КІНЕМАТИКА ПОВОРОТУ

При повороті автомобіля, крім сил, що діють по поздовжній осі, виникають сили в перпендикулярному напрямку. Ці сили називаються бічними. Рух автомобіля по дузі відбувається під дією центробіжних сил, що виникають в результаті повороту керованих коліс і діючих в площині дотику коліс з дорогою. Доцентрові сили врівноважують відцентрові сили, які прагнуть повернути автомобіль до прямолінійного руху. Рівнодіючу відцентрових сил вважають прикладеної до центру мас автомобіля і спрямованої по радіусу кола від центру, званого центром повороту автомобіля.

Кочення колеса при дії на нього бічних сил. Поняття про відведення еластичного колеса

До цих нір ми розглядали прямолінійний рух автомобіля і вважали, що всі зовнішні сили, що діють на нього, спрямовані або але руху, або проти руху. При повороті автомобіля, крім цих сил, виникають також сили, перпендикулярні напрямку руху, які будемо називати бічними силами.

З механіки відомо, що рух будь-якого тіла по дузі кола можливо тільки в результаті дії на це тіло центростремительной сили. У автомобіля доцентровою силою є сума бічних сил Y зчеплення коліс з дорогою (рис. 39), що виникають в результаті повороту його керованих коліс. Доцентрова сила врівноважує відцентрову силу, яка прагне зберегти прямолінійний рух автомобіля. Відцентрову силу вважають прикладеної в центрі ваги автомобіля і спрямованої по радіусу кола, описуваної центром тяжіння в бік від центру цього кола, званого центром повороту автомобіля.

Бічні сили зчеплення коліс з дорогою виникають також і при русі автомобіля з якоїсь іншої криволінійної траєкторії.

Схема сил, що діють на автомобіль при повороті

Мал. 39. Схема сил, що діють на автомобіль при повороті

Таким чином, при повороті автомобіля на кожне з його коліс діють три сили взаємодії з дорогою (рис. 40): нормальна реакція дотична реакція R x і бічна реакція R y . Відповідно, сила, що діє на колесо з боку автомобіля, також буде мати три складові: нормальну навантаження Р г , що штовхає силу Р х і бічну силу Р у .

Будемо називати площину симетрії колеса, перпендикулярну його осі обертання, площиною кочення колеса, а точку перетину осі обертання з площиною кочення - центром колеса. Швидкість центру колеса будемо називати швидкістю колеса. Якщо колесо, на яке діє бічна сила, вважати жорстким, і величина бічної реакції дороги не перевищує деякого значення R max , що визначається зчепленням колеса з дорогою, то вектор швидкості колеса завжди розташований в площині його кочення. Силу Р ,. тах можна знайти наступним чином.

Равнодействующие сил R x і R. лежать в площині дороги, не можуть перевищувати силу зчеплення з дорогою, що дорівнює R_ ф , де (р - коефіцієнт зчеплення колеса з дорогою.

Тому можна записати нерівність:

Сили, що діють на колеса автомобіля при повороті

Мал. 40. Сили, що діють на колеса автомобіля при повороті

Якщо R x = О або мало в порівнянні з /? то , то R f max = Л. (p v , де <р ( . - коефіцієнт зчеплення колеса з дорогою в поперечному напрямку (поперечний коефіцієнт зчеплення).

Якщо враховувати еластичність колеса, то при дії на нього будь-який за величиною бічної сили вектор швидкості колеса відхиляється від площини кочення на деякий кут б (рис. 41). Явище відхилення вектора швидкості колеса від площини кочення називають бічним відведенням (або просто відведенням) колеса, а кут б - кутом відведення.

Кут відведення є функцією бічної сили (див. Рис. 41) і визначається дослідним шляхом. Зазвичай при випробуваннях задають кут відведення і визначають відповідну цьому кутку бічну силу. Тому на графіку б відкладається по осі абсцис, a P v - по осі ординат.

При зміні б від нуля до деякого значення, різного для різних шин, різних нормальних навантажень на колесо і коефіцієнтів зчеплення колеса з опорною поверхнею, бічна сила змінюється майже пропорційно зміні б (ділянка а-Ь рис. 41).

Для цього випадку можна записати:

Коефіцієнт К у називається коефіцієнтом опору відведенню.

Коефіцієнт опору відведенню чисельно дорівнює бічній силі, що викликає відведення або на 1 °, або на 1 рад. У першому випадку коефіцієнт опору відведенню виражається в кг / град (Н / град) а в другому - в кг / рад (Н / рад).

Залежність бічної сили від кута відведення

Мал. 41. Залежність бічної сили від кута відведення

Величина коефіцієнта опору відведенню залежить, перш за все, від розмірів шини. Чим більше розміри шини, тим більше До. Наприклад, для шин 6,45-13 автомобіля «Москвич- 412» коефіцієнт опору відведенню при номінальній навантаженні і номінальному тиску повітря в шині дорівнює 55 кг / град (3150 кг / рад), а для шин 260-508 автомобіля ЗІЛ-130 К = 170 кг / град (9700 кг / рад). Коефіцієнт К у збільшується зі збільшенням тиску повітря в шині. При збільшенні нормального навантаження До спочатку зростає, а потім, досягнувши максимуму, падає (рис. 42).

Залежність коефіцієнта опору відведенню від нормальної

Мал. 42. Залежність коефіцієнта опору відведенню від нормальної

навантаження

При зміні коефіцієнта зчеплення колеса з дорогою коефіцієнт опору відведенню майже не змінюється, але кут, при якому лінійна частина залежності Р = Д8) переходить в нелінійну, тим менше, чим меншеv.

Рівнянням (134) можна користуватися і для нелінійного ділянки залежності Р = / (5) (крива , рис. 41), вважаючи при цьому, що До є функцією від 5. Чим більше 5, тим на цій ділянці менше К.

Якщо б зростає настільки, що бічна сила досягає величини, максимально можливої по зчепленню, починається бічне ковзання колеса (пряма cd, див. Рис. 41). Значення максимальної по зчепленню бічної сили підраховується за формулою (134).

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >