Боковые силы, действующие на автомобиль

Управление автомобилем является главной производственной функцией водителя. Основное назначение автотранспортных средств – перемещение грузов и пассажиров в пространстве, поэтому под управляемостью следует понимать целенаправленную организацию процесса движения. При анализе факторов, влияющих на поперечную устойчивость автомобиля, необходимо знать величину поперечной силы, вызывающей занос или опрокидывание автомобиля. В случае движения автомобиля на повороте такой силой является центробежная сила инерции. Для ее определения, рассмотрим схему (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Силы, действующие на автомобиль при повороте

Rxi, Rx2, Ryi, Ry2 – продольные и поперечные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов; Ри – центробежная сила; Ру – поперечная составляющая центробежной силы; сц и с3 – радиусы поворота центра масс и задней оси; и – угол поворота управляемой оси (приблизительно равен полусумме углов поворота управляемых колес); Ми – момент инерции автомобиля; г – угол между радиусом сц поворота центра тяжести и продолжением оси заднего моста

Для упрощения расчетов примем следующие допущения: автомобиль является плоской фигурой; движется по горизонтальной дороге; шины в поперечном направлении не деформируются

На участке дороги 1–2 автомобиль движется прямолинейно, и его управляемые колеса находятся в нейтральном положении. На участке 2–3 происходит поворот управляемых колес, и автомобиль движется по кривой переменного радиуса, т.е. по первой переходной кривой. На участке 3–4 положение управляемых колес, повернутых на определенный угол и, остается неизменным, а радиус R траектории движения средней точки задней оси – постоянным. На участке 4–5, т.е. на второй переходной кривой, водитель поворачивает управляемые колеса в обратную сторону, вследствие чего радиус R постепенно увеличивается. На участке 5–6 автомобиль снова движется прямолинейно.

При равномерном движении по дуге постоянного радиуса центробежная сила (Рц) определяется:

(3.1)

где – полная допустимая масса автомобиля;

– угловая скорость автомобиля при повороте;

- расстояние от центра поворота до центра тяжести автомобиля.

Вместе с тем

, (3.2)

где V – линейная скорость автомобиля.

; (3.3)

. (3.4)

Потеря устойчивости автомобилем особенно опасна при большой скорости, когда движение его близко к прямолинейному. Угол и при этом сравнительно невелик и можно считать, что tg и ≈ и рад.

Таким образом, центробежная сила (Рц), действующая на автомобиль при его равномерном движении, определяется:

(3.5)

Поперечная составляющая центробежной силы (Ру1) равна:

(3.6)

При равномерном движении (переходные кривые) на автомобиль действует также сила, вызванная изменением кривизны траектории. Поперечная составляющая () этой силы пропорциональна скорости автомобиля и угловой скорости (щук) поворота управляемых колес. Величина этой угловой скорости зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем быстрее приходится поворачивать колеса, чтобы вписаться в поворот:

Популярные материалы:

Рулевое управление автомобиля и его устройство
Рулевым управлением называется совокупность устройств, осуществляющих поворот управляемых колес автомобиля. Рулевое управление служит для изменения и поддержания направления движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает бе ...

Предварительная оценка экономической эффективности проекта
Рассчитав приведенные будущие денежные потоки по проекту, необходимо понять, насколько эффективен предлагаемый проект и стоит ли инвестировать в него средства. Показатели эффективности инновационных проектов позволяют определить эффектив ...

Обзор систем измерения параметров контактного провода
Диагностикой параметров контактной подвески электрифицированных железных дорог занимаются во всех странах, имеющих такие дороги. Понимание важности проблемы дает довольно большое количество способов ее решений. Рассмотрим несколько зарубе ...