Устойчивость автомобиля

Критический угол подъема по буксованию во многом зависит от коэффициента сцепления. Для автомобиля со всеми ведущими колесами критический угол подъема по буксованию

Следовательно, такого типа автомобили могут преодолевать крутые подъемы без потери продольной устойчивости.

 

Продольная  устойчивость автопоезда

Признаком нарушения  продольной устойчивости автопоезда при движении на подъеме является его сползание вниз по подъему, которое вызывается буксованием ведущих колес автомобиля-тягача. Это может произойти, например, во время динамического преодоления автопоездом крутого подъема большой длины.

Продольную  устойчивость автопоезда характеризует  критический (максимальный) угол а_б подъема по буксованию.

Определим максимальный угол подъема, который может преодолеть прицепной автопоезд при равномерном движении без буксования ведущих колес автомобиля-тягача. При этом силами сопротивления качению и воздуха пренебрегаем, так как автопоезд на подъеме движется с небольшой скоростью и значения этих сил невелики (рис. 11.13).

Из условий  равновесия автомобиля-тягача следует:

где G_np— вес прицепа, Н; Л_кр — высота расположения крюка буксирного устройства; a — угол подъема.

Максимальное значение касательной реакции дороги R_X2 ограничено сцеплением колес с дорогой:

Подставим в  это выражение значения касательной R_X2 и нор 
мальной R_Z2 реакций дороги, разделим обе части выражения на 
cos а и, приняв, что а = а₆, получим выражение для максимально 
го, или критического, угла подъема, при котором возможно дви 
жение прицепного автопоезда без буксования ведущих колес ав 
томобиля-тягача:;

Критический угол подъема по буксованию существенно  зависит от сцепления колес с дорогой. Так, например, при коэффициенте сцепления ф_х = 0,3 (асфальт, покрытый снегом) для автопоездов этот угол не превышает 6°. Поэтому в зимнее время часто происходит буксование ведущих колес тягача автопоезда на относительно пологих подъемах (см. рис. 11.12).

 

 

3 Влияние различных  факторов на устойчивость автомобиля.

 

На поперечную устойчивость автомобиля влияют различные конструктивные и эксплуатационные факторы. К ним относятся:

1) Поперечный крен кузова. Он учитывается, когда при разгоне, торможении и повороте автомобиля, а также при движении по неровностям дороги вследствие действия боковой силы Р_у, (рис. 4, а). шины 1 и упругие элементы подвески 2 (рессоры, пружины и др.) с одной стороны автомобиль разгружают, а с другой - нагружают. В результате кузов автомобиля наклоняется в поперечном направлении на определенный угол – это угол крена кузова автомобиля, что увеличивается с возрастанием боковой силы Р_у. Для уменьшения крена кузова автомобиля, необходимо повысить жесткость подвески, что достигается установкой в подвеске стабилизатора 3 (рис. 4, б) поперечной устойчивости, который уменьшает его поперечные угловые колебания.

Обычно при  эксплуатации угол поперечного крена  кузова не превышает 10°.

Рис. 4 Крен кузова (а) и стабилизатор (б) поперечной устойчивости кузова

1 – шина; 2 – упругие элементы подвески; 3 – стабилизатора

2) Износ шин. В процессе эксплуатации по мере износа протектора шин ухудшается сцепление колес с дорогой, поэтому возрастает веро ятность заноса автомобиля и потеря устойчивости.

3) Неисправности тормозных механизмов. Причиной нарушения поперечной устойчивости при торможении может быть неравномерное распределение тормозных сил по колесам автомобиля из-за замасливания или неправильной регулировки тормозных механизмов. При этом неравномерность распределения тормозных сил у передних колес опаснее, чем у задних.

4) Блокировка колес при торможении. На устойчивость автомобиля существенное влияние оказывает блокировка колес при торможении.

При торможении на дорогах с меньшим коэффициентом  сцепления у автомобиля первыми блокируются задние колеса, что может привести к потере устойчивости автомобиля.

При торможении на дорогах с более высоким  коэффициентом сцепления у автомобиля первыми блокируются передние колеса. Следствием этого может быть потеря управляемости автомобиля.

Одновременная блокировка всех колес может произойти  при торможении, когда коэффициент  сцепления шин с дорогой равен  от 0,4-0,45.

5) Высота центра масс и ширина  колеи колес.  Оказывают влияние на поперечную устойчивость автомобиля. Так, например, при повышенной высоте центра масс автомобиля может произойти опрокидывание автомобиля при действии боковой силы. При низкой высоте центра масс автомобиля и широкой колее колес обеспечивается устойчивость автомобиля при движении на поворотах с большой скоростью.

