Extras din curs

3.1 Introducere

Procesul de deplasare a mijloacelor de transport se supune legilor generale ale fizicii (in special cele ale miscarii). Pentru ca un mijloc de transport sa poata fi pus in miscare, asupra lui trebuie sa actioneze o forta F, orientata in sensul miscarii, care sa aiba o valoare suficient de mare pentru a putea transmite acestuia o acceleratie diferita de zero si pozitiva si pentru a invinge rezistenta la inaintare R (conform principiului elementar al actiunii si reactiunii), datorat frecarilor.

Transmisia turatiei si cuplului (in general a puterii) dezvoltate de catre instalatiile motrice la organele care pun in miscare mijlocul de transport si realizarea fortei de tractiune, in sensul valorificarii ei, constituie ceea ce se numeste problema propulsiei. Alaturi de aceasta problema, pentru mijloacele de transport mai exista o alta problema, aceea a sustentatiei, care consta in realizarea fortelor care asigura permanent pozitia stabila a mijlocului de transport pe, sau in mediul in care acesta functioneaza.

Sistemele de sustentatie a mijloacelor de transport sunt:

- roata care se sprijina pe un suport solid;

- plutirea in apa sau in aer;

- sustentatia aerodinamica in aer;

- sustentatia pneumatica;

- sustentatia magnetica.

Sistemele de propulsie sunt:

- roata, care se rostogoleste pe un suport solid;

- elicea, care interactioneaza cu apa sau aerul;

- motorul cu reactie;

- motorul electric linear.

3.2 Sistemul de sustentatie-propulsie roata-suport solid

Pe baza acestui sistem functioneaza automobilele si locomotivele (respectiv vehiculele specifice transportului rutier si cele ale transportului feroviar). Prin punctele de contact ale rotilor cu suportul solid se transmite greutatea vehiculului, careia ii raspund forte verticale de reactie. Vehiculul (inclusiv rotile sale) este sustinut de roti.

Pentru ca roata sa poata deveni un organ de propulsie, trebuie sa i se aplice un cuplu de forte. Aceasta este o conditie necesara dar nu suficienta (de exemplu cazul unui autovehicul suspendat care nu are rotile in contact cu suportul solid, dar are rotile actionate de catre un motor).

Modul in care se realizeaza forta de propulsie este prezentat in figura urmatoare:

Fig. 3.1

Cuplul motor M se aplica rotii printr-un mecanism oarecare de transmisie. Cuplul motor M se descompune in doua forte , egale si de sens contrar, aplicate in centrul rotii, respectiv la obada rotii. Fortei F aplicate la obada rotii ii raspunde o forta Ft, de reactie, egala si de sens contrar. Daca forta de reactie Ft este suficient de mare (adica daca se poate considera ca roata este incastrata pentru moment in suport), punctul C de contact devine centru instantaneu de rotatie si roata se va rostogoli. Rezulta din cele prezentate anterior ca forta Ft de tractiune, se realizeaza numai daca frecarea de rostogolire dintre roata si suport este suficient de mare. Intre greutatea care apasa pe roata din partea vehiculului, inclusiv greutatea rotii, denumita presiune sau apasare pe roata, notata cu G, forta de tractiune Ft si coeficientul de frecare ¼ la rostogolire, exista urmatoarea relatie:

Ft= µG

Valoarea ¼ are o limita maxima µmax, denumita coeficient de aderenta, care depinde de natura materialelor care vin in contact. Daca la obada rotii se solicita o forta mai mare decat cea care rezulta din relatia:

F=µmaxG

roata nu se va mai rostogoli, ci se va ambala, adica se va roti cu o viteza mai mare decat cea corespunzatoare vitezei vehiculului. Acest fenomen se poate observa la pornirea autovehiculelor pe terenuri mlastinoase sau gheata sau la pornirea locomotivelor cu abur.

Valoarea maxima Fmax a fortei de tractiune care se poate dezvolta la obada se numeste forta de aderenta si este data de relatia:

Fmax=µmaxG

O valoare a fortei de tractiune solicitata la obada mai mica decat Fmax, se realizeaza cu un coeficient de frecare mai mic decat µmax. Raportul se numeste coeficient de tractiune: