Какие существуют виды устойчивости автомобиля
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Какие существуют виды устойчивости автомобиля

Устройство автомобилей

Устойчивость автомобиля

Факторы, вызывающие нарушение устойчивости автомобиля

Во время движения на автомобиль действуют не только управляющие силы со стороны водителя, корректирующие направление его перемещения по дороге, но и различного рода случайные силы, вызванные различными причинами, и стремящимися изменить направление движения автомобиля. К этим причинам относятся, например, неровности дороги и ее наклон, боковые порывы ветра, инерционные силы, обусловленные прохождением поворота и т. п.
Следует отметить, что некоторые из этих сил могут действовать на автомобиль и во время стоянки, пытаясь вывести его из состояния равновесия. В результате действия всех этих сил автомобиль может потерять устойчивость. При этом различают устойчивость поперечную и продольную.

Нарушение поперечной устойчивости проявляется в боковом скольжении колес или опрокидывании автомобиля в плоскости, перпендикулярной продольной оси.
Нарушение продольной устойчивости проявляется в буксовании колес, вызывающее сползание автомобиля при преодолении им крутого подъема. Опрокидывание автомобиля в продольной плоскости маловероятно и практически невозможно, поскольку у современных автомобилей центр тяжести располагается достаточно низко.

Поперечная устойчивость автомобиля

Показатели поперечной устойчивости

Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются максимально возможная скорость при его движении на повороте данного радиуса и угол поперечного наклона дороги (косогора), при котором автомобиль потеряет устойчивость. Оба показателя могут быть определены из условия поперечного скольжения колес (заноса) и опрокидывания автомобиля.
Таким образом, имеются четыре показателя поперечной устойчивости:

  • vз – максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по окружности (на повороте), соответствующая началу бокового скольжения его колес;
  • vо – максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по окружности (на повороте), соответствующая началу его опрокидывания;
  • βз – максимальный (критический) угол наклона, при котором начинается поперечное скольжение колес;
  • βо – максимальный (критический) угол наклона, при котором начинается опрокидывание автомобиля.

Силы, действующие на автомобиль при повороте

При движении автомобиля на повороте его поперечная устойчивость может быть нарушена в результате действия инерционных сил, направленных перпендикулярно к продольной оси автомобиля. Чтобы определить эти силы рассмотрим схему, показанную на рисунке 1.
При расчетах будем считать, что автомобиль является плоской фигурой и движентся по горизонтальной дороге, а шины в поперечном направлении не деформируются.

На участке 1 – 2 автомобиль движется прямолинейно и его ведущие колеса находятся в нейтральном положении. На участке 2 – 3 водитель поворачивает управляемые колеса, и автомобиль начинает двигаться по кривой переменного радиуса (первой переходной кривой). На участке 3 – 4 положение колес, повернутых на угол θ , остается неизменным, так же, как и радиус ρз траектории середины заднего моста. На участке 4 – 5 (второй переход кривой) водитель поворачивает управляемые колеса в обратном направлении (выравнивает их вдоль оси автомобиля), и радиус ρз постепенно увеличивается. На участке 5 – 6 автомобиль снова движется прямолинейно.

При равномерном движении на участке 3 – 4 (кривая постоянного радиуса) из центра поворота О через центр тяжести автомобиля на него действует центробежная сила Рц , пропорциональная квадрату скорости автомобиля v и его массе m , и обратно пропорциональная расстоянию ρц от центра поворота до центра тяжести автомобиля (радиусу поворота):

где ω – угловая скорость автомобиля при повороте: ω = v/ρц .

Расстояние ρц от центра тяжести автомобиля до центра поворота О можно определить из геометрического соотношения (см. рис. 1):

где L – расстояние между передней и задней осями автомобиля (база).

При больших скоростях движения потеря устойчивости автомобиля наиболее опасна из-за вероятности заноса и даже опрокидывания. А так как в этих случаях угол поворота управляемых колес θ незначителен, то им можно пренебречь, тогда:

Таким образом, центробежная сила, стремящаяся откинуть автомобиль от центра поворота, при равномерном движении может быть определена по формуле:

Рц = mv 2 /(ρз cos γ) = mv 2 θ/(L cos γ) .

Поперечная составляющая этой силы:

При равномерном движении (переходные кривые на рис. 1) на автомобиль действует также сила РуII , вызванная изменением кривизны траектории. Поперечная составляющая этой силы пропорциональна скорости v автомобиля и угловой скорости ωук управляемых колес. Величина этой угловой скорости зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем быстрее приходится поворачивать колеса, чтобы вписаться в поворот:

В случае неравномерного движения на автомобиль действует еще и сила РуIII :

где j – ускорение движения автомобиля.

