Поперечная устойчивость на вираже

Ранее были рассмотрены случаи, когда нарушение попереч­ной устойчивости автомобиля вызывали закругления или попе­речный уклон дороги. Однако в эксплуатации часто встречаются одновременно поворот и поперечный уклон дороги, что создает предпосылки для нарушения поперечной устойчивости.

На рис. 11.7 представлены два автомобиля. Автомобиль I дви­жется на повороте по наружному краю дороги, а автомобиль II — по внутреннему.

Определим, какой из них более устойчив и безопасен на пово­роте. Для этого разложим поперечную силу Р_у и силу тяжести G на соответствующие составляющие, перпендикулярные (Р_у' и G')и параллельные (Р_уи G") поверхности дороги.

Рис. 11.7. Движение автомобилей на повороте: G ′, G" — составляющие силы тяжести автомобиля на повороте; Р'_у, Р ′′ _у — составляющие поперечной силы

У автомобиля II поперечная устойчивость выше, чем у автомо­биля I, так как у него силы Р_у' и G' складываются и увеличивают

сцепление колес с дорогой, а силы Р''_у и G'' частично уравновеши­вают друг друга, действуя в противоположные стороны.

У автомобиля I силы Р'_у и G' направленные в противополож­ные стороны, уменьшают сцепление колес с дорогой, а силы Р''_у и G'', действуя в одном направлении, уменьшают поперечную устойчивость. Таким образом, автомобиль II, движущийся по внут­реннему краю дороги (по отношению к центру поворота), более устойчив и безопасен на повороте, чем автомобиль I.

В связи с этим для обеспечения необходимой безопасности дви­жения на дорогах с малым радиусом поворота устраивают вираж — односкатный поперечный профиль, благодаря которому попереч­ный уклон дороги направлен к центру поворота. В этом случае поперечная устойчивость автомобиля существенно повышается (как у автомобиля II) независимо от направления его движения.

При движении на вираже (рис. 11.8) боковое скольжение авто­мобиля может начаться при условии

Р _б= Р _сц,

где Р _б — боковая сила, действующая на вираже, или

Р_у cosβ – G sinβ = (Р_у cosβ + G sinβ)φ _{y .}

Подставим в указанное выражение значение поперечной со­ставляющей Р_у центробежной силы и, выполнив ряд преобразо­ваний, определим критическую скорость автомобиля по заносу на вираже, км/ч:

Зависимости v _звот R и φ _у аналогичны приведенным на рис. 11.2. Опрокидывание авто­мобиля при движении на вира­же возможно при условии ра­венства опрокидывающего и восста-навливающего моментов:

М _о = М _в,

или

(Р_у cosβ – G sinβ) h _ц =

= (Р_у sinβ + G cosβ) .

Рис. 11.8. Движение автомобиля на вираже

Подставим значение силы Р_у и, выполнив соответствующие

преобразования, найдем критическую скорость автомобиля по опрокидыванию на вираже, км/ч:

Зависимости v _овот радиуса R и высоты h _цаналогичны пред­ставленным на рис. 11.3.

В приведенных ранее формулах для показателей поперечной ус­тойчивости автомобиля не учитываются эластичность его шин и подвески и, следовательно, поперечный крен кузова. В процессе эксплуатации при действии боковой силы возникает поперечный крен кузова. Угол крена кузова не превышает 8... 10°, но он суще­ственно ухудшает поперечную устойчивость автомобиля, что спо­собствует его опрокидыванию. Так, например, значения крити­ческой скорости и критического угла поперечного уклона дороги по опрокидыванию с учетом бокового крена кузова на 10... 15 % меньше, чем без учета крена.

Дата добавления: 2015-07-10