Критическая скорость автомобиля по уводу колес

Критическая скорость по условиям управляемости

При повороте на автомобиль действует центробежная сила, результирующая которой приложена к центру масс. Для ее определения, рассмотрим плоскую модель движения автомобиля по горизонтальной дороге (рис. 9.1), считая, что шины в поперечном направлении не деформируются.

На участке дороги (1-2) автомобиль движется прямолинейно. На участке (2-3) водитель поворачивает колеса, и автомобиль движется по кривой переменного радиуса. На участке (3-4) управляемые колеса повернуты на угол θ и остаются неизменными, а радиус R траектории середины заднею моста остается постоянным. На участке (4-5) водитель поворачивает колеса в обратную сторону, и радиус R постепенно увеличивается.

Далее, на участке (5-6), автомобиль опять движется прямолинейно.

К переднему мосту приложена толкающая сила Р (рис. 9.1), продольная составляющая которой Р_х1 при равномерном движении равна силе сопротивления качению (Р_х1 = G₁ f), а поперечная – (P_y1 = Pf₁ tg θ = G₁ ftg θ).

Рисунок 9.1– Движение автомобиля на повороте

На передний мост действует также центробежная сила передней части автомобиля Р_ц1, направленная вдоль радиуса R₁ поворота середины переднего моста. Учитывая соотношения V₁= VR₁/R; R₁ = R/cos θ, можно определить силу инерции:

(9.1)

где т₁– масса автомобиля, приходящаяся на передний мост, кг;

V – скорость движения середины переднего моста, м/с.

θ – угол между продольной осью автомобиля и вектором скорости середины переднего моста (полусумма углов поворота управляемых колес);

L – база автомобиля.

Силы P_y1 и Ρ_ц1 стремятся вызвать боковое скольжение управляемых колес и чтобы колеса катились без скольжения, необходимо соблюдение следующего условия:

(9.2)

Сила Р_ц1 прямо пропорциональна квадрату скорости, поэтому скольжение наиболее вероятно при большой скорости движения автомобиля.

Критической скоростью по условиям управляемости V_ynp называют скорость, с которой автомобиль может двигаться на повороте без поперечного скольжения управляемых колес. Ели скорость движения автомобиля больше V_ynp, то управляемые колеса при повороте проскальзывают в поперечном направлении.

Эту скорость можно определить из соотношения:

(9.3)

Чем меньше радиус поворота автомобиля, тем меньше должна быть скорость движения.

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 2993 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник статьи: http://helpiks.org/7-20717.html

Критическая скорость автомобиля по уводу

Для нахождения критической скорости автомобиля по уводу определим изменение угла поворота управляемых колес автомо­биля в зависимости от скорости его движения. С этой целью выра­зим угол поворота управляемых колес из формулы для радиуса поворота автомобиля с эластичными колесами:

где углы увода передних и задних колес; P_у1, P_у2— боковые силы, действующие на передний и задний мосты;

k_ув1, k_ув2 — коэффициенты сопротивления уводу передних и зад­них колес.

С учетом значений боковых сил углы увода колес

где G₁, G₂— вес, приходящийся на передние и задние колеса, Н; v — скорость автомобиля, км/ч.

У автомобиля с недостаточной поворачиваемостью при увели­чении скорости возрастают разность углов увода δ₂ и δ₁ и, следо­вательно, угол поворота θ управляемых колес. При этом угол по­ворота управляемых колес всегда остается положительным.

У автомобиля с излишней поворачиваемостью при увеличении скорости движения угол поворота управляемых колес θ уменьша­ется. При определенной скорости разность углов увода .

Эта скорость называется критической по уводу.

При движении с критической скоростью по уводу достаточно небольшого бокового возмущения (наезд на неровность дороги,

порыв ветра и др.), чтобы возник прогрессивно возрастающий увод, и двигавшийся прямолинейно автомобиль стал круто пово­рачиваться.

Так как сначала автомобиль двигался прямолинейно и угол по­ворота управляемых колес был равен нулю (θ = 0), то с учетом предыдущих выражений можно записать

Обозначив v = v_ув,определим критическую скорость автомо­биля по уводу, км/ч:

Критической скоростью по уводу называется скорость, по до­стижении которой при любом боковом возмущении начинается прогрессивное отклонение автомобиля от направления движения, заданного управляемыми колесами.

