2. Dynamika koła samochodowego

Stany podstawowe obciążenia koła, bez działania siły bocznej.

1. koło swobodne toczące się (nieobciążone momentem) pod działaniem siły F_K przyłożonej do osi koła.

Równanie momentów względem pkt. 0

- jest to siła skierowana przeciwnie do ruchu, a więc będąca oporem ruchu

stąd

siła oporów ruchu zwana siłą oporu toczenia

f - współczynnik oporów toczenia omawiany szczegółowo w rozdziale o oporach ruchu.

Wypadkowa reakcji stycznych równa jest sile oporu toczenia i daje moment równoważący moment oporu
.

2. koło napędzane (bez działania siły bocznej) przyłożonym momentem obrotowym - M_k

F_k - siła powstająca w osi obrotu oddziaływująca na koło sam. przeciwna do kierunku ruchu.

- moment oporu toczenia

- obwodowa siła napędowa

Równanie moment względem pkt. 0

Wypadkowa reakcji stycznych jest różnicą pomiędzy siłą napędową, a siłą oporów toczenia.

3. koło hamowane (nie obciążone siłą boczną) obciążone momentem hamującym M_h

F_k - siła oddziaływania osi na koło

I_k - bieg. moment bezwładności masy koła względem osi [Nm/s²]

Równanie momentów względem punktu O

lub

2.1. Koło toczące się pod wpływem momentu M_k (napędowego lub hamującego), nie obciążone siłą boczną.

Pod wpływem momentu M_k w osi obrotu powstaje siła pozioma oddziałująca na koło i skierowana przeciwnie do ruchu. Środek śladu nie pokrywa się z osią koła lecz jest przesunięty o wielkość „c”. c+a=e.

Rozkład jednostko. Nacisków Z_k jest nieliniowy z silnym przesunięciem do przodu lub tyłu (napęd, hamowanie).

Z badań wynika, że wielkość momentu M_k ma wpływ na wartość przesunięcia e, a więc i momentu F₂⋅e

Siły obciążające koło samochodowe i rozkłady sił jednostkowych w śladzie współpracy koła z nawierzchnią.

Rozkład nacisków na osie samochodu:

	Oś przednia	Oś tylna
Sam. ciężarowe	(0,3÷0,4)G	(0,6÷0,7)G
Sam. osobowe	~0,5G	~0,5G

1. Koło pozostające w spoczynku

Rozkład nacisków w śladzie jest symetryczny. Wypadkowa reakcji pionowych działa w osi koła podobnie jak siła obciążająca G_k

2. Koło toczące się pod działaniem siły F_k przyłożonej do osi koła, nie obciążone siłą boczną.

F_u - pochodzi od przyłożonego momentu r_t=r_k

F_k - siła przyłożona do osi koła

Przy swobodnym toczeniu się elementy opony wchodzące w ślad współpracy są bardziej obciążone od tych, które ślad opuszczają. Powoduje to zniekształcenie symetryczne rozkładu nacisków i powstający moment F₂⋅e, równoważonego przez moment pochodzący od wypadkowej reakcji stycznych F_x⋅r­­­_d.

Poślizg odkształceniowy razem z poślizgiem rzeczywistym tworzą tzw. Poślizg złożony jaki występuje przy zablokowanym kole (hamowanym) lub obracającym się w miejscu (napędzanym).

Poślizg definiuje się tutaj zgodnie z przedstawioną poniżej regułą:

dla koła hamowanego

dla koła napędzanego

Różnica w odkształceniu się koła elastycznego (pozbawionego sztywności), a koła rzeczywistego powodują, że wypadkowa reakcji może być przesunięta w stosunku do osi koła.

Przy momencie napędowym będzie odwrotnie silniejsza deformacja sprężysta rozpoczęta na przedzie koła i obrót względny tarczy w stosunku do opony powoduje, że koło przebywa tą samą drogę przy większym kącie obrotu ϕ₂>e, a więc promień toczny r_z<r_k.

W kole hamowanym powoduje to rozszerzenie strefy poślizgów środkowych, w kole napędzanym stref poślizgów skrajnych przeciwnych do kierunku ruchu.

Koło hamowane

r_tgr=r_n jeszcze są poślizgi odkształceniowe M_h­ r_t>r_n występuje poślizg rzeczywisty teoretyczny r_t

r_t>r_k

Koło napędzane

r_tgr=r_d jeszcze są poślizgi odkształceniowe M_k to r_t<r_d poślizg rzeczywisty teoretyczny

r_t 0

r_t<r_k

---