Что такое инерция в автомобиле

Инерция и транспорт

На транспорте, пожалуй, инерция машин проявляется наиболее ярко, если не считать, конечно, космическую технику, где все, можно сказать, «построено на инерции». Дело в том, что транспортные машины при невысокой скорости ощущают, как правило, незначительное сопротивление движению со стороны дороги и воздуха. К тому же эти машины, особенно работающие в городах, делают частые остановки. Таким образом, машина практически постоянно то разгоняется, то замедляется, а как мы уже говорили, в этих случаях и проявляется свойство инерции или инертность тел.

Инерция или инертность в транспорте играет двоякую роль: с одной стороны, она полезна, а с другой — вредна. Причем сразу и не скажешь, чего тут больше — положительного или отрицательного.

Если говорить о полезных проявлениях инерции на транспорте, то, во-первых, она помогает машине с ходу, или, как говорят автомобилисты, динамически, преодолевать подъемы и другие труднопроходимые места. Наверное, каждый из нас был свидетелем того, как перед крутым подъемом, особенно если он скользкий покрыт льдом или снегом, автомобиль разгоняется и берет такие подъемы, на которых он обязательно заскользил бы, если бы ехал медленно.

Между прочим, поезда, особенно грузовые тяжеловесные, поступают так еще чаще, чем автомобили. Даже если рельсы совершенно сухи, тяги локомотива просто может не хватить для преодоления составом крутого подъема. И тут машинисту приходится пользоваться инерцией, причем со строгим расчетом. Еще бы, разгони он поезд до скорости чуть меньше расчетной — не преодолеть ему подъема, все пришлось бы начинать сначала. А это на железнодорожном транспорте ЧП. Здесь нельзя не вспомнить, как еще в середине прошлого века русский инженер Шуберский предлагал специально увеличивать инертность состава, навешивая на специальные платформы несколько громадных маховиков, соединенных с колесами. Разогнавшись, эти платформы помогали «втаскивать» состав на значительные подъемы. Следует для точности отметить, что поезда и автомобили при динамическом преодолевании подъемов совершают отнюдь не движение «по инерции»: они существенно замедляются, теряют скорость иногда вплоть до полной остановки из- за внешних сил, мешающих движению.

Другое полезное проявление инерции на транспорте — возможность движения машин за счет накопленной кинетической энергии, или, как говорят транспортники, накатом. Двигатель, если он электрический (как, например, на трамвае, троллейбусе, электропоезде), просто отключается, а если он тепловой, то чаще всего он еще отсоединяется от трансмиссии, — системы, служащей для передачи вращения к колесам.

Накат на транспортных машинах применяется чрезвычайно широко. Трамваи, например, практически или разгоняются, или идут накатом. Близки к такому движению поезда метро. Автобусы и троллейбусы используют накат пореже — они находятся обычно в колонне автомобилей и двигаться по «своим законам» в большинстве случаев не могут. Иное дело, на свободном от транспорта шоссе. Здесь водитель высокого класса может при желании во всю использовать инерцию автомобиля и сэкономить до 30% энергии или горючего.

Каким же образом накат позволяет экономить энергию? Двигатели транспортных машин, в том числе и автомобилей, обычно рассчитаны на существенно большую мощность, чем та, которая требуется для равномерного движения со средней скоростью. Запас мощности нужен главным образом для интенсивного разгона и движения с максимальными скоростями. А когда автомобиль движется со средней скоростью по ровной дороге, мощность двигателя используется далеко не полностью, нередко он работает в четверть силы, если не меньше. Экономичность двигателя при этом далеко не лучшая: на каждую единицу произведенной работы тратится гораздо больше горючего, чем при нормальной «номинальной» загрузке силового агрегата. Поэтому, разогнав автомобиль при работе двигателя на полной загрузке, а затем двигаясь накатом, за счет накопленной при разгоне кинетической энергии, можно экономить горючее.

