Управляемость автомобиля. Критическая скорость по условиям управляемости. Поворачиваемость автомобиля, страница 3

В случае нейтральной поворачиваемости (рис. а) автомобиль будет двигаться под углом δув = δ1 = δ2 к траектории своего прежнего движения

Схемы движения автомобиля с различной поворачиваемостью при θ = 0: а – нейтральной; б – недостаточной; в – излишней

В случае недостаточной поворачиваемости (рис. б) в результате того, что углы уводов переднего и заднего мостов различны, будет действовать центробежная сила Рц из центра О1, поворота автомобиля, причем она будет направлена в противоположную сторону возмущающей боковой силе Ру, что уменьшит ее и, как следствие, произойдет увод колес. Следовательно, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью устойчиво сохраняет прямолинейное движение.

В случае излишней поворачиваемости (рис. в) будет действовать центробежная сила из центра поворота Ох, ее направление будет совпадать с направлением боковой силы Pу, что вызовет еще больший увод колес с изменением траектории движения. Поэтому автомобиль с излишней поворачиваемостью менее управляем и хуже сохраняет направление движения, чем автомобиль с недостаточной поворачиваемостью.

Креновая поворачиваемость

Креновая поворачиваемость автомобиля зависит от конструкции подвески. На рис. показан задний мост с подвеской на листовых полуэллиптических рессорах, который поворачивает направо. Передние концы рессор соединены с кузовом простым шарниром, а задние с помощью серьги. Под действием поперечной силы Ру кузов автомобиля наклоняется, вызывая сжатие левых рессор и распрямление правых. Левая рессора, сжимаясь, перемешает задний мост назад (в точку А), а правая распрямляясь, перемещает его вперед (в точку В). В результате задний мост поворачивается в горизонтальной плоскости.

Поворот заднего моста при крене кузова

Если вследствие крена углы поворота переднего и заднего мостов неодинаковы по величине или направлению, то автомобиль поворачивает, хотя передние колеса относительно балки моста не повернуты. Так, при действии одной и той же силы Ру один автомобиль (рис. а) повернет вправо, а второй автомобиль (рис. б) – влево.

Креновая поворачиваемость автомобиля: а – недостаточная; б – излишняя

Возникающая при повороте центробежная сила Рц у первого автомобиля направлена противоположно возмущающей силе Ру, а у второго автомобиля – в ту же сторону. Поэтому первый автомобиль лучше сохраняет направление движения под действием поперечных возмущающих сил. По аналогий с шинной поворачиваемостью можно сказать, что первый автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость, а второй автомобиль – излишнюю креновую поворачиваемость. У автомобиля с излишней креновой поворачиваемостью при действии поперечной силы кривизна траектории непрерывно увеличивается. Это приводит к росту центробежной силы и дальнейшему уменьшению радиуса поворота. Однако максимальное значение угла поперечного крена обычно ограничено упорами, предусмотренными в конструкции подвески.

Креновая поворачиваемость связана с шинной, поворачиваемостью, так как увод колеса возникает не только под действием моментов, но и при наклоне колеса к вертикали (развале). Если направление поперечной силы совпадает с направлением развала, то увод возрастает. Один градус развала вызывает увод в 10…20'. У автомобилей с независимой подвеской на поперечных рычагах крен кузова вызывает изменение развала. При двухрычажной подвеске колеса наклоняются в сторону крена кузова и направления поперечной силы, что увеличивает общий увод моста. При однорычажной подвеске колеса наклоняются в сторону, противоположную крему кузова и навстречу поперечной силе, при этом общий увод моста уменьшается.

Так как автомобиль, имеющий недостаточную поворачиваемость, обладает большей устойчивостью, то при его конструировании и эксплуатации стремятся обеспечить именно недостаточную поворачиваемость. При эксплуатации для сохранения недостаточной поворачиваемости автомобиля при перевозке грузов их размешают так, чтобы их центр тяжести находился ближе к передней оси автомобиля. Во всех случаях давление воздуха в шинах колес передней оси поддерживают ниже, чем в задних шинах, а в случае вынужденного использования шин разной конструкции следует более жесткие шины устанавливать на заднюю ось, а менее жесткие спереди.

При прямолинейном движении автомобиля δ1 = δ2 = θ = 0, ρэ = ∞ . Если на автомобиль кратковременно подействует боковая сила (например, порыв ветра), то возникает боковой увод колес. Теперь в равенстве (9) δ1 > 0, δ2 > 0, δ2 > δ1, (автомобиль имеет излишнюю поворачиваемость), θ = 0, следовательно,

т. е. автомобиль начнет поворачивать по дуге радиусом ρэ, и возникнет центробежная сила Рц, которая будет поддерживать колеса в состоянии увода и после прекращения действия исходной возмущающей силы (в данном случае порыв ветра).