Из формулы для v_увследует, что критическую скорость по уво­ду имеют только автомобили с излишней поворачиваемостью. У автомобилей с нейтральной и недостаточной поворачиваемос­тью критическая скорость по уводу отсутствует, так как при δ₁ = δ₂ она равна бесконечности, а при δ₁ > δ₂ имеет отрицательное зна­чение.

Управление автомобилем с излишней поворачиваемостью за­труднено, и такой автомобиль менее безопасен, чем автомобиль с недостаточной поворачиваемостью. Так, при скорости автомоби­ля, равной критической по уводу (v = v_ув),для движения по кри­вой траектории управляемые колеса нужно устанавливать в ней­тральное положение, а при скорости, большей критической по уводу (v > v_ув),управляемые колеса необходимо поворачивать в сторону, противоположную повороту. Все это нарушает управляе­мость автомобиля и затрудняет работу водителя, так как данный недостаток он вынужден устранять поворотом управляемых колес.

Итак, наиболее безопасными являются автомобили с недоста­точной поворачиваемостью. Они устойчивы при прямолинейном движении, при действии боковой силы располагают резервом «под-руливания» на поворотах и не имеют критической скорости по уводу. Чем больше недостаточная поворачиваемость автомобиля, тем меньше утомляется водитель.

Чрезмерно большая поворачиваемость автомобиля затрудняет работу водителя, так как для изменения направления движения требуется большая сила. Обеспечить нейтральную поворачиваемость

автомобиля очень сложно. В связи с этим стремятся делать автомо­били с недостаточной поворачиваемостью.

Недостаточная поворачиваемость достигается уменьшением давления воздуха в шинах передних колес по сравнению с задни­ми, вследствие чего снижается их сопротивление уводу и увели­чивается угол увода δ₁; расположением центра тяжести автомоби­ля ближе к оси передних колес, что увеличивает действие центро­бежной силы на передние колеса и угол δ₁ увода передних колес; разной конструкцией подвески колес автомобиля: передняя неза­висимая, а задняя зависимая; применением переднего привода.

Источник статьи: http://studopedya.ru/2-67210.html

Увод колеса и поворачиваемость автомобиля

При наличии достаточной силы сцепления между шиной и дорогой эластичное колесо, нагруженное поперечной силой, может катиться без скольжения под некоторым углом к своей средней продольной плоскости. Такое качение называется уводом колеса, а угол, образованный вектором скорости центра колеса с этой плоскостью, – углом увода колеса δ_ув.

Угол увода колеса можно определить по формуле:

(9.4)

где k_ув – коэффициент сопротивления уводу колеса, Н/рад, показывающий, какую по величине силу нужно приложить к колесу, чтобы оно катилось с углом увода, равным 1 рад.

Рисунок 9.2 – Качение эластичного колеса при отсутствии (а) и действии (б) боковой силы

Поворачиваемость – свойство автомобиля изменять направление движения без поворота управляемых колес. Основные причины поворачиваемости: увод колес, вызываемый эластичностью шин; поперечный крен кузова, связанный с эластичностью подвески автомобиля. В зависимости от соотношения углов увода передних и задних колес (мостов) автомобиль может иметь нейтральную, недостаточную и излишнюю поворачиваемость.

Нейтральная поворачиваемость характеризуется тем, что углы увода передних и задних колес равны (δ₁ = δ₂), и, следовательно, R_э = R. Однако траектории движения автомобиля с жесткими шинами не совпадает с траекторией движения автомобиля с эластичными шинами (рис. 9.3, а). В этом случае вследствие увода центр поворота находится не в точке О, как у автомобиля с жесткими шинами, а в месте пересечения перпендикуляров к векторам скоростей переднего и заднего мостов (точка О₁).

а

б

в

Рисунок 9.3 – Схемы движения автомобиля с различной степенью поворачиваемости: а – нейтральная; б – недостаточная; в – избыточная

Недостаточная поворачиваемость характеризуется тем, что угол увода передних колес больше, чем угол увода задних колес (δ₁ > δ₂), и R_э > R. Для движения автомобиля с недостаточной поворачиваемостью по траектории заданного радиуса управляемые колеса необходимо повернуть на больший угол, чем при жестких колесах (рис. 9.3, б). Следовательно, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью безопасен при движении на повороте, так как у него имеется некоторый резерв «подруливания».

Излишняя поворачиваемость характеризуется тем, что угол увода передних колес меньше, чем угол увода задних колес (δι δ₂ имеет отрицательное значение.

Для количественной оценки шинной поворачиваемости автомобиля применяют коэффициент поворачиваемости η_пов, равный:

(9.6)

При излишней поворачиваемости (η_пов > 1), при нейтральной – (η_пов = 1), а при недостаточной – (η_пов

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 7578 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник статьи: http://helpiks.org/7-20718.html

Определение критической скорости автомобиля по условию управляемости.

Увод автомобильного колеса. Коэффициент сопротивления боковому

уводу и факторы, влияющие на него.

Уводом колеса называется его свойство катиться под углом к плоскости своего вращения вследствие действия боковой силы.

Эластичное колесо (рис. 8.4) при отсутствии боковой силы катит­ся в плоскости своего вращения, а при действии боковой силы — под некоторым углом.

Угол 5ув, образованный вектором скорости v_K колеса и плоско­стью его качения, называется углом увода.

На рис. 8.5 показана зависимость угла увода колеса от прило­женной к нему поперечной силы. Кривая ОАБВ включает в себя следующие характерные участки: OA — увод колеса при отсут­ствии бокового скольжения шины (δ_ув= 4. 6°); АБ — увод с час­тичным боковым проскальзыванием шины; БВ— полное сколь­жение шины вбок при Р_y = Р_сц (δув = 12. 15°).

Угол увода колеса можно определить по формуле:

где kув — коэффициент сопротивления уводу колеса.

Коэффициент сопротивления уводу колеса зависит от разме­ров и конструкции шины, давления воздуха в ней и вертикальной нагрузки на колесо. Так, при увеличении размеров шины и давле­ния воздуха в ней коэффициент сопротивления уводу возрастает. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо он сначала ра­стет, а затем уменьшается (рис. 8.6). Для шин грузовых автомоби­лей и автобусов значения этого коэффициента составляют 30. 100 кН/рад, а для шин легковых автомобилей — 15. 40 кН/рад. От значения коэффициента сопротивления уводу во многом зави­сит боковое скольжение колеса. Чем меньше этот коэффициент, тем раньше начинается боковое скольжение.

Поворачиваемость автомобиля.

В зависимости от соотношения углов увода передних и задних колес (мостов) автомобили могут иметь различную поворачивае­мость: нейтральную, недостаточную и излишнюю.

Нейтральная поворачиваемость (рис. 9.1, а) характеризуется тем, что углы увода передних и задних колес равны (δ1= δ₂) и, следо­вательно, радиусы поворота автомобилей с нейтральной пово- рачиваемостью и жесткими колесами тоже равны, т.е. R_э = R (рис. 9.1, б). Хотя радиусы поворота Rэ и R равны, траектории дви­жения автомобилей с нейтральной поворачиваемостью и жестки­ми колесами не совпадают, так как центры их поворота находятся в разных точках (О и O1).

Недостаточная поворачиваемость (рис. 9.2, а) характеризуется тем, что угол увода передних колес больше, чем задних (δ1 > δ₂), и R₃> R. Для движения автомобиля с недостаточной поворачива­емостью (рис. 9.2, б) по траектории заданного радиуса управляе­мые колеса необходимо повернуть на больший угол, чем при же­стких колесах, так как на повороте он стремится двигаться по кривой большего радиуса, чем определяемый положением перед­них управляемых колес. Следовательно, автомобиль с недостаточ­ной поворачиваемостью безопасен при движении на повороте, так как у него имеется некоторый резерв «подруливания».

Излишняя поворачиваемость (рис. 9.4, а) характеризуется тем, что угол увода передних колес меньше, чем задних (δ1

Дата добавления: 2018-05-13 ; просмотров: 599 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник статьи: http://studopedia.net/5_70379_opredelenie-kriticheskoy-skorosti-avtomobilya-po-usloviyu-upravlyaemosti.html