3.8. Реактивные силы, вызывающие потери энергии при движении

Задние колеса при повороте обкатываются по иному следу, чем передние, и среднее число оборотов передних колес больше, чем задних. Если в полноприводном автомобиле обе оси соединены жестким валом, то колеса пробуксовывают. Возникающая при повороте сила по величине может быть больше тяговой силы и зависит от коэффициента сцепления шины с поверхностью дороги и от нагрузки на колеса. С увеличением шероховатости поверхности дороги эта сила и сопротивление качению растут и, кроме того, увеличивается износ шин. Эта сила возникает также и при наличии дифференциалов у обеих осей и устраняется лишь с помощью межосевого дифференциала. Такой дифференциал выполняет также функции делителя момента в том случае, если на одной из осей установлены одинарные, а на другой - сдвоенные шины.

Силы, вызывающие дополнительные потери энергии, всегда возникают в случае использования сдвоенных шин. При повороте каждая из них должна двигаться с различной линейной скоростью, чего не происходит вследствие жесткого крепления сдвоенных колес. Поэтому на повороте хотя бы одно из колес имеет пробуксовку, которая устраняется обычно при отскоке одного из колес от неровностей дороги. Таким образом, на неровной дороге эта проблема решается проще, чем на шоссе с хорошим покрытием. Увеличение сопротивления движению за счет возникновения дополнительных, препятствующих движению сил, происходит также, если давление в сдвоенных шинах различно и если неодинаков их износ.

Тяговый момент неизбежно связан с буксованием, вызываемым упругой деформацией протектора шины при сцеплении и последующем его выходе из контакта с поверхностью дороги. На рис. 7 показана зависимость определяемого способом затормаживания колес коэффициента сцепления от скольжения колеса^*. Коэффициент сцепления линейно растет до величины скольжения, соответствующей приблизительно 10 %. Максимального значения коэффициент сцепления достигает на сухой, шероховатой поверхности дороги при слегка изношенных шинах и скольжении 25-30 %. При росте скольжения до 100 % (наступления юза) коэффициент сцепления постепенно уменьшается и достигает значения 0,73.

^* (Под скольжением понимается определяемое в таких опытах и выраженное в процентах отношение разности между средней окружной скоростью колеса и средней его поступательной скоростью к средней поступательной скорости колеса. - Примеч. ред.)

Рис. 7. Зависимость коэффициента сцепления φ_сц от величины скольжения δ шины 8,25 - 20"; давление в шине 0,3 МПа

Буксование колеса при передаче на него большего, чем требуется, крутящего момента используется в некоторых конструкциях полноприводных легковых автомобилей с невыключаемым приводом на переднюю ось. Привод передней оси производится через механизм свободного хода, при этом передаточное отношение задней оси меньше, чем передней. В том случае, когда нагрузка на ведущую заднюю ось приближается к значению максимально передаваемого момента и начинается буксование колес, скорость автомобиля падает, механизм свободного хода автоматически отключается и начинает действовать также передний привод.

На мягком покрытии коэффициент сцепления в начале вдавливания в него колеса меньше 1, а у гоночных автомобилей на шероховатом покрытии и при использовании специальных широких шин - больше 1.