СИЛИ, ЩО ДІЮТЬ НА АВТОМОБІЛЬ ПРИ ПОВОРОТІ В ЗАГАЛЬНОМУ ВИПАДКУ РУХУ

Для визначення сил, діючих на автомобіль при його повороті, коли кут повороту керованих коліс і швидкість руху автомобіля змінні, знайдемо спочатку сили інерції. Для цього скористаємося наступним прийомом. Знайдемо абсолютні прискорення центра ваги автомобіля, розглядаючи автомобіль як тверде тіло. Помноживши потім отримані прискорення на масу автомобіля, знайдемо сили інерції, а потім, вважаючи інші сили, що діють на автомобіль, заданими, визначимо реакції дороги.

Нехай автомобіль рухається відносно нерухомої системи координат причому в даний момент часу його поздовжня вісь розташована під кутом р до осі 0г | цієї системи, а колеса повернені, як показано на рис. 44, а, на кут 0. Знаючи середній кут повороту керованих коліс, можна способом, описаним раніше, визначити місце розташування центру повороту О. Швидкість v r центру ваги з автомобіля спрямована перпендикулярно радіусу і дорівнює v = ш а Про п з Позначимо у кут між поздовжньою віссю автомобіля і вектором швидкості v. Проекції швидкості v ( . На нерухомі осі координат дорівнюють

де v = v cos у - проекція швидкості v на поздовжню вісь х автомобіля (поздовжня складова швидкості руху автомобіля); v = v cos у - проекція швидкості v на поперечну вісь автомобіля (швидкість бокового зміщення автомобіля).

Продифференцировав рівності (143) і (144) за часом, отримаємо проекції на осі нерухомої системи прискорення центру мас автомобіля:

Оскільки положення автомобіля відносно нерухомої системи координат безперервно змінюється, то становище прискорень j і у. щодо поздовжньої і поперечної осей також змінюється. Зручніше мати справу з прискореннями, а отже, і силами, що не змінюють свій напрямок щодо автомобіля. Тому спроектируем отримані в нерухомій системі прискорення на поздовжню і поперечну осі автомобіля.

Згідно рис. 44, б, сума проекцій j x прискорень у і у. на поздовжню вісь автомобіля дорівнює:

Сума у у проекцій Д і J. на поперечну вісь автомобіля дорівнює:

Підставляючи в рівності (147) і (148) значення у і у. з рівності (145) і (146), після відповідних перетворенні отримаємо:

Схема для визначення сил, діючих на автомобіль при повороті

Мал. 44. Схема для визначення сил, діючих на автомобіль при повороті

Користуючись рис. 44, а, знайдемо: звідки

де штрихами позначені перші похідні за часом.

dv

Підставляючи отримані значення v і --в рівності (149),

у dt

знайдемо:

Поздовжня і поперечна складові сил інерції, що діють на автомобіль при повороті, рівні твору маси автомобіля на поздовжню і поперечну складові прискорення центру мас автомобіля і спрямовані в бік, протилежний напрямку відповідних прискорень. Поздовжня складова сили інерції

направлена в сторону, протилежну руху автомобіля. Поперечна складова сили інерції

направлена від центру повороту автомобіля.

Користуючись формулами (151), (152), можна, як окремий випадок, отримати формули для визначення поздовжньої і поперечної складових сил інерції без урахування відведення (у автомобіля з жорсткими колесами).

Беручи б, = б 2 = б ', = б' 2 = 0, отримаємо:

З формул (154) і (155) видно, що як з урахуванням відведення, так і без нього поперечна складова Р сили інерції може бути представлена у вигляді трьох складових:

Перша з цих складових є відцентровою силою:

Як видно з рівності (157), якщо задані R і v a , то вирази для відцентрової сили однакові як з урахуванням, так і без урахування відведення.

У формулах (152) - (157) швидкість v виражена в м / с. Якщо задана швидкість в км / год, то в цих формулах замість v потрібно поставити

V 3,6.

Друга складова Р поперечної сили інерції виникає в результаті зміни кута повороту керованих коліс і зміни кутів відведення. Для автомобіля з жорсткими колесами ця складова завжди позитивна при вході автомобіля в поворот і негативна при виході з нього. Якщо швидкості зміни кутів відведення великі, то ця складова може бути негативною при вході в поворот і позитивною при виході.

Третя складова Р у поперечної сили інерції виникає в результаті зміни швидкості руху автомобіля. Для автомобіля з жорсткими колесами ця складова є позитивною при прискореному русі і негативна при уповільненні. При невеликих кутах 0 і великих кутах відведення позитивне значення третьої складової поперечної сили може мати місце і в процесі гальмування.

У більшості випадків руху автомобіля відцентрова сила значно більше за інших складових. Тому в якості основних критеріїв стійкості автомобіля зазвичай приймаються гранична по стійкості швидкість або граничний радіус повороту при круговому русі, коли дві останні складові поперечної сили інерції дорівнюють нулю. У деяких випадках при великих радіусах повороту, великих швидкостях руху, а також різкій зміні кутів повороту керованих коліс і кривизни траєкторії руху автомобіля істотну роль може грати складова Р.

Складова Р в більшості випадків мала. Тільки при різкому гальмуванні вплив цієї складової на стійкість автомобіля може бути помітним.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >