Взаимодействие колеса с препятствием

Ведомые колеса хуже преодолевают вертикальные препятствия, чем ведущие. Это происходит потому, что ведущее колесо стремится преодолеть вертикальное препятствие, а ведомое колесо только упирается в него. На ведомое (переднее) колесо автомобиля при преодолении им вертикального препятствия высотой h действуют толкающая сила Р _х (рис. 11.4, а) и реакция R препятствия.

а

б

а – на ведомое колесо; б – на ведущее колесо

Рисунок 11.4 – Силы, действующие на колесо при преодолении препятствия

Из условий равновесия колеса имеем: R _z = P _z, R _x = Р _х. Силы, действующие на колесо, связаны между собой равенствами:

R_z = R _xtgα ₁ = R _xtgα ₁, Р _х = P _z / tgα ₁.

Значение tgα ₁ определится из треугольника АОС:

(11.4)

Следовательно, толкающая сила определится как:

(11.5)

Из формулы (11.5) следует, что при h = r сила Р_х становится бесконечно большой и при наезде ведомых передних колес на препятствие такой высоты автомобиль не сможет его преодолеть даже при весьма большой силе тяги на ведущих колесах. При h > r преодоление препятствия также невозможно.

На ведущее переднее колесо, кроме сил Р _х и P _z, действует тяговый момент М _т, вследствие чего появляется сила Р _т (рис. 11.4, б), которая раскладывается на горизонтальную Р' и вертикальную Р" составляющие. В результате действия сил Р _х и Р _z возникают реакции R_x и R _z.

Спроектировав все силы на вертикальную и горизонтальную оси, получим: Р _х = R _x – Р _т ', Р _z = R _z – Р _т ".

Возникновение дополнительной силы Р _т " позволяет ведущему колесу преодолевать препятствие высотой, равной радиусу колеса, а сила Р _т ' уменьшает составляющую силы сопротивления движению R _x.