Устойчивость автомобиля. Оценочные показатели устойчивости. Траекторная и курсовая устойчивость, поворачиваемость автомобиля

8. Устойчивость автомобиля

Устойчивость – свойство автомобиля противостоять его заносу, скольжению и опрокидыванию. Она обеспечивает безопасность движения и особенно важна при движении с большими скоростями и на скользких дорогах.

Различают траекторную и курсовую устойчивость и устойчивость по опрокидыванию. Траекторная устойчивость характеризуется способностью сохранять направление движения центра масс автомобиля. Курсовая устойчивость характеризуется способностью сохранять ориентацию продольной оси автомобиля. Если при этом наступает боковое скольжение колес одного или всех мостов, то происходит предельный случай потери устойчивости, называемый заносом.

Опрокидывание представляет поворот автомобиля в поперечной или продольной плоскости с отрывом соответствующих колес от опорной поверхности дороги. В первом случае происходит поперечное, а во втором – продольное опрокидывание.

При преодолении крутого продольного уклона устойчивое движение автомобиля ограничено сцеплением ведущих колес с дорогой. Недостаточное сцепление приводит к буксованию ведущих колес, которое может закончиться сползанием автомобиля вниз.

Поэтому, в зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают поперечную и продольную устойчивость автомобиля. Потеря поперечной устойчивости автомобиля может произойти при боковом опрокидывании или при боковом скольжении колес (заносе). Занос и боковое опрокидывание происходят под действием поперечных сил: центробежной силы инерции (при криволинейном движении), составляющей силы тяжести (при движении на косогоре), силы бокового ветра. Опрокидывание также может произойти в результате наезда на выступающее над поверхностью дороги препятствие или бокового скольжения и последующего удара о препятствие.

Потеря продольной устойчивости наступает обычно при чрезмерном возрастании буксования ведущих колес. Для современных АТС с низким расположением центра масс буксование возникает при значительно меньших уклонах по сравнению с уклонами, на которых возможно продольное опрокидывание.

8.1. Оценочные показатели устойчивости

Для оценки устойчивости автомобиля при действии на него боковых  сил используют следующие показатели:

1) критические скорости по боковому скольжению V_кр.φ и по боковому опрокидыванию V_кр.оп;

2) критические углы косогора по боковому скольжению β_кр.φ и по боковому опрокидыванию β_кр.оп;

3) коэффициент поперечной устойчивости η_пу;

4) критическая скорость по курсовой и траекторной устойчивости V_кр.ω;

5) критическая скорость по вилянию прицепа V_кр.ап;

6) угол крена λ_кр и угол дрейфа β_др.

Все показатели, кроме V_кр.ω и V_кр.ап, характеризуют поперечную устойчивость автомобиля.

Рекомендуемые величины показателей устойчивости АТС и методы их определения приведены в Правилах ЕЭК ООН № 107 и ГОСТ 52302-2004.

Скорости V_кр.φ и V_кр.оп определяют экспериментально при круговом движении автомобиля с заданным радиусом поворота на горизонтальной площадке с твердым покрытием. Плавно увеличивая скорость движения, фиксируют начало бокового скольжения колес или начало отрыва внутренних по отношению к центру поворота колес. Угол крена подрессоренной массы λ_кр при боковом ускорении j_у=4 м/с² не должен превышать 6-7 ^о.

Критические углы косогора β_кр.φ и β_кр.оп определяют на стенде, имеющем платформу, которая может наклоняться на различные углы в поперечной плоскости.

Скорость V_кр.φ соответствует прямолинейному или установившемуся круговому движению по горизонтальной дороге.

Критической скоростью V_кр.ап называют установившуюся скорость прямолинейного движения автопоезда, при которой виляние прицепа в каждую сторону превышает 3 % его габаритной ширины.

Угол дрейфа β_др характеризует угол увода заднего моста при повороте автомобиля.

8.2. Траекторная и курсовая устойчивость, поворачиваемость автомобиля

Траекторную и курсовую устойчивость автомобиля определяют при движении по круговой траектории с постоянной скоростью и при постоянном угле поворота управляемых колес θ. Критическую скорость по курсовой и траекторной устойчивости рассчитывают по формуле

                        (8.1)

где  – коэффициенты сопротивления уводу шин передних и задних колес