В результате совместного действия Ру и Ry происходит деформация упругой шины. Деформируется и беговая дорожка. Если бы не было деформации шины, то беговая дорожка оставляла бы на плоскости дороги прямолинейный след аб, являющийся линией пересечения плоскости качения колеса с плоскостью дороги. Однако в результате боковой деформации шины точки следа получают смещение, и линия следа ав будет наклонена к линии аб под некоторым углом δув увода. Отклонение вектора скорости эластичного колеса от плоскости его вращения при действии любой по величине боковой силы, называется боковым уводом (или просто уводом), а угол между вектором и плоскостью вращения – углом увода.
Боковая сила, вызывающая увод, может быть связана с углом увода соотношением
где kув – коэффициент сопротивления уводу, показывающий какую по величине поперечную силу надо приложить к колесу, чтобы оно катилось с углом увода, равным 1 рад. Для малых углов увода (до 6°) коэффициент kув приближенно можно считать постоянным. Для легковых автомобилей kув от 15 до 40 Н/рад, а для грузовых автомобилей и автобусов от 30 до 100 Н/рад. Коэффициент kув можно считать постоянным лишь приближенно. Увеличение вертикальной нагрузки и давления воздуха в шинах сопровождаются повышением сопротивления уводу., что сила, необходимая для качения колеса с уводом должна быть больше, чем для его качения без увода.
При возникновении увода происходит деформация шины в радиальном и поперечном направлениях, в результате чего возрастает внутреннее трение в шине. При больших же углах увода начинается скольжение протектора по дороге. Результатом этого является то, что сила, необходимая для качения колеса с уводом должна быть больше, чем для его качения без увода. Увод колеса без скольжения по дороге возможен только до тех пор, пока боковая сила Ру, приложенная к колесу не превысит его сцепные возможности.
Поворачиваемость автомобиля
Свойство автомобиля изменять направление движения без поворота управляемых колес называется поворачиваемостью автомобиля. Поворачиваемость проявляется в результате бокового увода колес вследствие эластичности шин или поперечного крена кузова вследствие эластичности подвески. Поэтому различают поворачиваемость шинную и креповую. Шинная поворачиваемость Если в автомобиле с жесткими шинами центр поворота находится в точке О (см. рис.) пересечения продолжения осей передних и задних колес, то у автомобиля с эластичными шинами центр ворота будет находиться в точке О1, пересечения перпендикуляр векторам V1, и V2 скоростей соответственно переднего и заднего мостов.
Тогда
где δ1, и δ2 - углы увода соответственно переднего и заднего мостов; ρэ – радиус поворота автомобиля с эластичными шинами; L – база автомобиля.
Схемы движения автомобилей с различной поворачиваемостью: а – нейтральная, б – недостаточная, в – избыточная
Так как углы δ1, и δ2 обычно невелики, то
Для автомобиля с жесткими шинами δ1 = δ2 = 0, и для радиуса поворота справедлива формула
где ρ – радиус поворота автомобиля с жесткими шинами.
Таким образом, траектория движения автомобиля с жесткими шинами зависит только от угла θ поворота управляемых колес. У автомобиля с эластичными шинами на нее влияют углы δ1, и δ2. Кривизна траектории зависит от соотношения углов δ1, и δ2. Если δ1 = δ2, то это называется нейтральной поворачиваемостью..
При этом, ρэ = ρ, однако траектория движения автомобиля с эластичными шинами не совпадает с траекторией движения автомобиля, имеющего нейтральную поворачиваемость, так как центры поворота в этих случаях занимают различные положения (рис. а). При действии поперечной силы на автомобиль с жесткими шинами он будет сохранять свое прежнее направление движения, пока обеспечивается его устойчивость по сцеплению колес с дорогой. Автомобиль же на эластичных шинах с нейтральной поворачиваемостью при действии боковой силы будет двигаться прямолинейно под углом δув, к прежнему направлению движения.
Если δ1, > δ2, то ρэ > ρ (рис. б), и для движения автомобилях с эластичными шинами по кривой радиусом ρ управляемые колеса нужно повернуть на больший угол, чем при жестких шинах. В этом случае имеет место недостаточная поворачиваемость.
Если угол δ1, < δ2, то ρэ < ρ (рис. в), и для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой радиусом ρ управляемые колеса нужно повернуть на угол, меньший чем при жестких шинах, т. е. наблюдается излишняя поворачиваемость.
Чтобы понять влияние различных видов пово-рачиваемости на устойчивость автомобиля, рассмот-рим воздействие на автомобиль боковой силы Ру в случае, когда угол поворота управляемых колес θ = 0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.