Влияние различных факторов на устойчивость
Автомобиля
В условиях эксплуатации чаще происходит нарушение поперечной устойчивости автомобиля (занос, опрокидывание), которое более опасно, чем нарушение продольной устойчивости.
На поперечную устойчивость автомобиля влияют различные конструктивные и эксплуатационные факторы. К ним относятся крен кузова автомобиля, износ шин, неисправность тормозных механизмов, центр тяжести автомобиля и колея колес, расположение груза в кузове, дорожное покрытие, повороты и виражи дороги, способ торможения автомобиля и др.
Рассмотрим влияние различных факторов на поперечную устойчивость автомобиля.
Поперечный крен кузова.При определении показателей поперечной устойчивости автомобиля не учитывались эластичность шин и упругость подвески, а автомобиль рассматривался как единое твердое тело.
В действительности автомобиль представляет собой систему масс, соединенных между собой подвеской, к которым относятся подрессоренные (кузов) и неподрессоренные (мосты, колеса) массы.
При разгоне, торможении и повороте автомобиля, а также езде по неровностям дороги вследствие действия боковой силы Ру (рис. 11.14, а)шины 1 и упругие устройства 2 подвески (рессоры, пружины и др.) с одной стороны автомобиля разгружаются, а с другой — нагружаются. В результате кузов автомобиля наклоняется в поперечном направлении. Угол ψкр крена кузова увеличивается с возрастанием боковой силы Ру. Он может быть уменьшен при увеличении угловой жесткости подвески, что достигается установкой в подвеске стабилизатора 3 (рис. 11.14, б)поперечной устойчивости, который препятствует крену кузова и уменьшает его поперечные угловые колебания.
Обычно при эксплуатации угол поперечного крена кузова не превышает 10°, однако этого достаточно для того, чтобы возросла возможность опрокидывания автомобиля. Поэтому значения критической скорости и критического угла поперечного уклона дороги (косогора) в действительности будут на 10... 15% меньше рассчитанных по формулам.
Износ шин.В процессе эксплуатации по мере износа протектора шин ухудшается сцепление колес с дорогой и возрастает веро-
Рис. 11.14. Крен кузова (а) и стабилизатор (б) поперечной устойчивости кузова:
1 — шина; 2 — упругое устройство подвески; 3 — стабилизатор
ятность заноса автомобиля. Так, например, значение коэффициента сцепления колес с дорогой, протектор шин которых изношен до полного исчезновения рисунка («лысые шины»), почти в 2 раза меньше, чем у новых шин. Поэтому эксплуатация автомобиля с «лысыми шинами» недопустима.
Неисправности тормозных механизмов.Нарушение поперечной устойчивости автомобиля происходит чаще всего при торможении, когда в местах контакта шин с дорогой действуют большие тормозные силы. В этом случае тормозящее колесо неустойчиво при действии боковой силы, и достаточно ее небольшой величины, чтобы начался занос автомобиля.
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. Так, например, при одном заторможенном заднем правом колесе (рис. 11.15, а)автомобиль отклоняется вправо от направления прямолинейного движения. При этом расстояние Sцот центра тяжести автомобиля до центра заторможенного колеса сокращается. Уменьшается также и поворачивающий момент Р'и, создаваемый силой инерции. При заторможенном только переднем правом колесе (рис. 11.15, б)расстояние Sцво время торможения увеличивается. Это приводит к возрастанию поворачивающего мо-
Рис. 11.15. Устойчивость автомобиля при торможении:
а — заторможено заднее правое колесо; б — заторможено переднее правое
колесо
мента и дальнейшему отклонению автомобиля в сторону от направления прямолинейного движения. Поэтому неисправность передних тормозных механизмов опаснее, чем задних.
Блокировка колес при торможении.На устойчивость автомобиля существенное влияние оказывает блокировка колес (доведение до юза) при торможении.
Одновременная блокировка всех колес автомобиля может произойти только на дорогах с оптимальными значениями коэффициента сцепления, составляющими 0,40... 0,45. На дорогах, характеризуемых другими значениями коэффициента сцепления, происходит блокировка передних или задних колес.