Таким образом, поперечная инерционная сила, вызывающая занос и опрокидывание автомобиля при движении на повороте, в общем случае может быть определена по формуле:

Сила РуII действует только в процессе поворота рулевого колеса. При входе автомобиля в поворот сила РуII положительна и вместе с силой PуI она увеличивает вероятность заноса и опрокидывания автомобиля.

При выходе автомобиля из поворота скорость ωук отрицательна и сила РуII частично уравновешивает силу РуI , и автомобиль может двигаться с большей скоростью без потери устойчивости.

Сила РуIII увеличивается с увеличением угла θ и ускорения j автомобиля. Поэтому во время вхождения автомобиля в поворот нарушение его устойчивости будет наиболее вероятно при разгоне, чем при движении накатом, когда ускорение j и сила РуIII отрицательны.

В результате поворота автомобиля вокруг центра тяжести возникает инерционный момент Ми , который пропорционален угловому ускорению и моменту инерции автомобиля.

Поперечная инерционная сила Ру уравновешивается поперечными реакциями дороги Rу1 и Rу2 , действующими на колеса автомобиля. Инерционный момент влияет на перераспределение этих реакций, но так как это влияние на устойчивость автомобиля сравнительно невелико, то его можно не учитывать при расчетах.

Какие существуют виды устойчивости автомобиля

Галерея
Форум

Под устойчивостью понимается свойство автомобиля сохранять заданные направление движения, ориентацию продольной и вертикальной оси.
Устойчивость автомобиля непосредственно связана с безопасностью дорожного движения. Управляя неустойчивым автомобилем, водитель вынужден внимательно следить за дорожной обстановкой и постоянно корректировать движение автомобиля, чтобы он не выехал за пределы дороги. Различают курсовую, поперечную и продольную устойчивость автомобиля.

Курсовой устойчивостью автомобиля называют его свойство двигаться без корректирующих воздействий со стороны водителя, т.е. при неизменном положении рулевого колеса. Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью произвольно меняет направление движения (“рыскает” по дороге), создавая угрозу другим транспортным средствам и пешеходам.
Нарушение курсовой устойчивости при прямолинейном движении автомобиля происходит под действием возмущающих сил, поперечной составляющей веса, бокового ветра, ударов колес о неровности дороги, а также различных по величине продольных сил (тяговой, тормозной), приложенных к колесам правой и левой сторон автомобиля. При криволинейном движении автомобиля к этим силам добавляется центробежная сила. Потеря устойчивости автомобилем может быть вызвана также неправильными приемами управления или техническими неисправностями.
Часто предпосылкой потери устойчивости является скорость автомобиля, не соответствующая дорожным условиям. Если автомобиль движется с излишне высокой скоростью, то тяговая сила Рт приближается по величине к силе сцепления Рсц ведущих колес с дорогой, вследствие чего возможно их пробуксовывание.

Скорость, максимально допустимая при прямолинейном движении автомобиля без пробуксовки ведущих колес уменьшается при уменьшении коэффициента сцепления, росте сопротивления дороги, а также при увеличении ускорения. Поэтому потеря курсовой устойчивости автомобилем наиболее вероятна на участках дороги со скользким неровным покрытием (укатанный снег, обледенелый асфальтобетон, булыжник) и подъемами. Часто водители, видя впереди подъем и не желая терять скорости, увеличивают подачу топлива и преодолевают подъем “с ходу”. Если при этом на пути встретится участок, покрытый снежной или ледяной коркой, то значения сил Рт и Рсц могут стать примерно одинаковыми, тогда даже небольшая поперечная сила может вызвать боковое скольжение заднего моста.

Условием сохранения равновесия неподвижного или равномерно движущегося автомобиля на уклоне или косогоре является прохождение вектора силы тяжести внутри опорной площади автомобиля – прямоугольника, вершины которого совпадают с точками взаимодействия колес с дорогой. По мере загрузки автомобиля центр тяжести смешается вверх, вследствие чего даже незначительный уклон дороги может привести к потере устойчивости.
Поперечная устойчивость – это способность автомобиля двигаться по дорогам различного качества без опрокидывания и бокового скольжения относительно боковых правых и левых колес. Потеря поперечной устойчивости при криволинейном движении может привести к прогрессивно нарастающему поперечному скольжению шин по дороге (заносу) или опрокидыванию автомобиля. Показателями поперечной устойчивости автомобиля при криволинейном движении являются максимально возможные скорости движения по дуге окружности и угол поперечного уклона дороги (косогора). При криволинейном движении автомобиля потерю устойчивости обычно вызывает центробежная сила Py (см. рис. 1.).

