Методика и численная оценка поперечной устойчивости АТС при движении в заданных дорожных условиях, страница 2

Из рис. 6.1 следует, что при заданном основном радиусе поворота К автомобиля, угол установки радиуса центра масс, сам радиус траектории центра масс и средний угол поворота управляемых колёс соответственно равны


кЯу

К

(6.1)

> Ки =

агс (§

С08 фп

к* ,

, 0 = агсш




тогда скорость центра масс (при заданной скорости автомобиля Уа) равна




V,

К

СО3 0,,

(6.2)




а центробежная сила




т, х I':

р - " 11

~ К,,'


Т"

3 е

Рис.6.1. Схема сил, действующих на автомобиль при круговом движении по горизонтальной дороге: К.Ц и К - соответственно радиус центра масс и основной радиус поворота; €)й(рц- соответственно средний угол поворота управляемых колес и угол поворота Кц; Уц и Уа - соответственно скорость центра масс и автомобиля; Рц и Рцуг — соответственно центробежная сила и ее боковая горизонтальная составляющая


Боковая составляющая Рцуг центробежной силы Рц, параллельная горизонтальной плоскости

рцуг=рц *с°$фц ■                                                                                    (6.4)

(6.3)

Для определения возмущающих сил, направленных на сдвиг (скольжение) или опрокидывание АТС, следует использовать расчетную схему по

рис.6.2. Из рисунка следует, что при нулевом значении угла поперечного уклона Р, автомобиль будет двигаться по круговой траектории на горизонтальной плоскости, при (3 >0 - по внутренней поверхности вогнутого конуса, а при Р <0 - по внешней поверхности выпуклого конуса.

Рис.6.2. Схема сил, действующих на автомобиль (вид сзади) при движении по дороге в виде вогнутого конуса: индексы «в» и «н» обозначают верхний и нижний борт автомобиля; Рцу и Рцг - соответственно касательная и нормальная составляющая силы Рцуг; Р<зу и Р<з2 - соответственно касательная и нормальная составляющая силы тяжести С автомобиля; р - угол поперечного уклона дороги


Очевидно, что полная касательная сила (т.е. параллельная дороге) определится алгебраической суммой касательных сил, приложенных к центру масс.

В частности, при движении АТС по рис. 6.2, касательная составляющая силы Рцуг будет равна

рцу = рцугхс                                                 (6.5)

а касательная составляющая силы тяжести С

РС,У =та                                                                              (6.6)

(6-7)

Следовательно, полная касательная сила Ру равна

Р = р + р

1 У 1 ЦУ ^ 1 С,У ,

направление которой может вызвать боковое скольжение АТС как в правую, так и в левую сторону, а момент этой силы

Чю = РУ х Км                                                     (6-8)

может привести к опрокидыванию АТС как в положительном (против часовой стрелки), так и отрицательном направлении.

Аналогично определяют итоговую нормальную силу Рг, прижимающую автомобиль к дороге.

В частности, нормальная составляющая центробежной силы

Рццугх5 т/?,                                                         (6.9)

а нормальная составляющая силы тяжести

Р(!, = -т„ ХСГХС08/?.                   (6.10)

Полная нормальная сила определится алгебраической суммой

^ = ^ +                                                                   (6Л1)

а сила сцепления автомобиля с дорогой, т.е. сила, удерживающая АТС от бокового скольжения, равна

Ку7хф = -Р7хф .                                (6.12)

Момент, удерживающий АТС от бокового опрокидывания, будет всегда противоположен М0п и определится произведением

(6.13)

где В - ширина колеи.

Изложенные формулы следует использовать в расчетах по п. 6.2 и 6.3 при определении зависимости параметров, действующих на АТС, от скорости движения и поперечного уклона дороги.