Агротехнические показатели трактора. Продольная устойчивость трактора. Статическая устойчивость от опрокидывания, страница 3

Чем выше скорость машины, тем интенсивнее действие динамических факторов и тем меньше отношение β_дин/β_lim. Дополнительная осадка шины при ударе о дно канавы или подбрасывание колеса при наезде на выступ увеличивают крен трактора и снижают его поперечную устойчивость.

8.2.2. Поперечная устойчивость на повороте

На поперечную устойчивость машины при криволинейном движении существенно влияют инерционные силы, возникающие от поворота.

Рассмотрим простейший случай поворота колесной машины на горизонтальном участке с установившейся скоростью и постоянным радиусом вращения вокруг центра. На рисунке 8.4 принято, что центр поворота О₁ расположен в точке пересечения геометрических осей всех колес трактора. При повороте возникает результирующая центробежная сила Р_ц, приложенная к центру масс машины и направленная по радиусу от центра

где ω_п - угловая скорость вращения трактора вокруг центра поворота;

R_ц.т - радиус поворота центра масс машины.

Разложим силу Р_ц на две составляющие: одну - действующую в продольной плоскости машины, другую - в поперечной. Первая из них вызывает изменение скорости и перераспределение нормальных нагрузок между передними и задними колесами, вторая стремится опрокинуть машину набок. Поперечная составляющая центробежной силы

где γ_ц — угол наклона результирующей центробежной силы к поперечной плоскости; v_тр — средняя поступательная скорость трактора на повороте, м/с; R_n— радиус поворота, м.

Рисунок 8.4 - Силы, возникающие при повороте трактора

С увеличением скорости движения и уменьшением радиуса поворота центробежная сила резко возрастает.

Переход от прямолинейного движения к установившемуся криволинейному с постоянным радиусом поворота сопровождается непрерывным изменением положения центра О₁ и радиуса поворота. Происходит ускоренное вращение центра масс машины вокруг точки О₂, вследствие чего возникает инерционная сила

При входе трактора в поворот направление действия этой силы такое же, как и силы Р'_ц, а при выходе из поворота — противоположное. Вследствие этого резкий поворот приводит к интенсивному росту общей силы

снижению поперечной устойчивости и возможной потере управляемости трактора. Если во время поворота колесный трактор начинает «нести» или он резко накренился, то прервать процесс можно увеличением радиуса поворота, т. е. выходом из поворота. Тогда инерционная сила  будет действовать противоположно составляющей  и этим способствовать восстановлению устойчивости трактора.

Превышение боковых сил, действующих на колеса машины во время поворота силы сцепления колес с дорогой, вызывает боковое скольжение шин и смещение машины в сторону от заданного направления движения. Это явление принято называть заносом.

Боковое скольжение передних и задних колес происходит, как правило, с разной скоростью. Поэтому занос может сопровождаться поворотом трактора вокруг вертикальной оси.

Сила сцепления колеса с дорогой в пятне контакта Р_φ удерживает колесо от поперечного скольжения и от буксования или юза. При воздействии только боковой силы (рис. 8.5, а) колесо будет удерживаться от бокового скольжения, пока ее величина не превзойдет силу сцепления Р_z>Р_φ.

Если на колесо действует и касательная (тормозная или тяговая), и боковая силы, то сила сцепления частично будет противодействовать боковому скольжению, а частично — буксованию или скольжению (при торможении). В этом случае в соответствии с параллелограммом сил (рис. 8.5, б) сила сцепления, препятствующая боковому скольжению колеса,

Рисунок 8.5 - Схема действия на колесо боковой и касательной сил: а — действие только боковой силы; б — действие касательной и боковой сил

Совершенно очевидно, что Р_φδ<Р_φ. Таким образом, максимальное значение силы Р_φδ и наибольшее сопротивление заносу создается при отсутствии касательной силы на колесе от ведущего или тормозного момента, когда Р_φт=0. При увеличении силы Р_тили Р_к, вероятность бокового заноса возрастает. Следовательно, на скользкой дороге не рекомендуется резко тормозить или «газовать», особенно на повороте.