Влияние различных факторов на управляемость
Автомобиля
На управляемость автомобиля оказывают влияние различные конструктивные и эксплуатационные факторы. К ним относятся установка и стабилизация управляемых колес, подвеска и шины, техническое состояние рулевого управления, блокировка колес при торможении, колебания управляемых колес, усилители рулевого управления, кузов автомобиля, квалификация водителя и др.
Установка управляемых колес.Правильная установка управляемых колес с развалом в вертикальной плоскости и со схождением
в горизонтальной, а также регулировка углов развала и схождения колес существенно влияют на управляемость автомобиля. При их отклонении от требуемого положения возрастает сопротивление движению и может произойти изменение соотношения между углами поворота управляемых колес (внутреннего и наружного). В результате затрудняется управление автомобилем. При этом увеличивается износ шин и снижается топливная экономичность автомобиля. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо правильно регулировать углы установки управляемых колес автомобиля.
Стабилизация управляемых колес.Возмущающие силы, действующие на автомобиль при движении, стремятся нарушить нейтральное положение управляемых колес и вывести их из этого положения, отвечающего прямолинейному движению. Для того чтобы не произошел поворот управляемых колес под действием возмущающих сил (толчки от наезда на неровности дороги, порывы ветра и др.), колеса должны обладать соответствующей стабилизацией. При нарушении стабилизации управляемых колес затрудняется управление автомобилем, ухудшается безопасность движения, увеличивается износ шин и рулевого управления.
В процессе эксплуатации стабилизация колес ухудшается при увеличении зазоров в подшипниках ступиц управляемых колес и шкворневых соединениях, а также из-за неправильной регулировки рулевого управления. Так, например, чрезмерная затяжка шаровых пальцев продольной рулевой тяги, конических подшипников и рабочей пары рулевого механизма увеличивает сопротивление в рулевом управлении, затрудняет возвращение рулевого колеса в нейтральное положение и усложняет управление автомобилем.
В процессе эксплуатации необходимая стабилизация управляемых колес достигается регулировкой углов наклона шкворней или оси поворота колес в поперечной и продольной плоскостях (см. рис. 8.10, 8.11).
Подвеска и шины.У легковых автомобилей ухудшение управляемости при эксплуатации может быть вызвано остаточной деформацией пружин передней независимой подвески. В результате осадки пружин рычаги подвески при перемещениях изменяют углы развала колес и поперечного наклона шкворней, нарушая при этом установку и стабилизацию управляемых колес. К тому же при осадке одной из пружин подвески указанные углы изменяются только с одной стороны автомобиля. Вследствие этого стабилизирующие моменты на управляемых колесах не будут уравновешиваться при прямолинейном движении и автомобиль начнет уводить в сторону. При уменьшении давления воздуха в одной из шин колес автомобиля увеличивается ее сопротивление качению и снижается боковая жесткость шины. В связи с этим автомобиль
при движении постоянно отклоняется в сторону шины с уменьшенным давлением воздуха.
Блокировка колес при торможении.При торможении автомобиля одновременная блокировка (доведение до юза) передних изадних колес может произойти только на дорогах с определенным оптимальным коэффициентом сцепления φопт = 0,4...0,45. На дорогах с другими значениями коэффициента сцепления происходит блокировка сначала либо передних, либо задних колес. Так, при торможении на дорогах с коэффициентом сцепления меньше оптимального (φх < φопт) у автомобиля первыми блокируются передние управляемые колеса. Это может привести к потере управляемости автомобиля. При торможении на дорогах с коэффициентом сцепления больше оптимального (φх> φопт) у автомобиля первыми доводятся до юза задние ведущие колеса, что может привести к заносу.
Колебания управляемых колес.При движении возникающие колебания управляемых колес вокруг шкворней (осей поворота) в горизонтальной плоскости происходят с высокой и низкой частотами.
Колебания колес с высокой частотой (более 10 Гц) совершаются в пределах упругости рулевого привода и шин. Они поглощаются в рулевом управлении, не передаются на рулевое колесо и не нарушают управляемости автомобиля. Однако колебания высокой частоты вызывают дополнительный износ шин и деталей рулевого привода, возрастание сопротивления движению и снижение топливной экономичности автомобиля.
Колебания колес с низкой частотой (менее 1 Гц) нарушают управляемость автомобиля и безопасность движения. Для устранения их влияния следует снижать скорость движения автомобиля.