рисунок 1. Движение автомобиля на вираже

Расстояние от точки О (центра поворота) до середины заднего моста при угле поворота управляемых колес θ R = L/tgθ

Максимальный (критический) угол косогора дороги, по которому автомобиль может двигаться без поперечного скольжения:

Согласно формуле движение автомобиля устойчивее при больших значениях φy и R и малых величинах v и beta;.
Для повышения безопасности на дорогах, предназначенных для скоростного движения, все левые повороты имеют односкатный профиль – вираж. На вираже проезжая часть и обочины имеют поперечный уклон, направленный к центру закругления. Силы Ру sinβ и G cosβ при этом имеют направление, противоположное показанному на рис. 1, что повышает поперечную устойчивость автомобиля.

Читать еще:  Нужно ли заряжать аккумулятор перед зимой

УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ. ПОКАЗАТЕЛИ УСТОЙЧИВОСТИ

Движение автомобиля в плоскости дороги характеризуется следующими параметрами:

– величиной и направлением поступательной скорости центра масс ();

– величиной и направлением угловой скорости относительно вертикальной оси Z ();

Параметры, характеризующие движение автомобиля в плоскости.

При движении на автомобиль, кроме сил сопротивления силы тяги и управляющих сил (т.е. сил, возникающих при повороте водителем управляющих колес) действуют разного рода случайные силы. Эти силы могут быть вызваны порывом ветра, наездом одного или нескольких колес на неровности поперечном уклоном дороги и т.д.

Случайные силы, а так же кинематические последствия их действия принято называть возмущения.

В следcтвии возмущений в течении некоторого времени происходит изменение параметров движения.

Процесс изменения параметров движения при переходе от одного установившегося режима движения к другому называется переходным.

При значительных возмущениях может наступить потеря устойчивости, которая выражается в изменении траектории движения автомобиля, либо в его боковом скольжении (заносе), либо в его опрокидывании.

Занос автомобиля – это боковое скольжение всего автомобиля или нескольких его осей.

Опрокидывание автомобиля – это потеря устойчивости автомобиля относительно продольной и поперечной осей, параллельных опорной плоскости.

Так что же устойчивость автомобиля ?

Устойчивость автомобиля – свойство автомобиля сохранять в заданных во времени или пути пределах, независимо от скорости движения и действия внешних и инерционных сил, направление движения и ориентацию продольной и вертикальной осей при отсутствии управляющих воздействий со стороны водителя.

Различают следующие виды устойчивости автомобиля:

а) устойчивость движения:

б) устойчивость положения:

Устойчивость движения автомобиля в плоскости дороги в поперечном и угловом направлениях характеризуется траекторной и курсовой устойчивостью.

Траекторная устойчивость – свойство автомобиля, характеризующее его способность сохранять заданное водителем направление движения.

При движении автомобиля, вследствии возмущений может отклоняться от траектории заданной водителем направление движения.

При движении автомобиля, вследствии возмущений может отклоняться от траектории заданной водителем, т.е. иметь траекторное отклонение.

Траекторное отклонение – это отклонение вектора скорости автомобиля от заданного направления движения.

Траекторное отклонение направления автомобиля

Траекторное отклонение автомобиля характеризуется направляющим углом .

Направляющий угол – угол между вектором поступательной скорости автомобиля и направлением его движения.

Курсовая устойчивость – свойство автомобиля, характеризующее его способность сохранять ориентацию продольной оси.

При движении в результате действия боковой силы и вызываемого этим бокового увода и частичного бокового скольжения колес, автомобиль может иметь курсовое отклонение.

Курсовое отклонение – это отклонение продольной оси автомобиля от заданного водителем направления движения. Курсовое отклонение автомобиля характеризуется курсовым углом .

Курсовой угол – это угол между продольной осью автомобиля при действии на него аэродинамических сил.

Устойчивость положения автомобиля в продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях характеризуются поперечной и продольной устойчивостью.

Наиболее вероятна и более опасна потеря поперечной устойчивости.

Поперечная устойчивость автомобиля – устойчивость автомобиля по ориентации его вертикальной оси в поперечной плоскости, перпендикулярной опорной поверхности.

Боковое скольжение и опрокидывание автомобиля Потеря автомобилем поперечной устойчивости происходит под действием сил:

– центробежной силы (при движении на повороте);

– поперечной составляющей силы веса автомобиля (при движении по косогору);

– силы бокового ветра.

При этом автомобиль может опрокинуться относительно линии, проходящей через центры отпечатков переднего и заднего колес левой (правой) стороны автомобиля, либо скользить (сползать) в боковом направлении.

В случае потери продольной устойчивости автомобиль может опрокинуться относительно передней или задней оси, либо скользить (сползать) в продольном направлении.

У современных автомобилей с низко расположенным центром масс опрокидывание в продольной плоскости маловероятно и практически исключено.

Возможно лишь буксование ведущих колес, вызывающее сползание автомобиля, например, во время динамического преодоления автомобилем крутого подъема большой длины.

