РЕМОНТ и СЕРВИС | КОНКУРС ЗНАТОКОВРАДИУС ДЕЙСТВИЯИван Елецких из города Дубна Московской области за отличный ответ на задачу № 36 (ЗР, 2010, № 12) получает от компании «Обнинскоргсинтез» канистру масла по своему выбору.УПРИЗ!колес от этого параметра не зависит. Более того, при максимальном (теоретически) моменте инерции энергия раскрутки в точности такая же, что и для линейного ускорения! А как насчет двигателя? Победитель показал, что энергия вращения деталей двигателя и трансмиссии до главной пары тоже не зависит от размера колес. Впрочем, это понятно из самих условий: если при заданной скорости обороты двигателя на разных колесах одинаковы, в его работе ничего не меняется. Но передаточное отношение от двигателя к колесу имеет большое значение! Например, на низшей передаче ведущие колеса воспринимают любой момент на валу двигателя (тяговый или тормозной) увеличенным раз в четырнадцать-пятнадцать. В динамических расчетах это учитывают. Итак, при наших условиях машина в обоих случаях тратит на разгон одну и ту же энергию, а значит, ускорение и с теми, и с другими колесами одинаковое. Выкладки автора, в которых это доказано строго математически, можно не приводить. Важны выводы. Динамика разгона машины зависит не только от ее полной массы, но и от моментов инерции всех деталей, вращение которых связано с колесами. «При замене колес с выполнением всех условий задачи мощность, затрачиваемая на раскручивание колес и деталей трансмиссии, практически не изменится». Что означает «практически»? Чем больше колесо, тем меньше его угловое ускорение, поэтому энергия раскрутки тормозных барабанов, полуосей, ступиц снижается. Правда, этот выигрыш – «на уровне долей процента…» Общий вывод надежен, как в учебнике. Для повышения динамики следует облегчать автомобиль, снижать моменты инерции колес и вращающихся с ними частей, уменьшать потери всех видов в двигателе, трансмиссии, шинах, улучшать аэродинамику и т. д. Материи для кого-то скучные… Но далеко не для всех! Всем спасибо за внимание. Ивана Елецких поздравляем с победой!словие задачи было как будто несложное. Представим, что на автомобиль поставили колеса большего размера, но той же массы, что у прежних. Главную пару подобрали так, что отношение скорости машины к оборотам двигателя не изменилось. Считаем, что сопротивление качению прежних и новых шин одинаковое. Изменится ли разгонная динамика? Тут же посыпались ответы: «Конечно, на родных колесах разгон лучше – они вертятся легче!» Или: «Ускорение выше на новых колесах, ведь у них пятно контакта больше». Некоторые подчеркивали, что их выводы «совершенно очевидны». Вот так! Только не всё в этой задаче так просто, чтобы для верного ответа было достаточно житейских представлений. Допускали ошибки даже те, кто знаком с теорией автомобиля. Пример: «Хотя массы колес одинаковы, у большего существенно увеличен момент инерции – он ведь пропорционален квадрату радиуса. Значит, раскрутить его трудней». На деле это не так. Просто наш житейский опыт подсказывает, что большее колесо обычно тяжелее меньшего – но и только. В нашем случае сравнение двух вариантов должно происходить при одной и той же линейной скорости машины в конце разгона. Например, на низшей передаче – 40 км/ч. Но линейная скорость V связана с угловой скоростью колеса ω через внешний радиус: V=ωR. Больше радиус – меньше обороты колеса. Выходит, при том же линейном ускорении машины угловое ускорение увеличенного колеса меньше… Короче, рассудить всё «на пальцах» не всем удается. Надежней обратиться к учебникам. Ответов, заслуживших детального изучения, мы в этот раз получили очень немного. Один из них, строгий и исчерпывающий, – от Ивана Елецких, которому нынче и улыбнулась Фортуна! Приведем некоторые доводы автора, слегка их упростив. Сложное движение автомобильного колеса можно представить в виде двух самостоятельных: продольногос линейной скоростью V и вращения c угловой скоростью ω. Соответственно в инерции колеса тоже две составляющие. Масса m (независимо от вращения) противится линейному ускорению, а момент инерции I (независимо от линейного перемещения) – угловому ускорению. В чем физический смысл момента инерции? При раскрутке колеса важна не только масса каждого элемента, но и удаленность его от оси. Виртуальное колесо с R=0 раскрутке вообще не сопротивляется! А сильнее всего «упирается» колесо, у которого вся масса сосредоточена на внешнем радиусе R; тогда момент инерции максимален: I=mR². У реального колеса момент инерции меньше. Наш победитель принял I=mR²/2. При разгоне машины кинетическая энергия линейного движения колес равна Елин.=mV²/2, а вращательного – Евр.=Iω²/2. Но если преобразовать последнее выражение, то Евр.= (mR²) (V²/2R²)=mV²/2… Радиусы взаимно сократились, так что энергия вращенияЗАДАЧА № 39КОМБИНИРОВАННЫЕ СЪЕМКИНаш учебный фильм должен был показать «масляный» выхлоп изно‑ шенного двигателя. Пока спорили, как это лучше сымитировать, технически «продвинутый» режиссер предложил залить в бак «десятки» двухтактную смесь – бензин с добавкой масла. «Никуда не денется! Будет дымить как паровоз!» – уверенно напутствовал он нас. Сказано – сделано. Но, как ни газовали, сизого выхлопа не дожда‑ лись. Повторили опыт на карбюратор‑ ной «Ниве» ВАЗ‑21213. Картина та же! Короче, обмануть зрителей оказалось сложней, чем предполагали. Надеемся, знатоки объяснят эту странность. Ответ с пометкой «Конкурс» отправьте до 1 апреля 2011 года по адресу: 107045, Москва, Селиверстов пер., 10, или по e‑mail: [email protected]. Укажите ваш контактный телефон или иной способ быстрой связи. Ответ – в июньском номере.176 За рулем 03/2011