Предельное ускорение автомобилей с различными системами привода

Определим оптимальное значение предельного ускорения авто­мобиля под действием предельной силы тяги.

Как правило, это ускорение обладает наибольшей величиной при сравнительно небольших скоростях, когда роль сопротивления качению и сопротивления воздуха в тяговом балансе крайне незначительна. Поэтому будем рассматривать данный вопрос, пренебрегая вышеупомянутыми силами сопротивления и считая, что вся сила затрачивается на получение ускорения.

Так как величина зависит от устройства автомобиля, рассмотрим четыре основных конструктивных варианта:

1) автомобиль с зад­ними ведущими колесами;

2) автомобиль с передними ведущими колесами;

3) автомобиль с четырьмя ведущими колесами и двумя дифференциалами;

4) автомобиль с четырьмя ведущими колесами и тремя дифференциалами (с межосевым дифференциалом на продольном раздаточном валу, распределяющем усилие между передней и задней осями).

Автомобиль с четырьмя «ведущими колесами и тремя дифферен­циалами. Схема действия сил также соответствует.

Нагрузка на передние и задние колеса автомобиля, а следова­тельно, и сила сцепления их, вообще говоря, неодинакова.

Основ­ное свойство дифференциала состоит, как известно, в том, что в случае неравенства сопротивлений, встречаемых полуосями, суммарное усилие, которое можно передать обеим полуосям, определяется сопротивлением менее нагруженной полуоси. Кру­тящий момент на коробке дифференциала вызывает пробуксовку колеса с меньшим сцеплением, а усилие на втором колесе равно окружному усилию буксующего колеса (без учета трения в диф­ференциале и ускорения буксующего колеса). В нашем случае суммарное усилие, подводимое к обеим осям, зависит от нагрузки менее нагруженной оси. Если принять, что нагрузка на переднюю ось меньше, то как только на передних колесах сила тяги достиг­нет предела по сцеплению, они начнут буксовать, а увеличить окружное усилие на задних колесах при промежуточном диф­ференциале невозможно, и их окружное усилие будет равно окруж­ному усилию передних колес, хотя предел силы тяги для задних колес еще не достигнут.

Автомобили с передним приводом обнаруживают большую склонность к буксованию, которая, в свою очередь, вредно отражается на упра­вляемости автомобиля. Передний привод потерял своих привер­женцев в связи с ростом мощности двигателей и приближением окружных усилий ведущих колес к пределу по силе сцепления.

Причина слабого ускорения автомобиля с передними ведущими колесами заключается в значительной разгрузке передних колес. У автомобиля с задним приводом, наоборот, нагрузка ведущих колес возрастает и позволяет получить вследствие этого больше ускорение.

У автомобилей с четырьмя ве­дущими колесами отметим суще­ственное влияние промежуточ­ного дифференциала на предельное ускорение. Без промежуточного дифференциала четырехколесный привод всегда обеспечивает пол­ное использование загрузки обеих осей и, соответственно, наибольшее ускорение. С этой точки зре­ния такая конструкция безусловно представляет собой наилучший вариант для гоночного автомобиля с мощным двигателем. С тремя дифференциалами при больших значениях не полу­чается увеличения ускорения по сравнению с ускорением для обычного привода к задним колесам. Последнее, впрочем, спра­ведливо при данном распределении нагрузки, характеризуемом принятым отношением a/L. Рациональным подбором распределе­ния нагрузки ускорение автомобиля с тремя дифференциалами можно приблизить к ускорению, полученному при двух диффе­ренциалах.