Низкое расположение центра тяжести автомобиля

Онлайн обучение безопасному вождению

Навигация по подшивке

Сейчас на сайте

Расположение центра тяжести автомобиля и его влияние на устойчивость

Под центром тяжести автомобиля понимается условная точка, в которой как бы сосредоточен весь вес автомобиля. Распределение веса по осям характеризуется расположением центра тяжести автомобиля. Чем ближе к одной из осей расположен центр тяжести, тем больше будет нагрузка на эту ось. На ненагруженных грузовых автомобилях нагрузка на переднюю ось составляет примерно 40%; а на заднюю — 60%, на груженых соответственно — 30 и 70%. На легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется примерно поровну. Положение центра тяжести оказывает большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля, поэтому водитель должен это всегда учитывать.

Рис.1 Центр тяжести автомобиля и его расчет.

Положение центра тяжести автомобиля зависит от его компоновки, а также от величины, расположения и объемного веса груза и, следовательно, существенно изменяется при эксплуатации автомобиля. Если автомобиль нагружен железобетонными плитами, то центр тяжести будет расположен значительно ниже, чем при перевозке железнодорожных контейнеров. Однако независимо от характера груза центр тяжести груженого автомобиля всегда выше нежели у негруженого. Поэтому мнение, бытуемое у многих водителей, о том, что нагруженный автомобиль более устойчив, — ошибочно.

Чем выше расположен центр тяжести, тем хуже устойчивость автомобиля против опрокидывания. Это наиболее характерно для автобусов при наличии стоящих пассажиров, автомобилей (автопоездов), перевозящих высокогабаритные грузы, автомобилей — фургонов и специальных автомобилей (автокраны, автовышки и др.).

Рис.2 Высота центра тяжести автомобиля.

Силой тяжести автомобиля называется вес автомобиля (в килограммах), сосредоточенный в его центре тяжести. Она направлена по линии от центра тяжести к центру Земли.

При прямолинейном движении автомобиля обеспечивается поперечная и продольная устойчивость, если линия действия силы тяжести не выходит за пределы периметра точек опоры автомобиля. Если линия действия силы тяжести автомобиля пересекается с поверхностью дороги (местности) за пределами площади, ограниченной точками опоры колес, то автомобиль может потерять устойчивость и опрокинуться.

Нередко имеют место случаи опрокидывания автомобилей не только при движении на поворотах, спусках, подъемах и косогорах, но и на ровных прямых участках дорог. Как правило, это происходит при резком торможении и резких поворотах на высоких скоростях движения.

Источник статьи: http://avtookay.ru/physics/tsentr-tyazhesti-avtomobilya

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Центр — тяжесть — автомобиль

Центр тяжести автомобиля — это условная точка, в которой сосредоточивается весь его вес. Расположение центра тяжести оказывает большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля, что должен всегда учитывать водитель автомобиля. Расположение центра тяжести по высоте зависит от характера и веса груза. Например, если легковой автомобиль нагружен грузом, расположенным только в кузове, то его центр тяжести будет значительно ниже, чем при перевозке груза на багажнике, расположенном над крышей. Однако независимо от характера груза и его размещения центр тяжести груженого автомобиля будет всегда выше, нежели у негруженого. Поэтому мнение, бытуемое у многих водителей, что нагруженный автомобиль более устойчив и тем более против опрокидывания — ошибочно. [1]

Высота центра тяжести автомобиля влияет на перераспределение нормальных реакций по колесам при разгонах и торможении, а также при наклонах автомобиля, что отражается на сцепной массе и, следовательно, на максимальной тяговой силе. [2]

Расположение центра тяжести автомобиля имеет существенное значение. Оно характеризует устойчивость автомобиля против опрокидывания. Конструкторы стремятся расположить центр тяжести автомобиля как можно ближе к поверхности дороги. [4]

К центру тяжести автомобиля приложена сила тяжести G M Ag, а также сила инерции Р и поступательно движущихся масс, направленная противоположно ускорению. [6]

Кроме того центр тяжести автомобиля немного смещают в сторону передней оси, что увеличивает составляющую центробежной силы, действующую на управляемые колеса. [7]

О — центр тяжести автомобиля ; Рв — сила инерции; G — весовая нагрузка на передние колеса; О к — весовая нагрузка на эадние колеса; Р — дополнительная нагрузка на передние колеса, возникающая от действия сил инерции; Рд — усилие, уменьшающее весовую нагрузку на задние колеса, которое возникает под действием сил инерции; РТ-тормозные силы, действующие в плоскости контакта шины с дорогой; Л — высота центра тяжести. [9]

Для снижения центра тяжести автомобиля и уровня пола кузова лонжеронам над передней и задней осями придают выгибы в вертикальной плоскости с тем, чтобы средняя часть рамы располагалась ниже. Изгибающие моменты, действующие на раму, воспринимаются лонжеронами. Они создают необходимую жесткость рамы в продольной плоскости. Для лонжеронов применяют высокие открытые или закрытые профили, имеющие большой экваториальный момент инерции. [10]

Чем выше расположен центр тяжести автомобиля , тем ниже по условиям опрокидывания должна быть допустимая скорость движения на повороте. У автомобилей ( особенно грузовых и автобусов), в нагруженном состоянии центр тяжести располагается выше, чем у порожнего автомобиля. Поэтому мнение некоторых водителей, что автомобиль с грузом более устойчив против опрокидывания и что с грузом на повороте можно ехать быстрее, ошибочно. [11]

Уменьшение Я позволяет понизить центр тяжести автомобиля и за счет этого улучшить его устойчивость. [12]

Поперечный наклон шкворня вызывает подъем центра тяжести автомобиля при повороте управляемых колес. В действительности поворачиваемое колесо, опираясь на дорогу, вызывает соответствующий подъем передней оси и центра тяжести автомобиля. Если отпустить рулевое колесо, то передняя часть автомобиля опустится вниз, и передние колеса возвращаются в положение, соответствующее прямолинейному движению. Стабилизирующий момент, действующий на управляемые колеса, с увеличением угла наклона шкворня и веса, приходящегося на переднюю ось, возрастает. [14]

Устойчивость автомобиля зависит от высоты центра тяжести автомобиля , величины расстояния между осями ( базы автомобиля) и колеи. [15]

Источник статьи: http://www.ngpedia.ru/id583668p1.html

Автошколадома ПДД онлайн

Данный проект был создан специально как учебное пособие в режиме«автошкола онлайн». Проект в первую очередь предназначен для тех, кто готовится к сдаче экзамена в ГИБДД

Водительские курсы

Водительские курсы на нашем проекте это новая методика изучения Правил дорожного движения.

ПДД учить

Автор, щадя читателя, старался по возможности заменять текст информативными рисунками. Дабы изучение ПДД было более простым, удобным и наглядным.

Тема 26.5. Что такое занос автомобиля, и как с ним бороться.

Мы запустили бесплатное дистанционное обучение на Youtube. Подпишитесь на наш канал и смотрите видео-лекции.

Теперь пойдут задачки посерьёзнее. Авторы Билетов хотят выяснить, знаете ли вы, какие силы могут действовать на автомобиль в процессе движения, что такое занос автомобиля, как в него не попасть и как из него выбраться, если уж занос случился.

На сухой дороге колёса надёжно держатся за дорожное покрытие, и центробежная сила не может снести автомобиль.

Но зато может его перевернуть!

И вот, что ещё важно знать водителю. Самое низкое расположение центра тяжести – у пустого автомобиля. При полной нагрузке (с грузом в багажнике и пассажирами в салоне) расположение центра тяжести существенно увеличивается.

А центробежная сила как раз и приложена к центру тяжести автомобиля, и при прохождении поворота это необходимо учитывать.

С грузом и пассажирами вероятность опрокинуться выше!

Легковой автомобиль более устойчив против опрокидывания на повороте:

1. Без пассажиров и груза.

2. Без пассажиров, но с грузом на верхнем багажнике.

3. С пассажирами, но без груза.

4. С пассажирами и грузом.

А теперь вспоминаем курс школьной физики:

Центробежная сила прямопропорциональна массе автомобиля, прямопропорциональна квадрату скорости и обратно пропорциональна радиусу поворота.

Если скорость увеличить в два раза, центробежная сила увеличится в четыре раза.

И наоборот, если скорость уменьшить в три раза, центробежная сила станет меньше в девять раз!

С увеличением скорости движения на повороте величина центробежной силы:

1. Не изменяется.

2. Увеличивается пропорционально скорости.

3. Увеличивается пропорционально квадрату скорости.

Какие действия водителя приведут к уменьшению центробежной силы, возникающей на повороте?

1. Увеличение скорости движения.

2. Снижение скорости движения.

3. Уменьшение радиуса прохождения поворота.

С радиусом поворота тоже всё понятно – чем больше радиус поворота (то есть, чем меньше кривизна поворота), тем меньше центробежная сила.

Что интересно! Даже не зная о существовании этой формулы, в жизни мы поступаем строго в соответствии с ней – перед входом в поворот снижаем скорость, а, проходя поворот, стараемся по максимуму «спрямить кривую», то есть по возможности стараемся увеличить радиус поворота. Такие действия подсказывает нам вестибулярный аппарат, заложенный в нас Создателем.

А что будет, если в процесс прохождения поворота нажать на педаль тормоза?

При любом торможении вес автомобиля переносится на передние колеса. То есть передние колёса крепко прижимаются к дороге, а задние колёса наоборот стремятся оторваться от дороги.

В такой ситуации достаточно небольшого бокового усилия, чтобы задняя ось автомобиля начала вращаться вокруг передней оси.

Это явление называют заносом автомобиля.

Откуда возьмется это боковое усилие? К величайшему сожалению оно обязательно возьмется, и причин для этого предостаточно. Чего стоит только одна центробежная сила!

При прохождении любого поворота на автомобиль обязательно действует центробежная сила, приложенная к центру тяжести машины.

Поскольку передние колёса всегда лучше держат дорогу (они нагружены тяжёлым двигателем), то, как правило, центробежная сила сдвигает в сторону заднюю ось. Происходит занос автомобиля при прохождении поворота.

Если сейчас со страху тормозить, к центробежной силе добавятся ещё две – тормозящее усилие передних колёс, и сразу же возникающая сила инерции.

Глядя на рисунок, должно быть понятно, что сейчас машину выбросит на обочину и там она обязательно перевернётся.

Поэтому тормозить в процессе поворота крайне нежелательно. Снижать скорость нужно до входа в поворот, а сам поворот следует проходить, что называется, «в натяжку».

То есть на педаль газа давим, но очень несильно так, чтобы автомобиль проходил поворот и без замедления, и без ускорения. В этом случае никакие силы (кроме центробежной) на автомобиль не действуют, а саму центробежную силу мы уменьшили до безопасного предела, снизив скорость до входа в поворот.

Что следует сделать водителю, чтобы предотвратить возникновение заноса при проезде крутого поворота?

1. Перед поворотом снизить скорость и выжать педаль сцепления, чтобы дать возможность автомобилю двигаться накатом на повороте.

2. Перед поворотом снизить скорость, при необходимости включить пониженную передачу, а при проезде поворота не увеличивать резко скорость и не тормозить.

3. Допускается любое из перечисленных действий.

Необходимо понимать – для того чтобы создались условия для заноса автомобиля,

вовсе не обязательно двигаться по криволинейному участку дороги.

Занос автомобиля может произойти и на прямолинейном участке, и порой для этого достаточно просто тормознуть или, наоборот, резко нажать на педаль газа, или резко вывернуть рулевое колесо при объезде препятствия.

И что делать, если начинается занос?

Ответ очень простой – надо немедленно избавиться от причины, вызвавшей занос!

1. Занос автомобиля может произойти при резком торможении.

При торможении автомобиль тащит вперёд одна единственная сила – сила инерции. И приложена эта сила к центру тяжести автомобиля.

А сопротивляются силе инерции целых четыре силы, а именно, тормозящие усилия четырёх колёс автомобиля. При этом основная нагрузка ложится на тормозные механизмы передних колёс (не зря передние тормозные колодки изнашиваются быстрее задних).

Итак, при торможении задние колёса слабо прижаты к дороге и потому склонны к блокировке. Достаточно резко нажать на педаль тормоза, и вот они уже не катятся, а скользят, потеряв сцепление с дорожным покрытием. В этом случае практически всё торможение осуществляется только передними колёсами.

А теперь представим, что левое переднее колесо тормозит эффективнее правого. Этому может быть множество причин – например, различное давление в шинах, или слева асфальт сухой, а справа влажный. Да порой достаточно, чтобы одно из колёс катилось по дорожной разметке, а другое по асфальту!

В этом случае при торможении сразу же возникает момент сил, стремящихся развернуть автомобиль.

В результате левая часть автомобиля начинает двигаться медленнее, чем правая. Происходит занос задней оси автомобиля или просто занос автомобиля.

Если сейчас не прекратить торможение, дальнейшее движение будет напоминать движение камня, брошенного на лёд – камень крутится-вертится, но летит по прямой туда, куда его тащит сила инерции.

Первая естественная реакция неопытного водителя – давить на тормоз ещё сильнее. Как вы понимаете, это означает, что занос будет продолжаться.

Изменить ситуации может обратное действие – убрать ногу с педали тормоза.

Убрали ногу с педали тормоза, и сразу же исчез момент сил, разворачивавших автомобиль (колёса свободно катятся). Но сила инерции никуда не делась, она по-прежнему тащит автомобиль вперёд!

Не беда, поворачиваем рулевое колесо в сторону заноса и выравниваем траекторию движения автомобиля.

(Сравните этот рисунок с верхним. Видите, как на этом рисунке водитель повернул передние колёса в сторону заноса).

Примечание. Как мы уже определились, занос автомобиля – это занос именно задней оси. Задние колеса стремятся сблизиться с передними. В этом случае, выравнивая автомобиль, водитель поворачивает рулевое колесо навстречу приближающимся задним колёсам.

Это и принято называть «поворот рулевого колеса в сторону заноса».

Для предотвращения заноса, вызванного торможением, водитель в первую очередь должен:

1. Прекратить начатое торможение.

2. Выключить сцепление.

3. Продолжить торможение, не изменяя усилия на педаль.

2. Занос автомобиля может произойти при резком ускорении.

При разгоне расклад сил прямо противоположный.

Теперь сила инерции направлена назад, а вперёд автомобиль тянут ведущие колёса. И если ведущие колёса надёжно держат дорогу (не буксуют), то и автомобиль ведёт себя идеально, послушно выполняя все желания водителя.

Однако нет никакой гарантии, что левые и правые колёса всегда держатся за дорогу абсолютно одинаково. Мы уже упоминали о возможной разнице давления в шинах, или, скажем, слева проезжая часть сухая, а справа влажная.

Поэтому занос можно получить не только при торможении, но и при ускорении.

Достаточно резко нажать на педаль газа (особенно на скользком покрытии) и ведущие колёса начнут вращаться с пробуксовкой. А любое проскальзывание колёс – это потеря сцепления с дорогой.

Если ведущие колёса задние, занесёт заднюю ось.

Если ведущие колёса передние, снесёт в сторону передок.

Так что во всех случаях рецепт один – необходимо избавиться от причины вызвавшей занос ,

то есть в данном случае – уменьшить нажатие на педаль управления подачей топлива.

Как водитель должен воздействовать на педаль управления подачей топлива при возникновении заноса, вызванного резким ускорением движения?

1. Усилить нажатие на педаль.

2. Не менять положения педали.

3. Ослабить нажатие на педаль.

3. Занос автомобиля может произойти при резком повороте рулевого колеса.

Иногда водителям приходится резко вильнуть при объезде препятствия.

Представим, что водитель, двигаясь со скоростью 60 км/ч, в последний момент решил объехать канализационный люк.

Но ведь резкий поворот направляющих колёс это тоже своеобразное торможение. В прямом направлении скорость автомобиля резко падает, и машина заметно приседает на передние колёса.

А раз есть торможение, сразу же появляется сила инерции, при этом корпус автомобиля уже развёрнут – идеальные условия для заноса!

Летом на сухом асфальте ничего страшного не случится, просто машину качнёт туда-сюда при объезде препятствия.

Но зимой на скользкой дороге занос гарантирован. Более того – в следующее мгновение скользить будут все четыре колеса.

Да и летом, если скорость под сотню, события будут развиваться точно так же.

Да всё то же самое. Как только водитель почувствовал, что автомобиль уходит в занос, надо немедленно избавиться от причины, вызвавшей занос. И теперь уже бог с ним, с этим люком.

Быстро (но плавно!) поворачиваем рулевое колесо в сторону заноса.

Передние колёса «цепляют» дорогу (перестают скользить), управляемость автомобиля восстанавливается, и машина послушно возвращается на свою полосу.

Что следует предпринять водителю для предотвращения опасных последствий заноса автомобиля при резком повороте рулевого колеса на скользкой дороге?

1. Быстро, но плавно повернуть рулевое колесо в сторону заноса, затем опережающим воздействием на рулевое колесо выровнять траекторию движения автомобиля.

2. Выключить сцепление и повернуть рулевое колесо в сторону заноса.

3. Нажать на педаль тормоза и воздействием на рулевое колесо выровнять траекторию движения.

Пришло время поговорить о различии в управлении переднеприводным автомобилем и заднеприводным.

И тот, и другой совершенно одинаково уходят в занос. Но вот выбираются из заноса по-разному. Связано это с тем, что задние колёса толкают автомобиль, а передние – тянут автомобиль.

Представьте человека, который привязал к спинке санок палку и пытается ею толкать эти санки.

Ведь они тут же начнут складываться влево или вправо. То есть по аналогии с автомобилем заднюю ось будет заносить толкающее усилие.

Если же человек догадается привязать палку или просто веревку спереди и потянет санки, то они будут следовать за ним, как нитка за иголкой без всяких заносов.

Именно этим и отличается передний привод от заднего. Если задние колёса толкают массу, расположенную перед ними, то передние колёса тянут массу, расположенную после них.

Именно поэтому, выходя из заноса на заднем приводе, мы плавно уменьшаем нажатие на педаль газа, пытаясь усмирить центробежную силу и восстановить управляемость автомобиля.

И именно поэтому на переднем приводе, мы слегка увеличиваем нажатие на педаль газа, чтобы передние колёса вытащили нас из заноса.

Как выходить из заноса на заднем приводе.

Итак, на повороте возник занос задней оси автомобиля (задние колёса скользят по дороге, и центробежная сила несёт их на обочину). И именно задние колёса у нас ведущие.

Если сейчас добавить крутящий момент на ведущие колёса (то есть нажать на педаль газа) ситуация только усугубится – мало того, что задние колёса скользят, так теперь ещё и буксуют, и сцепление с дорогой потеряно окончательно.

В то же время нельзя и нажимать на педаль тормоза или резко бросать газ – в этом случае к центробежной силе добавиться ещё и сила инерции, и это только усилит занос.

Вспоминаем наш общий универсальный принцип – надо избавиться от причины, вызвавшей занос.

А заносит нас центробежная сила. Ну, совсем-то от неё избавиться невозможно, но можно её уменьшить, если снизить скорость.

Только снижать скорость нужно плавно, слегка уменьшая подачу топлива, одновременно поворачивая рулевое колесо в сторону заноса.

