Критическая скорость автомобиля по уводу

Для нахождения критической скорости автомобиля по уводу определим изменение угла поворота управляемых колес автомо­биля в зависимости от скорости его движения. С этой целью выра­зим угол поворота управляемых колес из формулы для радиуса поворота автомобиля с эластичными колесами:

где углы увода передних и задних колес; P_у1, P_у2— боковые силы, действующие на передний и задний мосты;

k_ув1, k_ув2 — коэффициенты сопротивления уводу передних и зад­них колес.

С учетом значений боковых сил углы увода колес

где G₁, G₂— вес, приходящийся на передние и задние колеса, Н; v — скорость автомобиля, км/ч.

У автомобиля с недостаточной поворачиваемостью при увели­чении скорости возрастают разность углов увода δ₂ и δ₁ и, следо­вательно, угол поворота θ управляемых колес. При этом угол по­ворота управляемых колес всегда остается положительным.

У автомобиля с излишней поворачиваемостью при увеличении скорости движения угол поворота управляемых колес θ уменьша­ется. При определенной скорости разность углов увода .

Эта скорость называется критической по уводу.

При движении с критической скоростью по уводу достаточно небольшого бокового возмущения (наезд на неровность дороги,

порыв ветра и др.), чтобы возник прогрессивно возрастающий увод, и двигавшийся прямолинейно автомобиль стал круто пово­рачиваться.

Так как сначала автомобиль двигался прямолинейно и угол по­ворота управляемых колес был равен нулю (θ = 0), то с учетом предыдущих выражений можно записать

Обозначив v = v_ув,определим критическую скорость автомо­биля по уводу, км/ч:

Критической скоростью по уводу называется скорость, по до­стижении которой при любом боковом возмущении начинается прогрессивное отклонение автомобиля от направления движения, заданного управляемыми колесами.

Из формулы для v_увследует, что критическую скорость по уво­ду имеют только автомобили с излишней поворачиваемостью. У автомобилей с нейтральной и недостаточной поворачиваемос­тью критическая скорость по уводу отсутствует, так как при δ₁ = δ₂ она равна бесконечности, а при δ₁ > δ₂ имеет отрицательное зна­чение.

Управление автомобилем с излишней поворачиваемостью за­труднено, и такой автомобиль менее безопасен, чем автомобиль с недостаточной поворачиваемостью. Так, при скорости автомоби­ля, равной критической по уводу (v = v_ув),для движения по кри­вой траектории управляемые колеса нужно устанавливать в ней­тральное положение, а при скорости, большей критической по уводу (v > v_ув),управляемые колеса необходимо поворачивать в сторону, противоположную повороту. Все это нарушает управляе­мость автомобиля и затрудняет работу водителя, так как данный недостаток он вынужден устранять поворотом управляемых колес.

Итак, наиболее безопасными являются автомобили с недоста­точной поворачиваемостью. Они устойчивы при прямолинейном движении, при действии боковой силы располагают резервом «под-руливания» на поворотах и не имеют критической скорости по уводу. Чем больше недостаточная поворачиваемость автомобиля, тем меньше утомляется водитель.

Чрезмерно большая поворачиваемость автомобиля затрудняет работу водителя, так как для изменения направления движения требуется большая сила. Обеспечить нейтральную поворачиваемость

автомобиля очень сложно. В связи с этим стремятся делать автомо­били с недостаточной поворачиваемостью.

Недостаточная поворачиваемость достигается уменьшением давления воздуха в шинах передних колес по сравнению с задни­ми, вследствие чего снижается их сопротивление уводу и увели­чивается угол увода δ₁; расположением центра тяжести автомоби­ля ближе к оси передних колес, что увеличивает действие центро­бежной силы на передние колеса и угол δ₁ увода передних колес; разной конструкцией подвески колес автомобиля: передняя неза­висимая, а задняя зависимая; применением переднего привода.