Rambler's Top100

 

Вопросы теории движения легкового автомобиля (часть 4)

Составляющая G2, перпендикулярная поверхности косогора DE, прижимает к ней колеса автомобиля и противодействует его боковому смещению. Автомобиль сохраняет свою устойчивость, когда линия, по которой направлена сила тяжести G (перпендикуляр к линии горизонта АС), пересекает опорную поверхность в пределах ширины колеи В автомобиля. Опрокидывание автомобиля наступит тогда, когда данное пересечение выйдет за пределы колеи В, а это зависит от высоты h-центра тяжести и угла AKD-наклона косогора. Чем меньше высота h и наклон косогора, тем более устойчив автомобиль против бокового опрокидывания при данной ширине колеи.

Пример опрокидывания на косогоре

Рис. 2. Пример опрокидывания на косогоре

При поперечном скольжении автомобиля в условиях заноса на горизонтальном участке (или в условиях резкого поворота) боковое опрокидывание может произойти при резком увеличении боковой составляющей G1 и выхода результирующей составляющей G за пределы колеи В.

Способность автомобиля противостоять опрокидыванию можно характеризовать отношением М/В/(2h), называемым коэффициентом поперечной устойчивости, который для легковых автомобилей составляет 0,9...1,2 или 40...50° критического угла косогора AKD.

Поскольку у современных легковых автомобилей центр тяжести расположен низко, опасность бокового (так же, как и продольного) опрокидывания невелика. Она существенна для легковых автомобилей повышенной проходимости, с центром тяжести, расположенным высоко.

Продольная устойчивость автомобиля определяется максимальным углом подъема, который может преодолеть автомобиль при равномерном движении без буксования колес. Автомобиль со всеми ведущими колесами может преодолевать крутые подъемы без потери продольной устойчивости даже на мокрых и скользких дорогах.

Свойство автомобиля сохранять заданное направление движения и точно следовать траектории, определяемой поворотом рулевого колеса, называется управляемостью. Ее оценивают по следующим признакам:

  • критическая скорость по условиям управляемости;
  • поворачиваемость автомобиля;
  • соотношение углов поворота управляемых колес;
  • стабилизация управляемых колес;
  • угловые колебания.

Критической скоростью по условиям управляемости называют скорость, с которой автомобиль может двигаться на повороте без поперечного скольжения управляемых колес. Нарушение управляемости может быть вызвано рядом внешних факторов, к числу которых относятся неровности дорожного покрытия и поперечный уклон дороги, пробуксовка одного из ведущих колес, попавшего на участок с пониженным коэффициентом сцепления или на участок с повышенным сопротивлением качению.

Все усилия, действующие в поперечном направлении, вызывают боковую деформацию шин и некоторое их смещение от пятна контакта (рис. 3). Каждая последующая точка на беговой дорожке шин входит в соприкосновение с дорогой несколько дальше от центра дороги, чем предыдущая. В результате отпечатки этих точек на след шин смещаются в сторону действия боковой силы инерции Р. Если соединить следы этих точек, то получится линия траектории качения колес б, которая будет находиться под углом d к средней плоскости направления самих колес а. Этот угол а между первоначальным и действительным направлениями качения колеса называется углом бокового увода.

Увод шин передних колес под действием поперечной силы: а - первоначальное направление качения колес, б - устойчивое направление качения колес

Рис. 3. Увод шин передних колес под действием поперечной силы:
а - первоначальное направление качения колес, б - устойчивое направление качения колес с эластичной шиной, d - угол увода колес

Если бы колеса были абсолютно жесткими (теоретически), поворот автомобиля совершался бы относительно центра, лежащих на продолжении оси задних колес, а угол поворота автомобиля равнялся бы углу поворота колес относительно продольной оси автомобиля. Однако вследствие бокового увода шин угол поворота автомобиля отличается от теоретического. При этом, если углы увода передних и задних колес одинаковые, то действительный радиус поворота автомобиля определяется фактическим углом поворота Щ редких колес за вычетом угла бокового увода шин. Такой автомобиль имеет нейтральную поворачиваемость. Если же углы у передних и задних колес разные, то в зависимости от соотношени этих углов изменится величина действительного радиуса поворот автомобиля. Здесь возможны два случая, по-разному влияющие к управляемость автомобиля.

Если угол увода задних колес а значительно больше угла передних колес У (рис. 4, а), то фактический радиус поворота Ru* будет меньше радиуса Rjотносительно мгновенных центров поворота (I и II). Такой автомобиль вынужден двигаться по меньшей окружности, стремясь к уменьшению ее радиуса. Считается, что он обладает излишней поворачиваемостью.

<= предыдущая страница - следующая страница =>

Rambler's Top100