После того как управляемость автомобиля восстановится, завершаем поворот.

Что следует предпринять, если на повороте возник занос задней оси заднеприводного автомобиля?

1. Увеличить подачу топлива, рулевым колесом стабилизировать движение.

2. Притормозить и повернуть рулевое колесо в сторону заноса.

3. Значительно уменьшить подачу топлива, не меняя положения рулевого колеса.

4. Слегка уменьшить подачу топлива и повернуть рулевое колесо в сторону заноса.

Как выходить из заноса на переднем приводе.

И опять на повороте возник занос задней оси автомобиля. Только на этот раз автомобиль переднеприводной.

Как вы думаете, если сейчас повернуть рулевое колесо в сторону заноса и добавить крутящий момент на ведущие колёса, вытянут ли передние колёса нас из заноса?

А ведь, пожалуй, и вытянут!

Наращивать давление на педаль газа нужно слегка, очень плавно и очень осторожно, не допуская пробуксовки передних колёс. Как же они будут тянуть, если начнут буксовать?

На повороте возник занос задней оси переднеприводного автомобиля. Ваши действия?

1. Уменьшите подачу топлива, рулевым колесом стабилизируете движение.

2. Притормозите и повернёте рулевое колесо в сторону заноса.

3. Слегка увеличите подачу топлива, корректирую направление движения рулевым колесом.

4. Значительно увеличите подачу топлива, не меняя положение рулевого колеса.

Устранение заноса задней оси путём увеличение скорости возможно:

1. Только на переднеприводном автомобиле.

2. Только на заднеприводном автомобиле.

3. На любом автомобиле из перечисленных.

Современные автомобили снабжены всевозможными устройствами, помогающими водителю избегать неприятностей на дороге.

К числу таких умных устройств, прежде всего, относится АБС – антиблокировочная тормозная система.

Однако следует знать, что антиблокировочная система очень хороша только на прямолинейных участках. При торможении она так умело перераспределяет тормозное усилие по колёсам автомобиля, что все четыре колеса всегда надёжно держатся за дорогу. А это, в свою очередь, исключает занос автомобиля.

Но против бокового усилия, то есть против центробежной силы, возникающей на повороте, АБС бессильна.

На сухом покрытии центробежная сила может попросту опрокинуть автомобиль.

На скользком покрытии та же центробежная сила может легко занести заднюю ось автомобиля…

… или даже полностью снести автомобиль с дороги. И тут никакая АБС не поможет.

Исключает ли антиблокировочная тормозная система (АБС) возможность возникновения заноса или сноса при прохождении поворота?

1. Полностью исключает возникновение только заноса.

2. Полностью исключает возникновение только сноса.

3. Не исключает возможность возникновения сноса или заноса.

Смотрите также:

Авторское право распространяется на весь контент настоящего учебного пособия, включая дизайн и логотип «Автошкола дома». Авторское право, естественно, не распространяется на цитаты из Правил, цитаты из Кодекса об Административных Правонарушениях, а также на рисунки и текст из сборника «Экзаменационные тематические задачи» и сборника «Экзаменационные билеты» (авторы – Г.Б. Громоковский, С.Г. Бачманов, Я.С. Репин и др.). Во всех необходимых случаях в тексте настоящего учебного пособия имеются ссылки на первоисточник.

Что касается изображений, то значительная часть из них была построена на основе фото и рисунков, взятых из Интернета, и мы ни в коей мере не претендуем на авторство этих заимствованных картинок. Нам в данном случае принадлежит только лишь идея их использования или авторское право на новую законченную композицию (коллаж), собранную из фрагментов чужих изображений.

Запрещается использование данного контента в коммерческих целях без согласования с автором, а также любые действия, в результате которых у читателей данного учебного пособия может сложиться впечатление, что представленные материалы не имеют отношения к домену автошколадома.рф.

Источник статьи: http://xn--80aaagl8ahknbd5b5e.xn--p1ai/resh/265/