23 października 2021


Współczesne samochody sportowe mają różne układy napędowe. Spotyka się zarówno rozwiązania z jedną osią napędzaną, przednią lub tylną, jak i napęd na cztery koła. Niniejszy artykuł ma przybliżyć zagadnienie wpływu postaci konstrukcyjnej układu napędowego na zdolność przyspieszania pojazdu. Ponadto, interesujące jest, jak ta zdolność ma się do zapotrzebowania mocy. Ostatecznie zostanie sprawdzone, jak teoretyczne rozważanie ma się do rzeczywistości reprezentowanej przez istniejące samochody.

Jerzy Mydlarz

W celu wykazania wpływu postaci konstrukcyjnej samochodu na jego parametry eksploatacyjne przeprowadzono na drodze analitycznej porównanie zdolności przyspieszania samochodu wyposażonego w trzy różne rodzaje układów napędowych. Samochód przyspieszający na drodze poziomej (α = 0°) przedstawiono na rysunku 1. W celu uproszczenia rozpatruje się siłę bezwładności jako jedyną składową sił oporu ruchu [1]. Pozostałe siły oporów ruchu pominięto z uwagi na to, iż ich wpływ na reakcje nawierzchni jest taki, co do zwrotu i kierunku, jak siły oporów bezwładności.

przyspieszenie
Rys. 1 Samochód przyspieszający na drodze poziomej (α =0°)
(źródło: opracowanie własne);

Dla tych samych powodów pominięto również ramię tarcia tocznego e, czyniąc założenie, że reakcje normalne działają w punktach styku kół z nawierzchnią, poniżej osi kół. Samochód jest rozważany jako ciało sztywne poruszające się po poziomej drodze. Siły w punktach styku kół z nawierzchnią mogą być rozłożone na składowe styczne Fx i normalne Fz. Reakcje normalne składają się ze składowej statycznej i dynamicznej.
Dla płaskiego układu sił można napisać następujące równania równowagi:

∑Fx=ma (1)
∑Fz=0 (2)
∑My=0 (3)

Rozwinięcie powyższych równań prowadzi do układu trzech równań z czterema niewiadomymi:

2Fx1+2Fx2=ma (4)
2Fz1+2Fz2 - mg=0 (5)
-2Fz1α1+2Fz2α2 - 2(Fx1+Fx2)h=0 (6)

przez podstawienie równania pierwszego do trzeciego, w celu wyeliminowania sumy Fx1+Fx2, otrzymano układ dwóch równań z dwiema niewiadomymi.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (145) październik 2019