Накат автомобиля имеет и отрицательные стороны, поскольку движение в этом случае неравномерное — скорость при накате постоянно падает. Отсюда вывод: для движения автомашины со среднетехнической скоростью ее приходится ускорять свыше этой скорости до наката и существенно снижать скорость в конца наката. А это не всегда можно сделать. Если верхний предел скорости ограничен небольшой величиной, как, например, в городе, то в конце наката ее приходится снижать до самых малых величин — почти до скорости пешехода. Да и водителю с пассажирами такое «импульсивное» движение — смена постоянных ускорений и замедлений — не доставляет удовольствия. Однако при этом экономится горючее.

Аналогично используется накат в трамваях, что наглядно иллюстрирует стрелка амперметра на панели водителя. При тро- гании с места и разгоне трамвая ток очень велик. Но по достижении определенной скорости водитель выключает тяговый двигатель, и стрелка на амперметре падает до нуля. Трамвай идет накатом. Благодаря тому что стальные колеса трамвая, катясь по рельсам, имеют очень малое сопротивление — в 3—4 раза меньшее, чем у автомобиля, скорость при накате трамвая падает незначительно. И только при торможении стрелка амперметра снова подскакивает, но тут уже ток течет в обратном направлении — это торможение самим электродвигателем.

Источник

Полезно не только гонщикам! Как сила инерции влияет на скорость автомобиля?

При дискуссиях о весе автомобиля всегда надо помнить о силе инерции вращающихся масс. Для инженеров это достаточно известное понятие. Используя математические методы можно рассчитать влияния инерции на вес, а, соответственно, и скорость автомобиля.Во время ускорения силы инерции воздействуют на вес автомобиля. Для болида нужно добавить 10% веса автомобиля, чтобы учесть вращающиеся массы.

Любой расчет подлежит практической проверке. Если при вычислениях не учесть инерцию вращающихся масс, то реальное ускорение окажется меньше расчетного. Автомобиль будет набрать обороты медленнее, чем он мог бы это делать с имеющейся у него мощностью двигателя и весом. Все что начинает двигаться требует ускорения в том направлении, которое задано, включая вращение.
Для большинства автомобилей вращающиеся массы в значительной степени являются неизменными (колеса, тормозные диски, карданные валы, дифференциалы и пр.). Они как бы увеличивают вес автомобиля, делают его более тяжелым. Если катиться накатом вниз без приложения усилий, то автомобиль тоже ведет себя как более тяжелый.
Инерция вращающихся масс изменяется линейно.
Вращение деталей двигателя (и коробки передач) отличается на различных этапах. Скорость вращения зависит от передачи. На первой передаче двигатель должен разгоняться до высоких оборотов в небольшом диапазоне числа оборотов, поэтому инерция вращающихся масс здесь оказывает большее влияние, чем на высшей передаче.
Инерция вращающихся масс помогает при переключении передач (например, со 2-й на 3-ю). Если переключение передачи произойдет быстро, то автомобиль благодаря силе инерции легко справляется с «импульсом» неожиданного снижения числа оборотов двигателя к тем, которые соответствуют этой же скорости автомобиля на более высокой передаче. Но здесь надо побеспокоиться о надежности.
Когда ускорение автомобиля ограничено пробуксовкой, мощность двигателя поможет преодолеть силу инерции вращающихся деталей трансмиссии, однако, неведущие колеса будут замедлять ускорение.
В 80-х годах в некоторых командах Ф-1начались работы по моделированию времени прохождения болидом круга. Возник вопрос о влиянии силы инерции на различные части автомобиля. Однако, в то время этот вид технической информации был недоступен.
По таким причинам, как сокращение затрат и запрещение применение непривычных материалов (которые не будут использоваться в дорожных автомобилях), регламент вынуждает производителей двигателей Ф-1 делать их относительно тяжелыми по сравнению с теми, которые можно создать. Хотя двигатели Ф-1, все равно, гораздо легче двигателей дорожных автомобилей.
В прошлом установка ограничителей оборотов двигателя, чтоб не допустить превышение нормы, стола проблемой для некоторых силовых агрегатов Ф-1 (тогда инженеры имели меньше знаний, но больше свободы). Простое (грубое) устройство по ограничению оборотов прекращало подачу искры к определенным цилиндрам, когда скорость вращения коленвала превышала разрешенную, до тех пор, пока число оборотов не становилось ниже критического уровня.
У легкого двигателя достаточно было одного поршня, создающего более высокие обороты при ненагруженном двигателе, чтобы направить двигатель в «красную зону». Поэтому инженеры изобрели инструменты, чтобы ограничить ускорение двигателя. Такая защита была принята создателями регламента и использовалась в гонках. Были применены эффективная установка угла опережения зажигания, снижение искрообразования и т.п. Двигатель стал представлять более тяжелый агрегат. Тогда вес не учитывался вместе с весом автомобиля. И все же движущиеся части автомобиля были достаточно легкими.
Затем инженеры стали задумываться не только об ограничении ускорения двигателя. Возникла идея об управлении сцеплением шин с дорогой на первой передаче. С помощью пилота регулируется необходимая степень ускорения. Используется 1-я передача, потому что ускорение на первой переде будет действительно медленным, если на 2-й передаче будет настроено ограничение ускорения.
Пилоты 90-х годов жаловались на неудобства. Они хотели, чтобы они использовали 2-ю или лучше 3-ю передачу, где они могли бы управлять сцеплением шин с дорогой, хотя теоретически это было невозможно.
Почему это так происходит, поясняется следующим. На одной из гонок инженеры столкнулись с проблемой большого пропуска зажигания на трассе. Инженеры впустую проверяли электронику, провода, свечи зажигания. Но в действительности причиной стало прогорание поршней. Почему же это произошло.
Тогда была механическая система впрыска очень простая по своей сути. Фиксированный объем топлива впрыскивается в двигатель во время каждого цикла (за два оборота коленвала). Объем топлива изменялся с помощью кулачка распределительного вала, который регулировал этот объем в зависимости от положения дроссельной заслонки и небольших изменен6ий числа оборотов. «Карты двигателя» применяемые на современных болидах, тогда были невозможны. Во время гонки к повышенному атмосферному давлению (была территория высокого давления) добавлялась низкая температура (гонка была ячной ночью). Эти два фвктора (высокое давление и низкая температура) увеличивали плотность воздуха, а двигатель с его ограниченным потоком топлива вращался слишком медленно. Это и явилось причиной поломок.

Карбюраторы могут справляться с этой проблемой легче, чем ранние системы впрыска топлива, если те были плохо отрегулированы. Необходимость реагировать на чрезмерное изменение плотности воздуха является хорошо понятной проблемой для двигателей дорожных автомобилей. Они должны одинаково хорошо работать на большой высоте относительно уровня моря, в различных условиях жаркого и холодного климата.
Двигатели Ф-1 также должны быть отрегулированы (топливо, воспламенение) в зависимости от окружающей среды. Сегодня лямбда-зонд (датчик количества кислорода в отработавших газах) используется совместно с электронной системой впрыска топлива, чтобы замерить содержание топливно-воздушной смеси после сгорания.
Даже с механической системой, чтобы препятствовать тому, что произошло (прогорание поршней) необходимо настроить карту двигателя, базирующуюся на измерении температуры и давлении воздуха, поступающего в двигатель (что влияет на плотность воздуха). В идеале также нужно измерить влажность и температуру топлива. Поскольку разрешено замерять атмосферное давление, то имеется все необходимое, чтобы определять предел ускорения оборотов двигателя на любой передаче.
Это делается так. Датчик атмосферного давления должен измерять давление внутри воздухозаборника, потому, что это тот воздух, который засасывает двигатель. Воздухозаборник тщательно сконструирован таким образом, чтобы в полной мере воспользоваться скоростным движением болида вперед и захватить как можно больше воздуха. Тем самым увеличивается плотность воздуха.
Не разрешены датчики, которые могли бы сообщать блоку управления двигателем (ECU) на какой передаче двигается автомобиль. Тем не менее, при испытаниях на трассе можно использовать зависимость изменения давления в воздухозаборнике от скорости автомобиля, чтобы установить передачу. Если давление при движении на «Х» выше уровня окружающей среды, которое было на старте, значит автомобиль вероятно на такой-то передаче. Процесс можно усовершенствовать. Надо знать обороты двигателя (просто другой его параметр). Это быстрый контроль тяговых усилий.