6) Расположение груза в кузове  автомобиля. Устойчивость автомобиля при торможении может быть нарушена вследствие неправильного размещения груза в кузове. В результате появляется сила инерции, возникающая при торможении, что  создает поворачивающий момент, который может вызвать занос автомобиля.

7) Дорога, повороты и виражи. При ухудшении состояния дорожного покрытия  уменьшается сцепления колес с дорогой, что приводит к заносу автомобиля.

При движении на дорогах с малыми радиусы поворотов (наименьший радиус дороги равен 30 м) создаются условия для нарушения поперечной устойчивости автомобиля. Поэтому на поворотах с небольшими радиусами создают виражи – поперечные уклоны дороги, направленные к центру поворота, которые позволяют не только повысить устойчивость но и безопасность движения.

8) Способ торможения. При торможение автомобиля двигателем, который не отсоединяется от трансмиссии и работает на компрессорном режиме обеспечивает устойчивость автомобиля против заноса вследствие равномерного распределения тормозных сил по колесам. При комбинированном торможении автомобиля (совместно тормозными механизмами колес и двигателем) повышается также его поперечная устойчивость, обеспечивает более равномерное распределение тормозных сил по колесам. В результате уменьшается вероятность заноса автомобиля.

 

Контрольные вопросы

1. Что является устойчивостью автомобиля?
2. Потеря какого вида устойчивости автомобиля при эксплуатации наиболее вероятна и опасна?
3. Какими показателями оценивается поперечная устойчивость автомобиля?
4. Что характеризуют критические скорости автомобиля по заносу и опрокидыванию?
5. Что характеризуют критические углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию?
6. Что определяет коэффициент поперечной устойчивости автомобиля?
7. Что может произойти с автомобилем при нарушении продольной устойчивости и каким показателем она оценивается?
8. Что характеризует нарушения продольной устойчивости автомобиль?
9. Что характеризуют критический угол подъема по буксованию?
10. Какие конструктивные и эксплуатационные факторы влияют поперечную устойчивость автомобиля.

 

Литература: [Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр "Академия", 2006. – 168–184 с.

Иларионов В.А. Теория и  конструкция автомобиля: Учебник для вузов 2–е изд., перераб. – М.: Машиностроение 1985. – 94–106 с.]]

Контрольные вопросы

11. Что является устойчивостью автомобиля?
12. Потеря какого вида устойчивости автомобиля при эксплуатации наиболее вероятна и опасна?
13. Какими показателями оценивается поперечная устойчивость автомобиля?
14. Что характеризуют критические скорости автомобиля по заносу и опрокидыванию?
15. Что характеризуют критические углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию?
16. Что определяет коэффициент поперечной устойчивости автомобиля?
17. Что может произойти с автомобилем при нарушении продольной устойчивости и каким показателем она оценивается?
18. Что характеризует нарушения продольной устойчивости автомобиль?
19. Что характеризуют критический угол подъема по буксованию?
20. Какие конструктивные и эксплуатационные факторы влияют поперечную устойчивость автомобиля.

 

Литература: [Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр "Академия", 2006. – 168–184 с.

Иларионов В.А. Теория и  конструкция автомобиля: Учебник  для вузов 2–е изд., перераб. – М.: Машиностроение 1985. – 94–106 с.]]

Контрольные вопросы

1. Что означает понятие управляемость автомобиля?
2. Какие параметры характеризуют динамику поворота автомобиля?
3. Какие фазы кинематики поворота автомобиля?
4. Какие силы действуют на автомобиль при повороте?
5. Что представляет собой увод колес автомобиля, к чему он приводит?
6. Какие факторы оказывают влияние на управляемость автомобиля?
7. Что означает понятие поворачиваемости автомобиля и какими показателями она характеризуется?
8. Какие виды поворачиваемости могут иметь автомобили?
9. При каком виде поворачиваемости и почему автомобиль более безопасен?
10. Какими способами достигается недостаточная поворачиваемость у легковых и грузовых автомобилей?
11. Что такое критическая скорость автомобиля по уводу колес и какие автомобили могут ее иметь?
12. Какие факторы оказывают влияние на поворачиваемость автомобиля?

 

Литература: [Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр "Академия", 2006. – 138–160 с.

Иларионов В.А. Теория и конструкция  автомобиля: Учебник для вузов 2–е изд., перераб. – М.: Машиностроение 1985. – 107–121 с.]