Устойчивость автомобиля определяется его компоновкой, геометрическими параметрами (шириной колес, высотой цента масс), особенностями рулевого управления, характеристиками шин и параметрами подвесок.

В значительной мере устойчивость автомобиля зависит от поступательной скорости его движения.

Скорость, при которой автомобиль теряет устойчивость, называется критической скоростью.

Рассмотрим оценочные показатели устойчивости автомобиля.

Оценочными показателями устойчивости являются критические параметры движения и положения. Общепринятая система оценочных показателей устойчивости отсутствует. В дальнейшем при изучении устойчивости будем использовать следующие основные показатели:

-критическая скорость по заносу ();

-критическая скорость по опрокидыванию ();

-критическая скорость по курсовой устойчивости ();

-критическая скорость прямолинейного движения;

-критический угол косогора по боковому скольжению ();

– критический угол косогора по боковому опрокидыванию ();

-коэффициент поперечной устойчивости ()

Оценочные показатели устойчивости определяются в ходе испытаний автомобилей. Они могут так же определяться расчетным методом, что будет рассмотрено при изучении последующих учебных вопросов.

Рассмотрим устойчивость прямолинейного движения автомобиля и определение критической скорости по курсовой устойчивости.

ЛЕКЦИЯ 16

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 9912 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Устойчивость автомобиля

Под устойчивостью понимают способность автомобиля противостоять заносу (скольжению) и опрокидыванию. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно нарушение поперечной устойчивости, возникающее вследствие действия боковых сил: центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести, бокового ветра, ударов о неровности дороги.

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от следующих факторов: массы автомобиля, высоты его центра тяжести, базы, ширины колеи; размера шин, их конструкции и состояния; радиусов кривизны дороги и состояния ее поверхности; конструкции и состояния тормозов; скорости и направления движения; умения управлять автомобилем.

Установлено, что чем выше расположен центр тяжести автомобиля и чем уже колея, тем выше вероятность опрокидывания. Для повышения устойчивости колея должна быть возможно шире, а центр тяжести — ниже. Наличие груза в кузове, особенно крупногабаритного (контейнеров, тюков, прессованного сена и т. д.), увеличивает высоту центра тяжести, тем самым снижая устойчивость.

На повороте существенное влияние на устойчивость кроме перечисленных факторов оказывает также скорость поворота управляемых колес. Резкий поворот может в определенных условиях явиться основным фактором, вызвавшим нарушение устойчивости автомобиля.

Движение по косогору и по кривой связано с некоторыми дополнительными явлениями, усиливающими вероятность опрокидывания автомобиля. Сюда относится, например, перемещение пассажиров и грузов в сторону действия поперечной силы. Это перемещение вызывает изменение положения центра тяжести подрессоренных масс, вследствие которого возрастает опасность опрокидывания автомобиля. Под действием поперечных сил происходит деформация шин одновременно в двух направлениях — радиальном и поперечном.

При больших значениях поперечных сил шина соприкасается с проезжей частью дороги не только протектором, но и частью боковины, менее эластичной по сравнению с протектором. При весьма больших перегрузках возможно также полное сплющивание шин и врезание обода колеса в верхний слой дорожного покрытия. Механическое зацепление, возникающее в этом случае, резко увеличивает общую силу поперечного сцепления шин с дорогой, а вместе с этим и вероятность опрокидывания автомобиля.

Максимальную допустимую скорость движения автомобиля на поворотах до появления бокового скольжения можно определить по следующей формуле:

где Vз — максимальная скорость на повороте до появления бокового скольжения автомобиля, мс;

g — ускорение силы тяжести, м/с2;

R — радиус поворота автомобиля, м;

фу-коэффициент поперечного сцепления шины с дорогой.

Во всех случаях заноса на автомобиль действует поперечная (центробежная) сила, которая появляется при всяком отклонении автомобиля от прямолинейного направления. Как видно из последней формулы, возникновение заноса наиболее вероятно при крутых поворотах автомобиля на скользкой дороге.

В практике редко наблюдается одновременное скольжение обеих осей в поперечном направлении. Гораздо чаще начинают скользить колеса одной оси передней или задней. Наиболее вероятен занос задней оси автомобиля, на колеса которой при разгоне и преодолении больших сопротивлений действует касательная реакция, в десятки раз большая, чем на переднюю ось. Во время торможения же сила сцепления задних колес уменьшается вследствие перераспределения нагрузки, что также способствует их заносу. Занос задней оси у большинства автомобилей не только вероятнее, но и опаснее заноса передней оси. Последний погашается автоматически, так как возникающие центробежная сила и инерционный момент противодействуют повороту передней части автомобиля в сторону заноса. Для гашения заноса задней оси обычно рекомендуется поворачивать управляемые колеса в сторону заноса, уменьшая тем самым величину центробежной силы. Если передние колеса будут повернуты на достаточно большой угол, центробежная сила направится в сторону, противоположную заносу, и он прекратится.

