Opory bezwładności
Opory bezwładności działają na samochód wówczas, gdy porusza się
on ruchem przyspieszonym. Siła oporów bezwładności różni się od innych oporów ruchu tym, że kierunek jej działania nie zawsze jest przeciwny kierunkowi ruchu, gdyż siła ta przeciwstawia się nie samemu ruchowi, lecz zmianom jego prędkości. Jeżeli samochód przyspiesza (przyspieszenie dodatnie), wówczas siła bezwładności jest skierowana przeciwnie do kierunku ruchu — przeciwstawia się przyspieszaniu. Jeżeli samochód hamuje (działa na niego przyspieszenie ujemne), wówczas siła bezwładności przeciwdziała zjawisku hamowania i jej zwrot jest zgodny z kierunkiem ruchu.
Najogólniej siła bezwładności jest określana jako iloczyn masy i przyspieszenia a, czyli Fb = m • a.
Podczas rozpędzania samochodu przyspieszony zostaje nie tylko ruch postępowy całej jego masy, ale także i ruch obrotowy elementów wirujących układu napędowego. Masy wirujące, a więc wał korbowy silnika, koło zamachowe, sprzęgło, koła zębate skrzynki biegów, wały napędowe, koła samochodu itp. oprócz tego, że wraz z całym samochodem poruszają się przyspieszonym ruchem postępowym, zwiększają również prędkość ruchu obrotowego. Dlatego siłę oporów bezwładności rozpatruje się jako sumę siły bezwładności ruchu postępowego i siły bezwładności ruchu obrotowego mas wirujących.
a
Ponieważ w ruchu postępowym uczestniczy masa całego samochodu, siła oporów bezwładności w ruchu postępowym
gdzie:
G — ciężar samochodu,
g — przyspieszenie ziemskie,
a — przyspieszenie działające na samochód.
,W ruchu wirującym uczestniczą tylko niektóre masy samochodu,
Całkowita siła oporów bezwładności
• a
a ponadto masy te wirują z różnymi prędkościami. Aby można było określić siłę oporów bezwładności mas wirujących, masy te należy zredukować na obwód kół napędowych (uwzględniając przełożenia) i zsumować. Nie wnikając w zasady redukcji możemy przyjąć, że po zredukowaniu otrzymaliśmy wartość mred mas wirujących. Wobec tego siła oporów bezwładności mas wirujących
otrzymujemy ostateczny wzór na całkowitą siłę oporów bezwładności
Fb = — ' S • a (6.20)
g
gdzie 8 jest bezwymiarowym współczynnikiem mas wirujących, zależnym od wartości momentów bezwładności mas wirujących oraz od przełożeń poszczególnych przekładni układu napędowego. Współczynnik ten dla większości samochodów zawiera się w następujących granicach
Posługując się podanymi w tekście wzorami obliczyć siły oporów ruchu samochodu ciężarowego Star o ciężarze G = 78 kN, jadącego po drodze o nawierzchni asfaltowej, nachylonej pod kątem a = 5°, przyjmując żc pole powierzchni czołowej samochodu 5 = 6,4 m*, współczynnik oporów powietrza Cx — 0,852, a współczynnik mas wirujących S == 1,042 (na biegu V).
Wykonać obliczenia dla prędkości v równej 40, 50, 60, 70 i 80 km/h, przyjmując że samochód porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem a = 0,2 g (tzn. przyspieszenie ruchu postępowego samochodu wynosi 20% wartości przyspieszenia ziemskiego). Przedstawić graficznie wyniki obliczeń na wykresie o współrzędnych F—v.