Загальні положення. Поверхні, що деформуються - поверхні ґрунтових доріг, які бувають в сухому і вологому стані

Поверхні, що деформуються - поверхні ґрунтових доріг, які бувають в сухому і вологому стані. Стан таких поверхонь впливає на прохідність автомобілів.

При русі по ґрунтах, що деформуються, між граничною тяговою силою на провідних колесах і силою опору руху автомобіля повинне бути певне співвідношення. Чим воно більше, тим краще прохідність. Пробуксовування має місце при ковзанні колеса по дорозі або зрізі ґрунту, коли до ведучих коліс прикладені значні крутні моменти.

Сила тяги, що розвивається, обмежується умовою зчеплення: сила тяги повинна бути рівна або менше сили зчеплення.

При русі автомобіля по поверхні, що деформується, з малою швидкістю прохідність може бути представлена залежністю [2, 3]

, (2.1)

де G_a - вага автомобіля, кг;

G_вед. - вага, що доводиться на провідні колеса, кг;

φ - коефіцієнт зчеплення;

f - коефіцієнт опору коченню коліс автомобіля;

i - подовжній ухил поверхні, %.

Якщо G_a = G_вед., те рівняння можна записати так

. (2.2)

Якщо G_a ≠ G_вед., то

. (2.3)

З рівнянь виходить, що для підвищення прохідності автомобілів необхідно прагнути до зменшення коефіцієнта опору коченню за умови достатнього зчеплення колеса з поверхнею.

При значенні >0,20 прохідність можна вважати хорошою; при значенні (0,10 – 0,20) – задовільною; при значенні (0,05-0,10) – скрутною; при (0–0,05) – незадовільною.

Коефіцієнт опору коченню колеса по ґрунту, що деформується, визначається

, (2.4)

де Р_f - сила опору коченню колеса, Н;

G_к - навантаження на колесо, Н.

Відношення, що визначає залежність сили опору коченню колеса від основних параметрів колеса і ґрунту, має наступний вигляд

, (2.5)

де G_к - навантаження на колесо, кг;

p₀ - тиск повітря в шинах, кгс/см²;

D - зовнішній діаметр колеса, см;

С - коефіцієнт здатності ґрунту, що несе.

У приведеному відношенні перший доданок є опір коченню в результаті деформації колеса, а друге – в результаті деформації ґрунту під колесом, що деформується.

Утворення колії і опір коченню характеризується середнім питомим тиском колеса на грунт, величина якого визначається розмірами колеса, навантаженням на нього і тиском повітря в шині.

Оскільки каркас шини має деяку жорсткість, то частина навантаження G_к передається на грунт самим каркасом і питомий тиск на грунт буде більший, ніж внутрішній тиск повітря в шині. Жорсткість каркаса залежить від його конструкції, форми профілю шини і тиску повітря.

При коченні по м'якому грунту величина середнього питомого тиску визначатиметься співвідношенням жорсткостей грунту і пневматичної шини. Якщо жорсткість шини більше жорсткості грунту, то шина занурюється у грунт, залишаючись круглою, подібно до жорсткого колеса. При цьому в роботу вступають бічні поверхні шини, і питомий тиск може бути нижче, ніж тиск повітря в шині.

Значне зниження питомого тиску досягається за рахунок деформації шини, яка відбувається, коли жорсткість шини менше жорсткості грунту.

При русі автомобіля по поверхні, що деформується, енергія витрачається, в основному, на утворення колії, і на подолання сил тертя коліс об стінки колії, опору грунту зрізанню і сил налипання грунту.

Потужність, що витрачається на рух по грунтах, що деформуються, визначається по формулі

, (2.6)

де G_а – вага автомобіля, кг;

υ_а – швидкість поступального руху автомобіля, км/год.;

f – коефіцієнт опору кочення по грунту, що деформується.