Однако резкий поворот передних колес на чрезмерно большой угол может вызвать скольжение задней оси в обратную сторону и движение автомобиля в направлении повернутых колес. Поэтому сразу после прекращения заноса передние колеса следует повернуть в обратном направлении и вывести автомобиль на прямолинейное движение.

Читать еще:  Лада веста коробка передач

Поперечная сила может вызвать также опрокидывание автомобиля относительно опоры внешних колес. Максимальная скорость движения на повороте до опрокидывания определяется по формуле

где В — ширина колен автомобиля, м; h — высота центра тяжести, м.

Формула дает несколько завышенное (на 10 — 12 %) значение допустимой скорости. Это объясняется тем, что в ней не учитывается ряд факторов, в частности таких, как крен кузова, неравномерное распределение груза по ширине кузова и т. д, Как видно из формулы, чем выше расположен центр тяжести автомобиля, тем ниже допустимая скорость движения на повороте по условиям опрокидывания,

В практике эксплуатации автомобилей потеря поперечной устойчивости наблюдается чаще всего при торможении. В этом случае в контактах шин с дорогой действуют большие тормозные силы, и колеса утрачивают способность воспринимать поперечные силы. При полной блокировке колес их движение становится неустойчивым. В случае блокировки колес задней оси автомобиль легко входит в состояние прогрессирующего заноса, из которого, однако, его можно вывести поворотом передних колес, если они еще не использовали полностью силу сцепления и не заблокированы. Если — же раньше блокируются колеса передней оси, то прогрессирующего заноса автомобиля не возникает; однако он полностью утрачивает управляемость, так как поворот заблокированных колес не меняет направления движения.

Безопасность движения автомобиля должна быть сохранена в течение всего срока его работы. Из многочисленных факторов, изменяющихся во время эксплуатации, на устойчивость в большей степени влияет техническое состояние шин и тормозов.

По мере износа протектора шин ухудшается сцепление колеса с дорогой и увеличивается вероятность бокового заноса. Коэффициент сцепления шины, протектор которой изношен до полного исчезновения рисунка, почти вдвое меньше коэффициента сцепления новой шины. Поэтому эксплуатация автомобиля с изношенными шинами недопустима и запрещена правилами движения.

Неправильная регулировка тормозов может привести к различной величине тормозных моментов на колесах правой и левой сторон автомобиля, а возникающий при этом поворачивающий момент — вызвать потерю устойчивости. Неравномерность тормозных усилий на передних колесах опаснее, чем на задних.

Для безопасного вождения на высоких скоростях необходимо стремиться к повышению устойчивости автомобиля. Это достигается понижением центра тяжести, удлинением базы и расширением колеи автомобиля, а также правильной регулировкой тормозов и соблюдением скорости движения, соответствующей состоянию дороги.

5.4. Устойчивость автомобиля

Под устойчивостью понимают свойства автомобиля противо­стоять заносу, скольжению, опрокидыванию. Различают продоль­ную и поперечную устойчивость автомобиля. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Курсовой устойчивостью автомобиля называют его свойство двигаться в нужном направлении без корректирующих воздействий со стороны водителя, т.е. при неизменном положении руле­вого колеса. Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью все время неожиданно меняет направление движения. Это создает уг­розу другим транспортным средствам и пешеходам. Водитель, управляя неустойчивым автомобилем, вынужден особенно вни­мательно следить за дорожной обстановкой и постоянно коррек­тировать движение, чтобы предотвратить выезд за пределы доро­ги. При длительном управлении таким автомобилем водитель быстро утомляется, повышается возможность ДТП.

Нарушение курсовой устойчивости происходит в результате действия возмущающих сил, например, порывов бокового ветра, ударов колес о неровности дороги, а также из–за резкого поворо­та управляемых колес водителем. Потеря устойчивости может быть вызвана и техническими неисправностями (неправильная регулировка тормозных механизмов, излишний люфт в рулевом управлении или его заклинивание, прокол шины и др.)

Особенно опасна потеря курсовой устойчивости при большой скорости. Автомобиль, изменив направление движения и откло­нившись даже на небольшой угол, может через короткое время оказаться на полосе встречного движения. Так, если автомобиль, движущийся со скоростью 80 км/ч, отклонится от прямолинейно­го направления движения всего на 5°, то через 2,5с он перемес­титься в сторону почти на I м и водитель может не успеть вернуть автомобиль на прежнюю полосу.

Рис.5.5. Схема сил, действующих на автомобиль

Часто автомобиль теряет устойчивость при движении по до­роге с поперечным уклоном (косогору) и при повороте на гори­зонтальной дороге. Если автомобиль движется по косогору (рис.5.5,а) сила тяжести G составляет с поверхностью дороги угол и ее можно разложить на две составляющие: силу Р1, параллельную дороге, и силу Р2, перпендикулярную ей. Сила Р1, стремиться сдви­нуть автомобиль под уклон и опрокинуть его. Чем больше угол косогора , тем больше сила Р1 , следовательно, тем вероятнее по­теря поперечной устойчивости. При повороте автомобиля причи­ной потери устойчивости является центробежная сила Рц (рис. 5.5,б), направленная от центра поворота и приложенная к цент­ру тяжести автомобиля. Она прямо пропорциональна квадрату скорости автомобиля и обратно пропорциональна радиусу кри­визны его траектории.

Поперечному скольжению шин по дороге противодействуют силы сцепления, как уже отмечалось выше, которые зависят от коэффициента сцепления. На сухих, чистых покрытиях силы сцеп­ления достаточно велики, и автомобиль не теряет устойчивости даже при большой поперечной силе. Если дорога покрыта слоем мокрой грязи или льда, автомобиль может занести даже в том случае, когда он движется с небольшой скоростью по сравнительно пологой кривой.

, (5.5)

Максимальная скорость, с которой можно двигаться по кри­волинейному участку радиусом R без поперечного скольжения шин, равна

Так, выполняя поворот на сухом асфальтобетонном покрытии (jx=0,7) при R=50м, можно двигаться со скоростью около 66 км/ч. Преодолевая тот же поворот после дождя (jx=0,3) без скольжения можно двигаться лишь при скорости 40–43 км/ч. Поэтому перед поворотом нужно уменьшить скорость тем больше, чем меньше радиус предстоящего поворота. Формула (5.5) определяет ско­рость, при которой колеса обоих мостов автомобиля скользят в поперечном направлении одновременно. Такое явление в практи­ке наблюдается крайне редко. Гораздо чаще начинают скользить шины одного из мостов – переднего или заднего. Поперечное скольжение переднего моста возникает редко и к тому же быстро прекращается. В большинстве скользят колеса заднего моста, ко­торые, начав двигаться в поперечном направлении, скользят все быстрее. Такое ускоряющееся поперечное скольжение называют заносом. Для гашения начавшегося заноса нужно повернуть ру­левое колесо в сторону заноса. Автомобиль при этом начнет дви­гаться по более пологой кривой, радиус поворота увеличиться, а центробежная сила уменьшится. Поворачивать рулевое колесо нужно плавно и быстро, но не на очень большой угол, чтобы не вызвать поворот в противоположную сторону. Как только занос прекратиться, нужно также плавно и быстро вернуть рулевое ко­лесо в нейтральное положение. Следует также заметить, что для выхода из заноса заднеприводного автомобиля подачу топлива нужно уменьшить, а на переднеприводном, напротив, увеличить.

Часто занос возникает во время экстренного торможения, ког­да сцепление шин с дорогой уже использовано для создания тормозных сил. В этом случае следует немедленно прекратить или ослабить торможение и тем самым повысить поперечную устой­чивость автомобиля.

Под действием поперечной силы автомобиль может не толь­ко скользить по дороге, по и опрокинуться на бок или на кры­шу. Возможность опрокидывания зависит от положения цент­ра, тяжести автомобиля. Чем выше от поверхности автомобиля находится центр тяжести, тем вероятнее опрокидывание. Осо­бенно часто опрокидываются автобусы, а также грузовые ав­томобили, занятые на перевозке легковесных, объемных гру­зов (сено, солома, пустая тара и т.д.) и жидкостей. Под действи­ем поперечной силы рессоры с одной стороны автомобиля сжи­маются и кузов его наклоняется, увеличивая опасность опро­кидывания.

Максимальная скорость, с которой можно преодолевать по­ворот без опрокидывания равна:

(5.6)

где n – коэффициент, учитывающий поперечный наклон (крен) кузова на подвеске; R – 0,9 для легковых автомобилей и 0,8 для грузовых и автобусов;

Какие существуют виды устойчивости автомобиля

Устойчивость — это способность автомобиля двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания, заноса и увода.

Управляемость — способность точно следовать заданному водителем направлению движения. Понятия устойчивость и управляемость тесно переплетаются и их следует рассмотреть совместно. Причинами, вызывающими нарушение устойчивости и управляемости автомобиля, наиболее часто являются воздействующие на автомобиль боковые силы.