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 доводятся до юза передние колеса. Следствием этого может быть потеря управляемости автомобиля.
Центр тяжести автомобиля и колея колес.Высота расположения центра тяжести автомобиля и ширина колеи передних и задних колес оказывают влияние на поперечную устойчивость автомобиля. Так, например, при высоком расположении центра тяжести может произойти опрокидывание автомобиля при действии боковой силы. Это наиболее вероятно при движении автомобиля на поворотах малого радиуса при отсутствии виражей вследствие уменьшения критической скорости автомобиля по опрокидыванию.
Легковые автомобили, движущиеся на поворотах с большой скоростью, обладают высокой устойчивостью, так как имеют низкое расположение центра тяжести и широкую колею передних и задних колес.
Дорога, повороты и виражи.Состояние покрытия дороги, радиусы поворотов и виражи оказывают существенное влияние на поперечную устойчивость автомобиля.
При ухудшении состояния дорожного покрытия (дождь, снег, обледенение) значительно уменьшается сцепление колес с дорогой, что может привести к заносу автомобиля.
Наименьшие радиусы поворотов дорог составляют 30 м. При движении на дорогах с малыми радиусами поворотов создаются условия для нарушения поперечной устойчивости автомобиля в связи со снижением его критической скорости по заносу. Поэтому для повышения устойчивости автомобиля на поворотах с небольшими радиусами создают виражи — поперечные уклоны дороги, направленные к центру поворота. Виражи повышают не только устойчивость автомобиля, но и безопасность движения на поворотах.
Расположение груза в кузове автомобиля.Устойчивость автомобиля при торможении может быть нарушена вследствие непра-
Рис. 11.16. Устойчивость автомобиля при неправильном расположении
груза в кузове:
а — блокированы передние колеса; б — блокированы задние колеса; А, Б —
центры осей задних и передних колес
вильного размещения груза в кузове. Так, например, при несовпадении центра тяжести груза с продольной осью автомобиля сила инерции Р'и(рис. 11.16, а), возникающая при торможении, создает поворачивающий момент, характеризуемый плечом Sц. Если при этом блокированы передние колеса автомобиля, то их сцепление с дорогой меньше, чем у задних колес. В результате под действием момента Р'иSцавтомобиль поворачивается относительно точки А оси задних колес. Расстояние Sцв этом случае быстро уменьшается до нуля и поворот автомобиля прекращается.
При блокировке задних колес (рис. 11.16, б)автомобиль поворачивается относительно точки Б оси передних колес. При этом расстояние Sцувеличивается, что может привести к заносу автомобиля.
Способ торможения.Устойчивость автомобиля существенно зависит от способа торможения. Так, торможение автомобиля двигателем, который не отсоединяется от трансмиссии и работает на компрессорном режиме (без подачи горючей смеси в цилиндры) или режиме холостого хода, 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, поскольку дифференциал трансмиссии обеспечивает более равномерное распределение тормозных сил по колесам. В результате уменьшается вероятность заноса автомобиля.
Комбинированный способ торможения автомобиля необходимо применять на дорогах с малым коэффициентом сцепления (скользких, обледенелых и т. п.), так как в этом случае существенно повышается не только устойчивость автомобиля, но и безопасность его движения.
Контрольные вопросы
1. Что является признаком нарушения устойчивости 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 такое вираж и для чего его создают на поворотах дорог?
8. Занос каких колес (передних управляемых или задних ведущих)
наиболее вероятен и опасен? Объясните почему.
9. Что может произойти с автомобилем при нарушении продольной
устойчивости и каким показателем она оценивается?
ПРОХОДИМОСТЬ
Проходимость является эксплуатационным свойством, имеющим важное значение для любых автомобилей, особенно работающих в сельском хозяйстве, лесной промышленности, на строительстве, в карьерах и в условиях бездорожья. Проходимость в таких условиях эксплуатации определяет среднюю скорость движения и оказывает существенное влияние на производительность автомобиля.
Проходимость автомобиля оценивается габаритными, тяговыми и опорно-сцепными параметрами, а также комплексным фактором проходимости.
Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 665;