КРИТИЧНА ШВИДКІСТЬ АВТОМОБІЛЯ АЛЕ ПЕРЕКИДАННЯ

Оскільки рівнодіюча поперечної складової Р у сили інерції, що виникає при повороті автомобіля, прикладена на відстані І від опорної поверхні (рис. 48), то в результаті її дії створюється перекидаючий момент М оп = PJt , прагне перекинути автомобіль в сторону дії сили г . Момент, що перешкоджає перекиданню (відновлює момент), створюється силою ваги автомобіля на плечі, рівному відстані т від прямої, що з'єднує центр контактів переднього і заднього зовнішніх по відношенню до центру повороту автомобіля коліс, до лінії дії сили тяжіння автомобіля.

а

Величина плеча т відновлює моменту М вос залежить від розміру колії У х передніх і В 2 задніх коліс і розташування центру мас автомобіля в поперечній площині. Положення центру мас залежить від багатьох факторів. По-перше, сама конструкція автомобіля може бути або симетричною, або в тій чи іншій мірі несиметричною. По-друге, на положення центру мас впливає розташування корисного навантаження. Нарешті, при дії на автомобіль перекидаючого моменту відбувається нахил як всього автомобіля в цілому через деформацію шин, так і його підресорених мас (кузова з усіма

Схема сил, що викликають перекидання автомобіля укріпленими до нього механізмами і агрегатами) через деформацій пружних елементів підвіски

Мал. 48. Схема сил, що викликають перекидання автомобіля укріпленими до нього механізмами і агрегатами) через деформацій пружних елементів підвіски. В результаті цих нахилів відстань т зменшується зі збільшенням Р у .

Зазвичай при визначенні умов перекидання автомобілів, виконаних за стандартними схемами, різницею в коліях передніх і задніх коліс нехтують, вважаючи /?, = В Якщо при цьому вважати, що центр мас автомобіля завжди лежить в площині поздовжньої симетрії автомобіля, то т = В / 2 . до тих нір поки перекидаючий момент менше відновлює, дія останнього тільки викликає перерозподіл нормальних реакцій на внутрішніх і зовнішніх по відношенню до центру поворотах коліс автомобіля.

Для визначення сумарної нормальної реакції TR , що діє на обидва внутрішніх колеса, запишемо умову рівності нулю суми моментів відносно центру Про н контактної площадки зовнішнього колеса

звідки

Таким же чином з умови рівності нулю суми моментів сил, що діють на автомобіль щодо точки Про в , отримаємо величину сумарної нормальної реакції зовнішніх коліс:

З рівностей (177) і (178) видно, що в результаті дії М оп нормальні реакції на внутрішніх колесах зменшуються, а на зовнішніх - збільшуються.

Якщо в результаті збільшення сили Р у перекидаючий момент стане рівним відновлював, т. Е. GJ2B = PJ L, то, як видно з рівності (177) і (178), сумарна нормальна реакція на внутрішніх колесах стане рівною нулю, а на зовнішніх - G a . Якщо після цього Р збільшити теоретично на будь-яку як завгодно малу величину, то автомобіль почне повертатися відносно прямої, що з'єднує центри контактних майданчиків зовнішніх коліс, при незмінній величині реакцій R. m і R. При цьому за рахунок зменшення плеча т відновлює момент буде зменшуватися.

Коли автомобіль повернеться в поперечній площині на такий кут, при якому вектор сили ваги автомобіля пройде через точку О, який відновлює момент стане рівним нулю. При подальшому повороті автомобіля в поперечній площині на будь-який як завгодно малий кут сила тяжіння буде збільшувати М оп , і якщо навіть Р стане рівною нулю, то автомобіль буде продовжувати перекидатися. До тих пір поки М вос більше нуля при зменшенні сили Р у (наприклад, за рахунок зменшення v a ) до такої величини, при якій буде мати місце нерівність GJ 2В> Pyftg, перекидання автомобіля може припинитися, і він або встане на дорогу всіма колесами , або при GJ 23 = = P y h (j буде рухатися на колесах зовнішнього борту, зберігаючи певний постійний кут повороту в поперечній площині.

Таким чином, рівність R_ = 0 ще не означає, що обов'язково станеться перекидання автомобіля. Однак після досягнення цієї рівності рух автомобіля без будь-яких заходів, що дозволяють зменшити Р ГУ неможливо. Тому швидкість v Kpon автомобіля і радіус його повороту /? кроп ? відповідні рівності перекидального і відновлює моментів, називають критичними по поперечному перекидання автомобіля.

При круговому русі Р у визначається рівністю (168). З огляду на це з рівності перекидального і відновлює моментів знайдемо:

Формули (167), (168) виведені при допущенні про розташування центру мас в площині, поздовжньої симетрії автомобіля. При точному розрахунку критичних швидкостей руху і радіусів повороту необхідно враховувати можливе зміщення центру ваги щодо цієї площини. Найбільш суттєвою причиною такого зміщення є крен кузова, що викликається деформацією пружних елементів підвіски під дією моменту, створюваного Р (рис. 49).

Крен кузова відбувається відносно деякої осі, становище якої визначається конструктивними особливостями напрямних елементів передньої і задньої підвісок. Цю вісь називають віссю крену. Відстань /; кр центру підресорених мас до осі крену називають плечем крену.

В результаті крену кузова плече т відновлює моменту виявляється меншим, ніж В / 2. Це зменшення тим значніше, чим більше Р у , / г кр і менше кутова жорсткість підвіски, м. Тобто величина моменту Р, / г кр , необхідного для повороту кузова на кут, дорівнює одному радіану.

Для підрахунку ' ;акроп і /? ш з урахуванням зміщення центру підресорених мас в рівності (179), (180) потрібно підставити замість В.

Зменшення плеча т в результаті крену кузова у сучасних автомобілів в залежності від їх конструктивних особливостей знижує критичну швидкість руху на 3 ... 10% і збільшує критичний радіус повороту на 5 ... 15%.

Вплив крену кузова на перекидання

Мал. 49. Вплив крену кузова на перекидання

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >