РАДІУС ПОВОРОТУ І КУТОВА ШВИДКІСТЬ ПОВОРОТУ

При вивченні кінематики повороту автомобіля його розглядають як тверде тіло. Миттєвий центр повороту твердого тіла можна знайти, якщо відомо напрямок швидкостей двох будь-яких його точок. Скористаємося цим положенням для знаходження миттєвого центру повороту автомобіля.

Будемо вважати, що відомо напрямок швидкостей v A і v B точок А і Б, які є центрами відповідно задній і передній осей автомобіля (рис. 43).

Напрямок швидкостей v A і v B залежить від напрямку швидкостей коліс відповідних осей. Якби колеса були жорсткими, то швидкості обох коліс задньої осі розташовувалися в площинах їх кочення, паралельних поздовжній осі автомобіля. У цьому випадку напрямок швидкості v A збігалося б з поздовжньою віссю автомобіля. Через явища відведення, викликаного наявністю бічних сил, завжди діють на колеса при повороті автомобіля, напрямки швидкостей коліс відхиляються від площин їх кочення. У зв'язку з цим і напрямок швидкості v A розташовується щодо поздовжньої осі автомобіля під деяким кутом 6 ? , Який будемо називати кутом відведення задньої осі.

Оскільки передні колеса автомобіля для його повороту встановлюються під деяким кутом до поздовжньої осі, то навіть при жорстких колесах вектор швидкості точки Б буде розташовуватися під деяким кутом 0 до поздовжньої осі автомобіля. Якби обидва колеса поверталися на однаковий кут, то кут

Схема повороту автомобіля з відведенням коліс

Мал. 43. Схема повороту автомобіля з відведенням коліс: R n радіус повороту автомобіля; R - радіус повороту центру мас автомобіля

  • 0 був би рівний куту повороту коліс. Однак оскільки колеса пов'язані між собою рульової трапецією, вони повертаються на
  • 0 +0

різні кути. Можна прийняти, що 0 = в н , де 0 В і 0 м - кути

повороту колії відповідно внутрішнього і зовнішнього по відношенню до центру повороту.

Через відведення передніх коліс, викликаного діючими на них бічними силами, вектор швидкості у б відхиляється від того напрямку, який мала б швидкість точки Б при жорстких колесах, на деякий кут 5, (кут відведення передньої осі). Кут між вектором v B і поздовжньою віссю автомобіля з урахуванням відведення дорівнює 0 - б ,.

Для визначення положення миттєвого центру повороту автомобіля відновимо в точках А і Б перпендикуляри до напрямів векторів швидкостей v A і v B .

Точка перетину цих перпендикулярів і буде миттєвим центром повороту 0 п автомобіля. Будемо визначати положення цієї точки відстанями R до поздовжньої осі автомобіля і з його задньої осі.

Опустимо з центру повороту перпендикуляр Про п В на поздовжню вісь автомобіля, тоді

Складаючи (135) і (136), отримаємо

Радіусом повороту автомобіля називають відстань від центру повороту 0 П до колії переднього зовнішнього колеса (рис. 43):

де В - колія автомобіля.

При досить великих R (і, отже, не дуже великих 0) можна знехтувати величиною В / 2 в порівнянні з Л і вважати cos (0 - б,) рівним одиниці; тоді R n ~ R.

Надалі, якщо це не обумовлено, будемо нехтувати різницею між R і R n , називаючи R радіусом повороту.

Знаючи відстань від центру повороту до поздовжньої осі автомобіля, можна знайти кутову швидкість повороту автомобіля. Кутова швидкість зі а автомобіля дорівнює швидкості v B точки В поздовжньої осі автомобіля, вираженої в м / с, поділеній на R:

Оскільки Про м В - перпендикуляр до поздовжньої осі, то швидкість г в направлена але поздовжньої осі автомобіля і, отже, є швидкістю автомобіля, тоді якщо v. в м / с, то

Якщо відведенням коліс можна нехтувати, вважаючи колеса жорсткими, то, користуючись рівняннями (135) і (136), отримаємо:

Отже, за відсутності відведення центр повороту завжди лежить на продовженні осей задніх коліс автомобіля. З рівнянь (137) і (138) в цьому випадку

Нарешті, користуючись рівнянням (139), отримаємо:

Порівнюючи формули, але яким визначалися R і з а без урахування (141) і (142) і з урахуванням відведення (137) і (139), побачимо, що в першому випадку як радіус повороту, так і кутова швидкість однозначно визначаються кутом повороту керованих коліс, а в другому (при одному і тому ж вугіллі повороту керованих коліс) - можуть бути різними в залежності від різниці кутів відведення

б 2 - 8 ,.

Якщо 6, - 6, = 0, то радіус повороту і кутова швидкість автомобіля так же, як і у автомобіля з жорсткими колесами, залежить тільки від кута повороту 0.

Такий випадок руху називають нейтральною поворачі- васмостио автомобіля.

Хоча при нейтральній поворачівасмості радіус повороту і кутова швидкість з урахуванням відведення такі ж, як у автомобіля з жорсткими колесами, траєкторії руху автомобіля різні, оскільки, як видно з рівності (137), при 5, ^ 0; з Ф 0 і, отже, центр повороту з урахуванням відведення і в цьому випадку не лежить на продовженні осей задніх коліс, т. е. не збігається з центром повороту автомобіля з жорсткими колесами.

Якщо 5, - 5,> 0, то радіус повороту з урахуванням відведення при однакових 0 менше радіуса повороту автомобіля з жорсткими колесами, а кутова швидкість з урахуванням відведення більше, ніж у автомобіля з жорсткими колесами.

Такий випадок руху називають недостатню поворачі- ваемость.

Обертальність автомобіля залежить як від характеру руху (вхід і вихід з повороту, круговий рух і ін.), Так і від його конструктивних особливостей. Автомобілі, у яких при круговому русі має місце нейтральна, надлишкова або недостатня обертальність, називають автомобілями відповідно з нейтральною, надлишкової і недостатньою поворачіваемостмо.

Для запобігання надлишковій поворачівасмості, що небезпечно, так як автомобіль при цьому автоматично входить в «спіраль» на повороті, на всіх автомобілях роблять недостатню обертальність. Це досягається збільшенням тиску в шинах задніх коліс при однаковому навантаженні на колеса передньої і задньої осей, установкою здвоєних шин або одночасно тим і іншим або зменшенням навантаження на задню вісь при однаковому тиску повітря в шинах.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >