Тяга , сила тяги или сила тяги — это сила , используемая для создания движения между телом и касательной поверхностью за счет использования либо сухого трения , либо силы сдвига . [1] [2] [3] [4] Он имеет важное применение в транспортных средствах , например, в тяговом усилии .
Тяга также может относиться к максимальной силе тяги между телом и поверхностью, ограниченной имеющимся трением; в этом случае тяга часто выражается как отношение максимальной тяговой силы к нормальной силе и называется коэффициентом тяги (аналогично коэффициенту трения ). Это сила, которая заставляет объект двигаться по поверхности, преодолевая все силы сопротивления, такие как трение , нормальные нагрузки (нагрузка, действующая на ярусы в отрицательной оси Z), сопротивление воздуха , сопротивление качению и т. д.
Тягу можно определить как:
физический процесс, при котором касательная сила передается через поверхность раздела между двумя телами посредством сухого трения или промежуточной пленки жидкости, что приводит к движению, остановке или передаче энергии.
- Основы и испытания механического износа, Раймонд Джордж Байер [5]
В динамике транспортного средства сила тяги тесно связана с терминами «тяговое усилие» и «тяговое усилие» , хотя все три термина имеют разные определения.
Коэффициент тяги определяется как полезная сила тяги, деленная на вес ходовой части (колеса, гусеницы и т. д.) [6] [7] , т.е.:
полезная тяга = коэффициент тяги × нормальная сила .
Сцепление между двумя поверхностями зависит от нескольких факторов:
В конструкции колесных или гусеничных транспортных средств высокое сцепление между колесом и землей более желательно, чем низкое, поскольку оно обеспечивает более высокое ускорение (включая прохождение поворотов и торможение) без пробуксовки колес. Заметным исключением является техника дрифта в автоспорте , при которой сцепление задних колес намеренно теряется во время прохождения поворотов на высокой скорости.
Другие конструкции значительно увеличивают площадь поверхности, чтобы обеспечить большее тяговое усилие, чем колеса, например, в транспортных средствах с непрерывной гусеницей и полугусеничных транспортных средствах. [ нужна цитата ] Танк или подобная гусеничная машина использует гусеницы для уменьшения давления на зоны соприкосновения. 70-тонный М1А2 опустился бы до точки высокой центровки, если бы на нем использовались круглые шины. Гусеницы распределяют 70 тонн груза по гораздо большей площади контакта, чем шины, и позволяют танку передвигаться по гораздо более мягкой земле.
В некоторых приложениях существует сложный набор компромиссов при выборе материалов. Например, мягкая резина часто обеспечивает лучшее сцепление, но также быстрее изнашивается и имеет более высокие потери при изгибе, что снижает эффективность. Выбор материала может иметь драматический эффект. Например: срок службы шин, используемых на гоночных автомобилях, может составлять 200 км, а срок службы шин, используемых на тяжелых грузовиках, может приближаться к 100 000 км. Грузовые шины имеют меньшее сцепление с дорогой и более толстую резину.
Тяга также зависит от загрязнений. Слой воды в пятне контакта может привести к существенной потере сцепления с дорогой. Это одна из причин образования канавок и ламелей на автомобильных шинах.
Было обнаружено, что тяга грузовых автомобилей, сельскохозяйственных тракторов, колесных военных машин и т. д. при движении по мягкому и/или скользкому грунту значительно улучшается за счет использования систем контроля давления в шинах (TPCS). Система TPCS позволяет снизить, а затем восстановить давление в шинах при длительной эксплуатации автомобиля. Увеличение тяги за счет использования системы TPCS также снижает износ шин и вибрацию при движении. [9]