Источник

Момент инерции автомобиля: что это такое и с чем его едят?

Здравствуйте! Я рад приветствовать вас в своём новом блоге, в котором я по мере возможностей собираюсь рассказывать об интересных инженерно-технических аспектах спорта, прежде всего автоспорта, благо образование позволяет мне быть достаточно компетентным в этих вопросах (я окончил МГТУ им. Баумана по специальности «Автомобиле- и тракторостроение»). Какой-то регулярности в постах, скорее всего, не будет, писать буду по настроению и исходя из наличия времени. И, кстати, приглашаю всех к сотрудничеству. Вы можете написать с инженерной точки зрения, к примеру, о том, почему кривые палки в биатлоне лучше (или хуже?), как устроена машина для заливки льда в хоккее или по какой технологии производят футбольный мяч. Свои посты я постараюсь ориентировать на максимально широкий круг читателей, объясняя всё как можно более подробно и используя минимум формул.

Сегодня – дебютная запись, о моменте инерции автомобиля вокруг вертикальной оси.

Момент инерции тела – это мера инертности этого тела во вращательном движении, по аналогии с массой в поступательном движении. Помните второй закон Ньютона: Ускорение= Сила/Масса. Поэтому для достижения большего ускорения можно либо увеличивать силу (а форсировка двигателей в автоспорте обычно ограничена регламентами), либо снижать массу (что тоже, кстати, иногда ограничивают). Вот и во вращательном движении также: Угловое ускорение=Момент сил/Момент инерции.

Представьте себе автомобиль, которому надо войти в вираж. Для этого водителю необходимо совершить поворот автомобиля относительно центра поворота, находящегося обычно приблизительно на продолжении задней оси.

Я представляю себе поворачивающий автомобиль примерно так

Чем большей линейной скорости прохождения виража хочет добиться водитель, тем быстрее ему нужно заправлять автомобиль в поворот, т.е. увеличивать угловое ускорение автомобиля. По формуле с предыдущего абзаца видно, что для этого нужно либо увеличивать момент сил, которые заправляют автомобиль в поворот, либо снижать момент инерции. Однако беспредельно увеличивать момент сил не получится: он создаётся боковыми реакциями в пятнах контакта шин с дорогой и определяется сцепными свойствами резины с асфальтом. Опытный гонщик очень быстро найдёт предельную скорость и будет реализовывать максимально возможный момент сил для вкручивания автомобиля в поворот (при его превышении последует снос или занос). Таким образом, для того, чтобы выиграть при прохождении поворота ещё немного времени, следует бороться с моментом инерции автомобиля вокруг вертикальной оси.

Что же такое момент инерции автомобиля вокруг вертикальной оси, проходящей через центр масс? Если мысленно разбить автомобиль на элементарные массы, то сумма произведений этих элементарных масс на квадрат расстояния от них до вертикальной оси и даст нам момент инерции относительно этой оси. Отсюда выводятся два пути по снижению момента инерции: располагать все узлы и агрегаты как можно ближе к центру масс и бороться за снижение массы. Кстати, во втором пути регламент не будет помехой: можно снизить массу и ниже требований регламента, а требуемый минимум веса добрать размещением балласта прямо в центре масс. Если вы посмотрите ещё раз на приведённую формулу, то увидите, что от такого размещения балласта момент инерции не увеличивается: расстояние до центра масс – ноль!

Момент инерции является очень важной массовой характеристикой автомобиля, поэтому его определяют ещё на этапе компоновки, назначая габариты, положение и массы узлов и агрегатов.