В движении боковые силы имеются практически всегда. Наиболее часто они порождаются центробежной силой при движении автомобиля по кривой. При этом на повороте боковые силы тем больше, чем больше скорость движения автомобиля и меньше радиус закругления дороги. Да и на прямой дороге водители объезжая препятствия или неровности дороги, удерживают автомобиль от увода в сторону поворотами рулевого колеса. И здесь тоже возникает центробежная сила.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Боковые силы возникают также при торможении, когда у колес левой и правой стороны автомобиля различные силы сцепления с дорогой (левые катятся по сухому асфальту, а правые по корке льда или мокрой обочине). Разные коэффициенты сопротивления качению на колесах, разные усилия, создаваемые тормозными механизмами, разное давление воздуха в шинах и их износ, нарушение регулировок переднего моста — все это порождает боковые силы. Наконец, поперечный уклон и неровности дороги, ветер — это тоже боковые силы.

Читать еще:  Как отличить оригинальный ремень грм gates от подделки

Наиболее частое проявление неустойчивости и неуправляемости — увод шин и соответственно увод автомобиля от заданного водителем направления движения. Дело в том, что глина под воздействием боковых сил искривляется, ось ее отпечатка на дороге становится не параллельна, а под некоторым углом к плоскости колеса и автомобиль отклоняется от заданного направления движения. Явление увода шин особенно сильно проявляется на крутых поворотах с большой скоростью. Увод зависит не только от боковой силы, но и от давления воздуха в шине и вертикальной нагрузки на нее — чем они больше, тем увод меньше. Вследствие этого у каждого автомобиля шины имеют, как правило, различную склонность к уводу. Когда увод шин задних колес больше, чем передних, автомобиль приобретает излишнюю поворачиваемость, склонен к заносу и, следовательно, менее безопасен. И наоборот, если увод шин задних колес меньше, чем передних, автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость и более устойчив.

В. движении автомобиль удерживается от боковых сил на дороге силой сцепления, которая используется не только на создание силы тяги или тормозной силы, она же обеспечивает и устойчивость (на управляемых колесах она еще обеспечивает изменение направления движения автомобиля при повороте рулевого колеса). Если представить графически силу сцепления, создаваемую на ведущих колесах, то наиболее наглядно она будет показана в виде круга радиусом, равным ее значению. В пределах этого круга сила сцепления может быть использована либо на создание силы тяги или тормозной силы, либо на удержание автомобиля на дороге от действия боковых сил. Векторы создаваемых при этом сил не должны выходить за пределы круга. Если силу сцепления превышает сила тяги, возникает буксование колес, если тормозная сила — юз, а если боковые силы — занос. В движении чаще всего наблюдается сочетание боковых сил либо с силой тяги, либо с тормозной силой, и сила сцепления в таких случаях используется на реализацию их равнодействующей. Превышение силы тяги над силой сцепления возникает при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала (резким нажатием на педаль управления дроссельной заслонкой), при резком торможении рабочим тормозом, резком включении сцепления. Во всех этих случаях автомобиль теряет устойчивость. При движении по неровностям типа гребешков на большой скорости колеса автомобиля на какие-то мгновения отрываются от дороги. Опускаясь затем снова на дорогу, колеса рывком воспринимают силу тяги, утерянную во время нахождения их в воздухе. Как правило, в этот момент сила тяги значительно больше силы сцепления, и автомобиль также теряет устойчивость.

Потеря устойчивости наиболее вероятна на дорогах с малым коэффициентом сцепления. Но при очень крутом повороте на большой скорости боковые силы настолько велики, что потеря устойчивости (занос) может возникнуть даже на дорогах с большим коэффициентом сцепления (например, на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием).БЮ

Когда величина боковых сил превышает силу сцепления колес с дорогой, происходит произвольное перемещение колес автомобиля в поперечном направлении, так называемый занос. Обычно водитель сталкивается с заносом задних колес, занос передних, если он возникает, тут же гасится появляющейся при этом центробежной силой.

Занос задних колес крайне опасен, так как всегда возникает внезапно, и погасить его, когда он уже возник, совсем непросто.

При возникновении заноса реакция водителя должна быть мгновенной. Он немедленно начинает действовать, чтобы погасить занос сразу. Быстрым, коротким поворотом рулевого колеса в сторону заноса он выравнивает автомобиль, не допуская при этом замедления или ускорения движения. При небольшом заносе нет необходимости в крутом повороте рулевого колеса на большой угол. При крутом повороте руля, не соответствующем величине заноса, возникает еще больший занос в обратную сторону (антизайос). Антизанос вы зывает у водителя чувство растерянности к нередко приводит к опрокидыванию автомобиля. Необходимый угол поворота рулевого колеса при заносе приобретается лишь опытом и никаких более конкретных рекомендаций здесь дать нельзя.

Боковое опрокидывание (через борт) может произойти при воздействии на автомобиль очень больших боковых сил и большом коэффициенте сцепления колес е дорогой, а также при большом поперечном уклоне дороги. Опрокидыванию может предшествовать занос, прк котором автомобиль утыкается колесами в неподвижное препятствие. Вероятность бокового опрокидывание зависит также от ширины колеи автомобиля (чем он« больше, тем боковая устойчивость лучше) и от расположения центра масс автомобиля (чем он ниже, тем устойчивость лучше). Боковое опрокидывание чаще происходит при большой скорости на крутом повороте, при высоко расположенном центре масс (что бывает у автомобиля с тяжелым грузом в багажнике на крыше), при большом поперечном уклоне дороги (на косогоре) или при сочетании этих факторов.

Продольное опрокидывание через ось задних колес у легковых автомобилей практически не наблюдается. Опрокидывание через ось передних колес может произойти при резком торможении (или утыкании в препятствие) при движении с большой скоростью на крутом спуске. Наиболее вероятно при движении с полностью загруженным багажником на крыше.

Почти все отечественные легковые автомобили обладают хорошей устойчивостью и управляемостью, особенно при неполной загрузке. Лучшими в этом плане являются переднеприводные, на устойчивость которых мало влияет и степень их загрузки. Наиболее удачным следует признать ВАЗ -2108, имеющий низко расположенный и смещенный вперед центр масс и недостаточную пово-рачиваемость. Наихудшую характеристику по устойчивости имеет ЗАЗ -968 М «Запорожец».

Устойчивость против бокового опрокидывания у всех легковых автомобилей с колесной формулой 4X2 хорошая, так как колея у них почти в 2 раза больше высоты центра масс. Опрокидывание таких машин может произойти лишь на косогоре с уклоном более 30%.

Итак, что может и должен делать водитель, чтобы максимально улучшить устойчивость и управляемость своего автомобиля?

Во-первых, тщательно следить за техническим состоянием автомобиля, особенно за исправностью тормозов, рулевого управления, колес, амортизаторов. Поддерживать рекомендуемое давление воздуха в шинах, устанавливая в задних колесах несколько увеличенное давление в сравнении с передними.

Во-вторых, не перегружать автомобиль, размещать пассажиров на переднем сиденьи, не перевозить тяжелый и крупногабаритный груз в багажнике на крыше.

В-третьих, не допускать резкого управления автомобилем, уменьшать скорость перед поворотами, создавать такой режим движения, при котором возникает как можно меньше боковых сил, избегать движения по скользким дорогам.

Под устойчивостью автомобиля понимается способность его сохранять заданное движение без опрокидывания, сползания и заноса. Потеря устойчивости происходит при продольном и поперечном опрокидывании, а также при боковом перемещении и сползании на подъеме.

Боковая устойчивость определяет устойчивость автомобиля против заноса колес одной оси вбок. Боковой занос автомобиля происходит вследствие потери сцепления между ведущими (или заторможенными) колесами и дорогой. Такой занос может возникнуть при движении по скользкой дороге во время торможения или при повороте.

Поперечная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно боковых колес (левых и правых) и зависит от ширины колеи и высоты расположения центра тяжести. Чем шире колея и ниже расположен центр тяжести, тем больше устойчивость против опрокидывания вбок. Опрокидывание вбок может также произойти при движении вдоль по крутому склону.

Продольная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно передней или задней оси, зависит от расположения центра тяжести, базы автомобиля, величины тягового усилия на ведущие колеса и уклона дороги.

Устойчивость автомобиля при торможении может быть потеряна даже при движении автомобиля по прямой. Это объясняется тем, что наличие большого тягового или тормозного усилия на ведущих колесах уменьшает их устойчивость. Устойчивость при торможении нарушается, если тормозное усилие, приложенное к окружности колеса, по своей величине приблизится к силе сцепления между колесами и дорогой.

Наличие на автомобиле тормозов на всех четырех колесах увеличивает тормозное усилие, которое может быть передано через колеса без нарушения устойчивости автомобиля.

Устойчивость автомобиля против опрокидывания характеризуется коэффициентом устойчивости (Ку), который определяется по формуле:

Управляемость автомобиля зависит от рулевого управления, подвески, шин и давления в них. На управляемость влияют неправильная установка управляемых колес, наличие зазоров в рулевом механизме и приводе, перекосы осей и заднего моста. Поэтому необходимо постоянно следить за исправностью механизмов и деталей автомобиля.

Маневренность автомобиля — это возможность изменять направление движения на минимальной площади. Она зависит от следующих особенностей его конструкции: габаритных размеров, углов поворота передних колес, обзорности как перед автомобилем, так и сзади него.

Легкость управления автомобилем определяется величиной физических усилий и количеством труда водителя, затрачиваемых при управлении автомобилем. Это достигается путем улучшения конструкции рулевого механизма, тормозных систем, устройством и оборудованием рабочего места водителя, обзорностью дороги перед автомобилем, а также предохранением водителя от воздействия шумов, вибрации и вредных газов.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector