Негізгі анықтамалар

Дәрістің тақырыбы. Автомобиль басқарымдылығы

Дәріс конспектісі

3.1.8 Автомобиль басқарымдылығы

Негізгі анықтамалар

Автомобиль қозғалысының траекториясын жалпы жағдайда әрдайым қисықтығы өзгеріп отыратын қисық сызықты қозғалыс деп қарастыруға болады. Егер траекторияның қисықтығы нольге жақын болса, онда мұндай қозғалысты шартты түрде тура қозғалыс деп есептейді.

Қозғалыстың қисық сызықтығы жүргізуші берген траекторияға сәйкес керекті бұрылыстар істеуге байланысты, сонымен қатар сыртқы әсерлердің әсер етуіне байланысты автомобильдің берілген траекториядан ауытқуына байланысты болады.

Автомобильдің қисық сызықты қозғалысы уақыт бойынша оның бойлық және вертикаль осьтерінің орны өзгеруімен сипатталады, сонымен қатар бойлық және көлденең үдеулердің болуына байланысты болады.

Басқарымдылық деп жүргізушімен басқарылатын автомобильдің белгілі жол-климаттық жағдайда берілген қозғалыс бағытын сақтау немесе рульдік басқарымдағы әсерге сәйкес оның қозғалыс бағытын өзгерту қасиетін айтады.

Автомобиль қозғалысы кезінде траекториялық және курстық ауытқулар болуы мүмкін.

Траекториялық ауытқу деп автомобильдің жылдамдық векторының берілген қозғалыс бағытынан ауытқуын айтады.

Курстық ауытқу деп автомобиль бойлық осінің қозғалыс траекториясының бағытынан ауытқуын түсінеді.

Осыларға байланысты автомобильдің траекториялық және курстық басқарымдылығы болады.

Автомобильдің қисық сызықты қозғалысы жүргізушінің рульдік басқарымға әсер ету нәтижесінде немесе басқарылатын доңғалақтардың белгілі орынға бекітілгенінде жүргізіледі.

Бірінші жағдайда автомобильдің басқарымдылығы шартты түрде динамикалық қасиеттер деп есептелінеді, ал екінші жағдайда–статикалық деп саналады.

Доңғалақты көліктік құралдар үш түрлі әдіспен бұрылуы мүмкін:

-басқарылатын доңғалақтардың бұрылуы арқылы;

-бір жақтағы басқарылмайтын доңғалақтардың тежелуі арқылы (шынжыр табанды машинаның бұрылуы сияқты);

-машина звеноларының бір-біріне қарағанда бұрылуы арқылы (екі звенолық немесе көп звенолы бөлшектенген машиналар).

Автомобильдерде бірінші әдіс ең көп тараған, сонда басқарылатын доңғалақтар кейбір вертикаль осьтер (кіндіктер) арқылы бұрылады.

Тұрақты аздау жылдамдықта дөңгелек траекториямен қозғалыстағы алдыңғы жетеленетін басқарылатын доңғалақтары бар автомобильге әсер ететін күштердің схемасы 9.1-суретте көрсетілген.

Автомобиль рамасына жетекші доңғалақтардан және күштер беріледі, олардың қорытындылаушы күші автомобильдің бойлық осімен бағытталған. Бұл күш рама арқылы алдыңғы белдікке беріледі. Басқарылатын доңғалақтардың жол бетімен жанасу нүктелерінде әсерлестік күштер пайда болады, олардың қорытындылаушы күші автомобильдің бойлық осіне қойылған. Басқа күштер жоқ болғандықтан .

9.1-сурет – Дөңгелек траекториямен қозғалғанда алдыңғы доңғалақтары жетеленетін басқарылатын болатын автомобильге әсер ететін күштердің схемасы.

әсерлестігін екі күшке ажыратуға болады, сонда күші доңғалақтардың айналу жазықтығына параллель,ал күші оған перпендикуляр жүргізіледі.

күш домалауға кедергі моментімен анықталады:

. (9.1)

Жетекші белдіктегі тарту күші автомобильдің бірқалыпты бұрылғанында былай табылуы мүмкін:

, (9.2)

мұнда - басқарылатын доңғалақтардың бұрылу бұрышы.

және күштері нүктесі арқылы моменттер тудырады, сонда күші бұрылуға кедергі момент, ал күші бұратын момент тудырады. Бірқалыпты бұрылғанда бұл моменттер бір біріне тең болады.

. (9.3)

күші ілініспен шектелетіндігінен , ал , онда шектік жағдайда табатынымыз

, (9.4)

мұнда -доңғалақтардың домалауына кедергі момент.

Егер тек қана домалауға кедергі орын алады деп есептесек, онда жоғарыда көрсетілген шарт мына түрге келеді:

. (9.5)

Осыдан шығатыны, егер ілініс коэффициентінің басқарылатын доңғалақтардың бұрылу бұрышының косинусына көбейтіндісі басқарылатын доңғалақтардың домалауға кедергі коэффицентінен кем болмаған жағдайда ғана автомобиль бұрылуы іске аса алады. Егер бұл шарт орындалмаса, онда басқарылатын доңғалақтар айналмай қозғалады да автомобиль бұрылуы болмайды.

Автомобильдің басқарылатын доңғалақтарының бұрылуы бұрыштарының ең үлкен шамалары әдетте 35...45⁰ аспайды. Қатты және құрғақ жолдарда ілінісу коэффициенті домалауға кедергі коэффицентінен тіпті үлкен болады. Сондықтан бұл жағдайларда автомобиль басқарымдылығы әбден қамтамасыз етіледі. Дегенмен жұмсақ және тайғақ жол беттерінде және коэффиценттерінің айырмашылығы әжептеуір азаяды, сондықтан автомобиль басқарылымдылығы нашарлайды. Осындай жағдай автомобиль тежелгенде орын алады, өйткен тежегіш күш доңғалақтардың кедергі күшімен қосылады. Жолдың ілінісу қасиеттері толығымен пайдаланып, қарқынды тежелгенде автомобильдің бұрылуы мүмкін болмайды.

Егер осы жағдайларда алдыңғы доңғалақтары жетекші болатын автомобильдің бұрылуын қарастырсақ (9.2-сурет), онда бұратын момент бүйірлік әсерлестіктен пайда болмай, тарту күшінен пайда болады:

.

9.2-сурет – Дөңгелек траекториямен қозғалғанда алдыңғы доңғалақтары жетекші басқарылатын болатын автомобильге әсер ететін күштердің схемасы.

Сондықтан мұндай автомобильдер алдыңғы басқарылатын доңғалақтары жетеленетін болатын автомобильдерге қарағанда жақсы басқарымдылықты иемденеді, әсіресе жолдың бүйірлік әсерлестіктері ілініспен шектелген кездерде тайғақ жол беттерімен қозғалғанда.

Доңғалақтың бүйірлік кетуі

Қисық сызықты қозғалыста автомобильге үдеудің бүйірлік құрастырушысы тудыратын бүйірлік күш әсер етеді. Бүйірлік күштер автомобильдің сол және оң жақтарының бойлық әсерлестіктерінің айырмашылығымен де пайда болуы мүмкін.

Егер вертикаль қойылған және нормальдік күшпен жүктелген доңғалақ осіне тағы да бүйірлік күш қойылса, онда шинаның бүйірлік жұмсақтығына байланысты оның көлденең профилінің түрі өзгереді. Шинаның доңғалақ өсіне перпендикуляр және шинаның симметрия осімен өтетін жазықтыққа қарағанда симметриялығы бұзылады. (9.3-сурет)

9.3-сурет – Қозғалмай тұрған шинаға вертикаль жүктеме мен бүйірлік күш әсер ету схемасы.

Тіреніш ауданда тұрған шина элементтері ілінісуіге байланысты орнында қалады, ал шинаның жоғарғы бөлігі доңғалақпен бірге қойылған күш бағытымен жылжиды. Осының нәтижесінде шинаға бүйірлік әсерлестік және момент әсер етеді. Шинаның эллипс тәрізді таңбасы «ірі бұршақ» тәрізді болады. (9.4-сурет).

9.4-сурет – Бүйірлік күш әсер еткенде шина таңбасының пішіні мен жанасу бетіндегі элементар әсерлестіктердің эпюрасы.

Енді доңғалақ домаласа, онда шинаның жаңа учаскелерінің үздіксіз бүйірлік жаншылуы күшінің әсер ету бағытымен доңғалақ жазықтығының жылжуына соқтырады. Бұл кезде доңғалақ өзінің айналу жазықтығында домаламай, осы жазықтыққа бұрышымен бағытталған векторының бағытымен домалайды (9.5-сурет).

9.5-сурет – Доңғалақ домалағанда шина таңбасының пішіні мен жанасу бетіндегі элементар әсерлестіктердің эпюрасы.

Жылдамдық доңғалақ айналу жазықтығына бұрышпен бағытталған кездегі оның домалауын доңғалақтың бүйірлік кетуі деп атайды ал бұрышын бүйірлік кету бұрышы дейді.

Доңғалаққа бүйірлік күш әсер еткенде туындайтын бүйірлік кету күштік кету деп аталады. Кәдімгі қолданушылық жағдайларда бүйірлік кету бұрыштары 7...8⁰ құрайды.

Автомобиль бұрылғанда бұл бұрыштар басқарылатын доңғалақтардың бұрылу бұрыштарымен шамалас болады, сондықтан олар бұрылу кинематикасына өте үлкен әсерін тигізеді.

Бүйірлік кету кезінде тіреніш беттегі элементар күштердің эпюрасы үшбұрыш тәрізді пішінде болады, ал таңба түрі бұрмаланады.

Бүйірлік жанама элементар күштердің эпюрасын тең әсерлік әсерлестікпен алмастыруға болады, ал ол үшбұрыш АВС теңсіз қабырғалы болғандықтан доңғалақ осінен иініне ығысады. Осының нәтижесінде бүйірлік күш және оған тең әсерлестік вертикаль оське қарағанда момент тудырады. Бұл момент доңғалақты автомобильдің тіке қозғалысына сәйкес келетін бейтарап орнына бұруға тырысады. Сондықтан бұл момент тұрақтандырғыш момент деп аталады. Осы сияқты бойлық әсерлестік таңбаның бұрмалану салдарынан шамасына ығысады, сондықтан осы иінге сәйкес момент пайда болады, бірақ оның шамасы бүйірлік күш тудыратын моментке қарағанда тіпті кіші болады.

Сырғанау болмағанда тұрақтандырғыш момент былай табылады:

, (9.6)

мұнда -шинаның жанасу ауданының ұзындығы.

Сырғанау болған кезде тұрақтандырғыш момент азаяды.

Бүйірлік күш аздау кезінде оған пропорционал өседі. кезінде бұл байланыс сызықтық болмайды, өйткені шина элементтерінің сырғанауы болады.

Бүйірлік күштің шамасы ілінісу күшінің шамасына жеткенде, доңғалақтың бүйір бағыттағы толық сырғанауы болады.

Бүйірлік кетудің сипаттамасы болып шинаның бүйірлік кетуге қарсылық коэффициенті табылады:

. (9.7)

Жоғарыда қарастырылған күштік кетумен қатар кинематикалық кету болуы мүмкін. Басқарылатын доңғалақтар әрдайым көлденең вертикаль жазықтықта жантаяды.

Жантайған доңғалақ әрқашан жантаю жағына бұрышымен бүйірлік кету арқылы домалауға тырысады.

Аздау бұрыштарда

, (9.8)

мұнда .

Осыған сәйкес бүйірлік күш -пен жүктелген және бұрышымен домалаған доңғалақтың бүйірлік кету бұрышы былай табылады.

. (9.9)

Дата добавления: 2015-09-04