При равных габаритах и массах агрегатов момент инерции вокруг вертикальной оси будет меньше у нижнего автомобиля

Напоследок два примера по снижению момента инерции из столь любимого мной WTCC:

1. Летом прошлого года Лада в качестве одного из обновлений поставила облегчённые фары вместо стандартных. Об этом говорили все, но, по сути, счёт сброшенному от этого технического решения весу шёл на десятки, максимум на сотни грамм. Другое дело – момент инерции: фары располагаются очень далеко от центра масс, поэтому даже небольшое снижение их веса значительней сказывается на снижении момента инерции, чем, к примеру, облегчение сидений или рулевого колеса.

2. В прошлом году Гранта с пилотом весила около 1120 кг (при оговорённом регламентом минимуме 1100 кг). Новая Веста похудела на 70 кг, а значит, лишние полсотни килограмм можно расположить, во-первых, как можно ниже (для снижения центра тяжести), а во-вторых, как можно ближе к центру масс (для снижения момента инерции). Конечно, регламентом WTCC оговорено место закрепления балласта (где-то в районе отсутствующего переднего пассажирского сиденья), однако небольшая вариабельность его размещения всё равно остаётся. Уверен, инженеры Лады воспользовались ей по максимуму.

На этом о моменте инерции всё. Если вам хочется почитать ещё о чём-нибудь интересном, оставляйте варианты в комментариях. Пока планирую в следующей статье порассуждать на тему, в какой же момент необходимо переключать передачи для достижения максимально эффективного разгона.

Источник

Ускорение, разгон, инерция. Автомобиль набирает скорость

Красный свет светофора сменился желтым, затем зеленым. С напряженным ревом срываются с места машины, затем звук двигателей на мгновение стихает — это водители отпустили педаль подачи топлива и переключают передачи, снова разгон, снова момент затишья и опять разгон. Только метров через 100 после перекрестка поток машин как бы успокаивается и плавно катит до следующего светофора. Лишь один старый автомобиль «Москвич» прошел перекресток ровно и бесшумно. На рисунке видно, как он обогнал все автомобили и вырвался далеко вперед. Этот автомобиль подъехал к перекрестку как раз в тот момент, когда зажегся зеленый сигнал светофора, водителю не пришлось тормозить и останавливать машину, не пришлось после этого снова брать разгон. Как же получается, что один автомобиль (да еще маломощный «Москвич» старого выпуска) легко, без напряжения движется со скоростью около 50 км/час, в то время как другие с явным напряжением постепенно набирают скорость и достигают скорости 50 км/час далеко после перекрестка, когда «Москвич» уже приближается к следующему светофору? Очевидно, что для равномерного движения требуется значительно меньше усилий и расхода мощности, чем при разгоне или, как говорят, при ускоренном движении.

Рис. Сравнительно слабый автомобиль может обогнать более мощные, если он подходит к перекрестку в момент включения зеленого света и не затрачивает усилий на трогание с места и разгон.

Но прежде чем изучать разгон автомобиля, нужно вспомнить некоторые понятия.

Ускорение автомобиля

Если автомобиль проходит в каждую секунду одинаковое число метров, движение называется равномерным или установившимся. Если пройденный автомобилем путь в каждую секунду (скорость) изменяется, движение называется:

Приращение скорости в единицу времени называют ускорением, уменьшение скорости в единицу времени — отрицательным ускорением, или замедлением.

Ускорение измеряют приростом или убыванием скорости (в метрах в секунду) за 1 сек. Если за секунду скорость увеличивается на 3 м/сек, ускорение равно 3 м/сек в секунду или 3 м/сек/сек или 3 м/сек2.

Ускорение обозначают буквой j.

Ускорение, равное 9,81 м/сек2 (или округленно, 10 м/сек2), соответствует ускорению, которое, как известно из опыта, имеет свободно падающее тело (без учета сопротивления воздуха), и называется ускорением силы тяжести. Его обозначают буквой g.

Разгон автомобиля

Разгон автомобиля обычно изображают графически. На горизонтальной оси графика откладывают путь, а на вертикальной — скорость и наносят точки, соответствующие каждому пройденному отрезку пути. Вместо скорости на вертикальной шкале можно откладывать время разгона, как это показано на графике разгона отечественных автомобилей.