Колебания управляемых колес вокруг шкворней полностью устранить невозможно, их можно только уменьшить. Это достигается различными конструктивными мерами: применением независимой подвески управляемых колес, их балансировкой и др. В результате уменьшается гироскопическая связь между колесами и устраняется их неуравновешенность, вызывающие колебания колес вокруг шкворней.
Усилители рулевого управления.В рулевых управлениях автомобилей применяют гидравлические, пневматические и электрические усилители. Среди них наибольшее распространение получили гидроусилители. Так, 90 % всех автомобилей с усилителями рулевого управления оборудованы гидравлическими усилителями.
Гидроусилитель значительно облегчает работу водителя, который при его наличии прикладывает к рулевому колесу в 2 — 3 раза меньшее усилие, чем без гидроусилителя. Так, например, для поворота автомобиля средней и большой грузоподъемности и автобусов без рулевых усилителей требуется усилие водителя до 400 Н и
более. Это очень существенно, так как из всей затрачиваемой водителем энергии на управление автомобилем 50 % приходится на рулевое управление. Кроме того, гидроусилитель смягчает толчки и удары от дорожных неровностей, передаваемые от управляемых колес на рулевое колесо. Гидроусилитель также повышает безопасность движения при повреждении шин управляемых колес (прокол, разрыв и т.п.) и маневренность автомобиля.
Маневренность автомобиля возрастает при быстром и точном действии гидроусилителя. Так, время срабатывания гидроусилителей составляет 0,2...2,4 с (у пневмоусилителей оно в 5—10 раз больше). Это приводит к высокой точности при управлении автомобилем в процессе поворота на закруглениях дорог.
Кузов автомобиля.Форма кузова легковых автомобилей оказывает существенное влияние на их управляемость, так как она определяет метацентр автомобиля — точку приложения боковой аэродинамической силы Рб (силы ветра). У автомобилей метацентр обычно не совпадает с их центром тяжести. Так, у одних автомобилей метацентр расположен перед центром тяжести, а у других — за ним.
Если метацентр находится перед центром тяжести автомобиля, то при действии бокового ветра двигавшийся прямолинейно автомобиль начнет поворачиваться в направлении действия силы ветра. Это вызовет появление центробежной силы Рц (рис. 8.14), под влиянием которой увеличится склонность автомобиля к повороту.
Если метацентр находится за центром тяжести автомобиля, то при действии бокового ветра Рб' автомобиль будет стремиться повернуть против ветра. Возникающая при этом центробежная сила Рц' будет способствовать уменьшению поворота автомобиля.
Таким образом, для обеспечения лучшей управляемости автомобиля при действии бокового ветра необходимо, чтобы метацентр располагался за центром тяжести автомобиля.
Рис. 8.14. Влияние формы кузова на управляемость автомобиля: а — расположение метацентра автомобиля; б — схема сил, действующих при боковом ветре; МЦ — метацентр; ЦТ — центр тяжести |
Это может быть достигнуто соответствующей формой кузова автомобиля, например с пониженным капотом двигателя, высокими задними крыльями и др.
Квалификация водителя.Управляемость автомобиля и точность выполнения маневра во многом зависят от квалификации водителя.
Управление автомобилем на повороте представляет собой сложный процесс, состоящий из нескольких фаз: вход автомобиля в поворот, его поворот и выход из поворота.
При управлении автомобилем водители, не имеющие достаточного опыта, часто допускают ошибки: выводят автомобиль за осевую линию дороги, за пределы занимаемого ряда и срезают углы при маневрировании. Все подобные действия приводят к нарушению не только управляемости автомобиля, но и безопасности движения.
Контрольные вопросы
1. Какие параметры характеризуют поворот автомобиля?
2. Какие силы действуют на автомобиль при повороте?
3. Почему возникают колебания управляемых колес вокруг шкворней?
4. Как обеспечивают стабилизацию управляемых колес?
5. Как осуществляют установку управляемых колес?
6. Что представляет собой увод колес автомобиля, к чему он приводит?
7. Какие факторы оказывают влияние на управляемость автомобиля?
ПОВОРАЧИВАЕМОСТЬ
Основными параметрами, характеризующими поворачиваемость автомобиля, являются углы увода передних и задних колес и соотношение между ними. Показателями поворачиваемости служат критическая скорость автомобиля по уводу и коэффициент поворачиваемости.
Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 416;