или просто веревку спереди и потянет санки, то они будут следовать за ним, как нитка за иголкой без всяких заносов.
Именно этим и отличается передний привод от заднего. Если задние колёса толкают массу, расположенную перед ними, то передние колёса тянут массу, расположенную после них.
Именно поэтому, выходя из заноса на заднем приводе, мы плавно уменьшаем нажатие на педаль газа , пытаясь усмирить центробежную силу и восстановить управляемость автомобиля.
И именно поэтому на переднем приводе, мы слегка увеличиваем нажатие на педаль газа , чтобы передние колёса вытащили нас из заноса.
Как выходить из заноса на заднем приводе.
Итак, на повороте возник занос задней оси автомобиля (задние колёса скользят по дороге, и центробежная сила несёт их на обочину). И именно задние колёса у нас ведущие .
Если сейчас добавить крутящий момент на ведущие колёса (то есть нажать на педаль газа) ситуация только усугубится – мало того, что задние колёса скользят, так теперь ещё и буксуют, и сцепление с дорогой потеряно окончательно.
В то же время нельзя и нажимать на педаль тормоза или резко бросать газ – в этом случае к центробежной силе добавиться ещё и сила инерции, и это только усилит занос.
Вспоминаем наш общий универсальный принцип – надо избавиться от причины, вызвавшей занос.
А заносит нас центробежная сила. Ну, совсем-то от неё избавиться невозможно, но можно её уменьшить, если снизить скорость.
Только снижать скорость нужно плавно, слегка уменьшая подачу топлива, одновременно поворачивая рулевое колесо в сторону заноса.
После того как управляемость автомобиля восстановится, завершаем поворот.
Задача 41
Как выходить из заноса на переднем приводе.
И опять на повороте возник занос задней оси автомобиля. Только на этот раз автомобиль переднеприводной .
Как вы думаете, если сейчас повернуть рулевое колесо в сторону заноса и добавить крутящий момент на ведущие колёса , вытянут ли передние колёса нас из заноса?
А ведь, пожалуй, и вытянут!
Только помните!
Наращивать давление на педаль газа нужно слегка, очень плавно и очень осторожно, не допуская пробуксовки передних колёс. Как же они будут тянуть, если начнут буксовать?
Задача 42
Задача 43
Современные автомобили снабжены всевозможными устройствами, помогающими водителю избегать неприятностей на дороге.
К числу таких умных устройств, прежде всего, относится АБС – антиблокировочная тормозная система.
Однако следует знать, что антиблокировочная система очень хороша только на прямолинейных участках. При торможении она так умело перераспределяет тормозное усилие по колёсам автомобиля, что все четыре колеса всегда надёжно держатся за дорогу. А это, в свою очередь, исключает занос автомобиля.
Но против бокового усилия, то есть против центробежной силы, возникающей на повороте, АБС бессильна.
На сухом покрытии центробежная сила может попросту опрокинуть автомобиль.
На скользком покрытии та же центробежная сила может легко занести заднюю ось автомобиля…
… или даже полностью снести автомобиль с дороги. И тут никакая АБС не поможет.
the-cars.ru
Независимо от того, движется автомобиль, или он неподвижен, на него действует сила тяжести (вес) , направленная отвесно вниз. Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равная ей и направленная вверх действует сила реакции дороги.
Равнодействующая этих сил размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. Чем ближе к одной или другой оси центр тяжести, тем большей будет нагрузка на эту ось.
На груженых легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется поровну. Большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль.
Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы, одна из которых прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль.
Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.
Сила инерции движения – величина, которая состоит из силы, необходимой для ускорения движения, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля. Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги. Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги ведущих колес), то колеса пробуксовывают.
Сила сцепления с дорогой
зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора.
Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния: наличие влаги, грязи, снега, льда.
| № п/п | Покрытие дороги | Коэффициент сцепления на сухой поверхности | Коэффициент сцепления на мокрой поверхности |
| 1 | Асфальтобетонное | 0,70 - 0,80 | 0,30 - 0,40 |
| 2 | Щебенчатое | 0,60 - 0,70 | 0,30 - 0,40 |
| 3 | Булыжное | 0,50 - 0,60 | 0,30 - 0,35 |
| 4 | Грунтовые дороги | 0,50 - 0,60 | 0,30 - 0,40 |
| 5 | Глина | 0,50 - 0,60 | 0,20 - 0,40 |
| 6 | Песок | 0,50 - 0,60 | 0,40 - 0,50 |
| 7 | Уплотненный снег | 0,20 - 0,30 | - |
| 8 | Обледенелая дорога | 0,08 - 0,10 | - |
На дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления резко уменьшается, если на поверхности имеется влажная грязь, пыль. В жаркую погоду на асфальте появляется маслянистая пленка из выступающего битума, которая снижает коэффициент сцепления.
Уменьшение коэффициента сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости движения на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием с 30 до 60 км/час, коэффициент сцепления уменьшается на 0,15.
Сила сопротивления качению – сила, затрачиваемая на:
- деформирование шины и дороги;
- трение шины о дорогу;
- трение в подшипниках ведущих колес.
Сила сопротивления воздуха – величина этой силы зависит от формы или обтекаемости автомобиля, относительной скорости движения и плотности воздуха.
Значение коэффициента лобового сопротивления и лобовая площадь определяется заводом-изготовителем. Изменение этих параметров может произойти из-за установки на кузове-кабине автомобиля разных вспомогательных устройств: дополнительное зеркало заднего вида, багажник на крыше автомобиля.В большинстве случаев это отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах автомобиля.
Установка на крыше автомобиля багажника и езда с ним без груза увеличивает силу сопротивления воздуха настолько, что расход топлива возрастает на 5% – 10% .
Особенно опасно изменение обтекаемости автомобиля при его движении. Если при движении автомобиля со скоростью более 80 км/час открыть, а затем захлопнуть боковую дверь, то весьма вероятна, даже на сухой дороге, потеря автомобилем курсовой устойчивости.
Сила сопротивления подъему
– зависит от веса автомобиля и угла подъема.
Опрокидывающая сила – действует на автомобиль при торможении и разгоне.
Разгон, ускорение, накат, торможение.
Ускорением называется прирост скорости за единицу времени. Если мощность двигателя, затраченная на приведение во вращение ведущих колес автомобиля и преодоление сил трения больше, чем суммарная сила сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться с ускорением, то есть разгоном. В этом случае можно говорить о том, что крутящий момент на двигателе будет увеличиваться, что и вызовет разгон автомобиля.
Во время движения накапливается определенный запас кинетической энергии и автомобиль приобретает инерцию. Благодаря инерции автомобиль может двигаться накатом. Это происходит тогда, когда двигатель отсоединяется от трансмиссии, а его дальнейшее движение происходит за счет кинетической энергии, накопленной при разгоне.
Торможение
как вид изменения движения – это снижение скорости движения, которое может осуществляться по различным причинам и разными способами. Основными видами снижения скорости движения являются:
- Снижение скорости за счет потери инерции – при движении на подъеме, при движении накатом;
- Торможение двигателем – когда крутящий момент на двигателе уменьшается (убираем ногу с педали «Газ»), и при включенном сцеплении это вызывает снижение скорости движения автомобиля.
- Торможение тормозной системой – снижение скорости с использованием тормоза.
Устойчивость в движении.
Само понятие устойчивости или устойчивого движения автомобиля определяется его способностью сохранять постоянный контакт всех колес с дорогой при отсутствии бокового скольжения. Автомобиль может потерять устойчивость под действием центробежной и разворачивающей силы.
Центробежная сила
– возникающая во время движения автомобиля на повороте и направленная в сторону, противоположную приложенной центростремительной силы. Если центробежная сила не превышает центростремительную силу, то автомобиль движется по устоявшейся кривой поворота. Если же центробежная сила превышает центростремительную силу, то автомобиль выбрасывает с дороги по результирующему вектору, направленному от центра поворота.