График разгона представляет собой кривую с постепенно убывающим углом наклона. Уступы кривой соответствуют моментам переключения передач, когда ускорение на какой-то момент падает, однако их часто не показывают.

Инерция

Автомобиль не может с места развить сразу большую скорость, потому что ему приходится преодолевать не только силы сопротивления движению, но и инерцию.

Инерция — это свойство тела сохранять состояние покоя или состояние равномерного движения. Из механики известно, что неподвижное тело может быть приведено в движение (или скорость движущегося тела изменена) только под действием внешней силы. Преодолевая действие инерции, внешняя сила изменяет скорость тела, иначе говоря, придает ему ускорение. Величина ускорения пропорциональна величине силы. Чем больше масса тела, тем большей должна быть сила для придания этому телу нужного ускорения. Масса — это величина, пропорциональная количеству вещества в теле; масса т равна весу тела G, деленному на ускорение силы тяжести g (9,81 м/сек2):

Масса автомобиля сопротивляется разгону с силой Pj, эту силу называют силой инерции. Чтобы разгон мог произойти, на ведущих колесах нужно создать дополнительно силу тяги, равную силе инерции. Значит, сила, необходимая для преодоления инерции тела и для придания телу определенного ускорения j, оказывается пропорциональной массе тела и ускорению. Эта сила равна:

Для ускоренного движения автомобиля требуется дополнительная затрата мощности:

Nj = Pj*Va / 75 = Gj*Va / 270*9,81 = Gj*Va / 2650, л.с.

Для точности расчетов в уравнения (31) и (32) следует включить множитель б («дельта») — коэффициент вращающихся масс, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля (особенно маховика двигателя и колес) на разгон. Тогда:

Рис. Графики времени разгона отечественных автомобилей.

Влияние вращающихся масс заключается в том, что, кроме преодоления инерции массы автомобиля, необходимо «раскрутить» маховик, колеса и другие вращающиеся части машины, затратив на это часть мощности двигателя. Величину коэффициента б можно считать приблизительно равной:

где ik — передаточное число в коробке передач.

Теперь, взяв для примера автомобиль с полным весом 2000 кг, нетрудно сравнить силы, необходимые для поддержания движения этого автомобиля по асфальту со скоростью 50 км/час (пока без учета сопротивления воздуха) и для трогания его с места с ускорением около 2,5 м/сек2, обычным для современных легковых автомобилей.

Для преодоления сопротивления инерции на высшей передаче (ik = 1) потребуется сила:

Такой силы на высшей передаче автомобиль не может развить, нужно включить первую передачу (с передаточным числом ik = 3).

Pj = 2000*2,5*1,5 / 9,81 = 760, кг

что для современных легковых автомобилей вполне возможно.

Итак, сила, необходимая для трогания с места, оказывается в 25 раз больше силы, необходимой для поддержания движения с постоянной скоростью 50 км/час.

Чтобы обеспечить быстрый разгон автомобиля, требуется устанавливать двигатель большой мощности. При движении с постоянной скоростью (кроме максимальной) двигатель работает не в полную мощность.

Из сказанного выше понятно, почему при трогании с места нужно включать низшую передачу. Попутно отметим, что на грузовых автомобилях обычно следует начинать разгон на второй передаче. Дело в том, что на первой передаче (ik примерно равно 7.) очень велико влияние вращающихся масс и тяговой силы не хватит, чтобы сообщить автомобилю большое ускорение; разгон получится очень медленным.

На сухой дороге при коэффициенте сцепления ф, равном около 0,7, трогание с места на низшей передаче не вызывает никаких затруднений, так как сила сцепления все еще превышает тяговую силу. Но на скользкой дороге может часто оказаться, что тяговая сила на низшей передаче больше силы сцепления (особенно при ненагруженном автомобиле), и колеса начинают буксовать. Из этого положения есть два выхода:

