Устойчивость. Схемы к расчету показателей поперечной устойчивости. Занос переднего и заднего мостов

Возникающая при этом центробежная сила может быстро достигнуть значения силы сцепления шин с дорогой.

Определим промежуток времени, в течение которого центробежная cила увеличится до опасного предела, предполагая, что водитель поворачивает управляемые колеса с постоянной скоростью и θ = ωу.к.. В момент начала скольжения

Откуда время (с)

Если скорость автомобиля велика, то резкий поворот управляемых колес вызовет занос автомобиля в течение короткого промежутка времени, который меньше времени реакции водителя, и поэтому он не сумеет погасить начавшийся занос.

При движении автомобиля по дороге с поперечным уклоном потеря устойчивости возможна вследствие действия поперечной составляющей силы тяжести автомобиля, равной Gsinβ (рис.,б). Составим уравнение моментов всех сил относительно оси, проходящей через центры контактов шин наружных колес с дорогой:

В момент начала опрокидывания автомобиля реакции RZB = 0. Тогда, разделив правую и левую части последней формулы на G cosβ, имеем:

Критический угол косогора по условиям опрокиды-вания:

Возможность автомобиля противостоять опрокидыванию в большой степени зависит от отношения B/(2hц), называемого коэффициентом поперечной устойчивости ηпоп. Ниже приведены средние значения коэффициента ηпоп и в скобках соответствующие ему углы βо (°). Легковых 0,9...1,2 (40...50) Грузовых 0,55...0,80 (30...40) Автобусов 0,50...0,60 (25...35)

Критический угол косогора по условиям поперечного скольжения определим, спроектировав все силы на плоскость дороги:

Вместе с тем по условиям сцепления шин с дорогой сумма поперечных реакций в момент начала скольжения

Следовательно, критический угол косогора по условиям скольжения

Для обеспечения безопасности движения автомобиля по кривым малых радиусов устраивают вираж, на котором проезжая часть и обочины имеют поперечный наклон к центру кривой (односкатный поперечный профиль).

ЗАНОС ПЕРЕДНЕГО И ЗАДНЕГО МОСТОВ

Выше поперечная устойчивость автомобиля рассматривалась в предположении, что колеса обоих мостов начинают скользить в поперечном направлении одновременно. Обычно начинают скользить колеса одного моста, вследствие чего приходится рассматривать устойчивость не всего автомобиля в целом, а одного его мостов.

Качение колеса без скольжения возможно при условии . Поперечная сила, которую можно приложить к колесу, не вызывая его скольжения, тем больше, чем больше сила сцепления и чем меньше касательная реакция дороги. Наиболее устойчиво в поперечном направлении ведомое колесо, у которого касательная реакция невелика сравнительно с силой Ру. Колесо, нагруженное силой тяги или тормозной силой, хуже противостоит заносу, чем ведомое колесо. Если касательная реакция достигла значения силы сцепления, то для того, чтобы произошло боковое скольжение, достаточно приложить к колесу, даже небольшую поперечную силу.

Схемы заноса мостов подвижного состава: а — заднего; б — переднего; в — гашение заноса

На рис., а показан автомобиль, у которого передние колеса движутся поступательно со скоростью Vа, а задние колеса, двигаясь со скоростью Vа скользят в поперечном направлении со скоростью Vз. В результате задний мост перемещается со скоростью V, что вызывает поворот автомобиля вокруг центра 0, хотя передние колеса при этом находятся в нейтральном положении. Поперечная составляющая возникающей при этом центробежной силы Рц действует в направлении скольжения заднего моста, повышая скорость Vз. Это вызывает дальнейшее возрастание центробежной силы, в результате чего занос прогрессирует. Поэтому опаснее занос заднего, а не переднего моста (см. рис., б), при котором поперечная составляющая силы Рц направлена в сторону, противоположную скорости бокового скольжения Vз, в результате чего скольжение передних колес автоматически прекращается, и автомобиль не теряет устойчивости.

Для устранения заноса заднего моста автомобиля, необходимо уменьшить касательную реакцию на ведущих колесах, прекратив торможение или прикрыв дроссельную заслонку, и повернуть передние колеса в сторону начавшегося заноса. Если во время заноса передние колеса занимали нейтральное положение, а центр поворота находился в точке 0 (см. рис., в), то после поворота передних колес он сместится в точку 01. Радиус поворота при этом увеличится, что уменьшит центробежную силу. Поворот передних колес на чрезмерно большой угол может вызвать скольжение задних колес в обратную сторону и движение автомобиля в направлении, соответствующем новому положению управляемых колес. Поэтому сразу же после прекращения заноса их следует вернуть в нейтральное положение. Для избежания потери устойчивости, необходимо плавно уменьшать скорость автомобиля до начала поворота, в особенности на влажной и скользкой дороге.

Продольная устойчивость

При нарушении продольной устойчивости подвижной состав может