Разворачивающая сила является следствием несоответствия силы инерции движения и коэффициенту сцепления колес с дорогой. В этом случае она будет направлена в сторону колес с меньшим коэффициентом сцепления, а рычагом разворота автомобиля будет его база. Центром вращения (разворота) будут колеса с большим коэффициентом сцепления.
Результатом действия этой силы будет возникновение бокового заноса автомобиля, а в некоторых случаях, кроме того бокового вращения.
В большинстве случаев скользят колеса заднего моста, но с этим можно и нужно бороться. Причинами возникновения бокового заноса чаще всего на скользкой дороге является разгон и торможение. Поэтому для предотвращения тяжелых последствий начинающегося заноса необходимо прекратить начатый разгон или торможение. Необходимо помнить, что при торможении ВСЕГДА задние колеса разгружаются, коэффициент их сцепления с дорогой уменьшается тем больше, чем сильнее мы тормозим! При таком торможении они более всего подвержены блокировке, а автомобиль начинает движение юзом (с заблокированными колесами). При движении юзом автомобиль ВСЕГДА становится неуправляемым, так как невозможно осуществить поворот не вращающимися управляемыми колесами, а при заблокированных колесах тормозной путь ВСЕГДА (в том числе и на сухой дороге) увеличивается !
Если не принять своевременных мер для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него он, как правило, переходит в неуправляемое боковое вращение. Это гораздо опаснее бокового заноса.
Для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него нужно повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Как только амплитуда заноса станет уменьшаться нужно плавно, опережающими действиями, вернуть рулевое колесо в нейтральное положение, а при необходимости, когда занос пойдет в обратную сторону, и в сторону, противоположную другой амплитуде заноса. Дополнительно:
- на заднеприводных автомобилях плавно уменьшить подачу топлива (плавно убрать ногу с педали «Газ»)
- на переднеприводных автомобилях наоборот, плавно увеличить подачу топлива.
Помимо бокового заноса в повороте на скользкой дороге может возникнуть боковое скольжение . Если при боковом заносе от прямолинейного движения уходит одна, как правило, задняя ось, то при боковом скольжении автомобиль уходит от траектории движения (кривой поворота) всем корпусом (всеми колесами). Да и причины возникновения бокового скольжения иные. Оно возникает тогда, когда водитель повернет управляемые колеса на угол больший, чем способен повернуть автомобиль при текущем коэффициенте сцепления и действующем крутящем моменте на колесах. Особенно ярко это проявляется в повороте с торможением. Для прекращения бокового скольжения необходимо увеличить траекторию движения, и плавно уменьшить подачу топлива.
Во всех случаях возникновения бокового заноса или бокового скольжения, для вывода автомобиля из этих ситуаций водитель должен пользоваться только рулем и педалью «Газ». Запомните: НИКОГДА не нажимать на педаль тормоза, как бы Вам этого не хотелось, не выключать сцепление, и не переключать передачи. Это ВСЕГДА только ухудшает ситуацию!
Влияние центробежной силы на движение автомобиля в повороте столь велико, что водитель просто обязан четко представлять, как действует эта сила на автомобиль. Она будет тем больше, чем больше будет скорость движения, и чем на больший угол будут повернуты управляемые колеса (когда траектория движения будет очень крутой).
Следовательно, влияние этой силы можно уменьшить, зная, чем она вызвана.
Для этого необходимо заблаговременно, до входа в поворот, уменьшить скорость движения до безопасной, а поворот проходить по более пологой кривой, уменьшив угол поворота управляемых колес.
При движении с прицепом нужно помнить о том, что на прицеп большее воздействие оказывает центростремительная, а не центробежная сила. Именно центростремительная сила перемещает прицеп к центру поворота.
Четкое представление водителем того, как поведет себя, управляемый им автомобиль в сложной ситуации, облегчает управление им, предотвращая ДТП.