При разгоне особенно сказывается разгрузка передних колес и дополнительная нагрузка задних. Можно наблюдать, как в момент трогания с места автомобиль заметно, а иногда и очень резко «приседает» на задние колеса. Это перераспределение нагрузки происходит и при равномерном движении автомобиля. Оно объясняется противодействием вращающему моменту. Зубья ведущей шестерни главной передачи давят на зубья ведомой (коронной) и как бы прижимают заднюю ось к земле; при этом возникает реакция, отталкивающая ведущую шестерню вверх; происходит небольшое поворачивание всего заднего моста в направлении, обратном направлению вращения колес. Закрепленные на картере моста рессоры своими концами приподнимают переднюю часть рамы или кузова и опускают заднюю. Между прочим отметим, что именно вследствие разгрузки передних колес их легче повернуть во время движения автомобиля с включенной передачей, чем во время движения накатом, а тем более чем на стоянке. Это знает каждый водитель. Однако вернемся к дополнительно нагруженным задним колесам.

Дополнительная, прибавочная нагрузка на задние колеса Zd от передаваемого момента тем больше, чем больше момент Мк, подведенный к колесу и чем короче колесная база автомобиля L (в м):

Естественно, что эта нагрузка особенно велика при движении на низших передачах, так как подводимый к колесам момент увеличен. Так, на автомобиле ГАЗ-51 дополнительная нагрузка на первой передаче равна:

Во время трогания с места и разгона на автомобиль действует сила инерции Pj, приложенная в центре тяжести автомобиля и направленная назад, т. е. в сторону, обратную ускорению. Так как сила Pj приложена на высоте hg от плоскости дороги, она будет стремиться как бы опрокинуть автомобиль вокруг задних колес. При этом нагрузка на задние колеса увеличится, а на передние — уменьшится на величину:

Рис. При передаче усилий от двигателя нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние — уменьшается.

Таким образом, при трогании с места на задние колеса и шины приходится нагрузка от веса автомобиля, от передаваемого увеличенного вращающего момента и от силы инерции. Эта нагрузка действует на подшипники заднего моста и главным образом на шины задних колес. Чтобы сберечь их, нужно троганье с места осуществлять как можно более плавно. Следует напомнить, что на подъеме задние колеса еще более нагружены. На крутом подъеме при трогании с места, да еще при высоком расположении центра тяжести автомобиля, может создаться такая разгрузка передних колес и перегрузка задних, которая приведет к повреждению шин и даже к опрокидыванию автомобиля назад.

Рис. Кроме нагрузки от тягового усилия, при разгоне на задние колеса действует дополнительная сила от инерции массы автомобиля.

Автомобиль двигается с ускорением, и скорость движения его увеличивается, пока тяговая сила больше силы сопротивления движению. С увеличением скорости сопротивление движению возрастает; когда установится равенство тяговой силы и сопротивления, автомобиль приобретает равномерное движение, скорость которого зависит от величины нажима на педаль подачи топлива. Если водитель до отказа нажимает на педаль подачи топлива, эта скорость равномерного движения является одновременно и наибольшей скоростью автомобиля.

Работа по преодолению сил сопротивления качению и воздуха не создает запаса энергии — энергия расходуется на борьбу с этими силами. Работа по преодолению сил инерции при разгоне автомобиля переходит в энергию движения. Эту энергию называют кинетической энергией. Создающийся при этом запас энергии можно использовать, если после некоторого разгона отсоединить ведущие колеса от двигателя, установить рычаг переключения коробки передач в нейтральное положение, т. е. дать возможность автомобилю двигаться по инерции, накатом. Движение накатом происходит до тех пор, пока запас энергии не израсходуется на преодоление сил сопротивления движению. Уместно напомнить, что на одном и том же отрезке пути расход энергии на разгон гораздо больше расхода на преодоление сил сопротивления движению. Поэтому за счет накопленной энергии путь наката может быть в несколько раз больше пути разгона. Так, путь наката со скорости 50 км/час равен для автомобиля «Победа» около 450 м, для автомобиля ГАЗ-51 — около 720 м, в то время как путь разгона до этой скорости равен соответственно 150—200 м и 250—300 м Если водитель не стремится ехать на автомобиле с очень большой скоростью, он может значительную часть пути вести автомобиль «накатом» и экономить таким образом энергию и, тем самым, топливо.

Источник