Автомобили. Теория
Главная > Лекция >Транспорт
ТЕМА 5. УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Способы поворота колесных машин. Поворотливость автомобиля. Поворот двухосного автомобиля с передними управляемыми колесами.. Кинематика поворота автомобиля с учетом бокового увода колес.
Способность автомобиля совершать прямолинейное и криволинейное движение характеризуется двумя комплексными свойствами управляемостью и устойчивостью.
Основные определения управляемости и устойчивости изложены в ОСТ 37.001.051-86 «Управляемость и устойчивость автомобилей. Термины и определения».
Управляемость автомобиля – свойство автомобиля подчиняться управлению по сохранению или изменению величины и направления скорости движения автомобиля, а также ориентации его продольной оси.
Устойчивость автомобиля – свойство автомобиля сохранять в заданных во времени или пути пределах направление движения и ориентацию продольной и вертикальной осей независимо от действия внешних и инерционных сил.
Принципиальное различие между понятиями управляемость и устойчивость заключается в том, что устойчивость охватывает ряд свойств автомобиля, обеспечивающих его движение по заданной траектории без воздействия водителя, а управляемость при его воздействии на рулевое управление.
В то же время управляемость и устойчивость автомобиля тесно взаимосвязаны межу собой, т.к. они определяются в основном одними и теми же конструктивными параметрами: компоновкой, особенностями рулевого управления, характеристиками шин, параметрами подвесок и т.д.
Управляемость и устойчивость автомобиля рассматриваются как при криволинейном движении, а также при торможении.
На данной лекции предстоит рассмотреть его криволинейное движение.
Криволинейное движение автомобиля часто называют поворотом, хотя обычно применяют этот термин в тех случаях, когда траектория движения изменяется по желанию водителя.
Сначала рассмотрим способы поворота колесных машин и поворотливость автомобиля.
СПОСОБЫ ПОВОРОТА КОЛЕСНЫХ МАШИН. ПОВОРОТЛИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ.
Колесные машины основную часть времени находятся в криволинейном движении, причем траектория изменяется либо по желанию водителя либо в результате каких-то внешних возмущений, либо, наконец, вследствие изменения некоторых параметров и характеристик самой машины в процессе движения.
В принципе любое движение машины можно считать криволинейным, если рассматривать прямолинейное движение как частный случай поворота с кривизной траектории равной нулю.
Так что же такое поворот колесной машины ?
Поворот – это движение машины с кривизной траектории в плане отличной от нуля.
Кривизна траектории определяется по формуле:
где К – кривизна траектории;
R – радиус поворота.
Если автомобиль движется прямолинейно, то R = и, следовательно, К = 0.
Поворот автомобиля характеризуется изменением во времени и пути положения его продольной и вертикальной осей, а также наличием продольного и главным образом, поперечного ускорения.
Процесс поворота машины состоит из трех этапов (рис. 1).
1-й этап: вход в поворот (переход от прямолинейного к криволинейному);
2-й этап: равномерный поворот (движение с постоянной кривизной траектории);
3-й этап: выход из поворота (возвращение к прямолинейному движению).
В частном случае второй поворот (движение с R = const) может отсутствовать.
Способы поворота колесных машин
Колесные машины могут поворачивать следующими способами:
поворотом управляемых колес одной или нескольких осей;
притормаживанием неуправляемых колес одного борта (поворот по гусеничному);
поворотом звеньев машины относительно друг друга (поворот сочлененных машин).
Поворот колесной машины за счет поворота управляемых колес показан на рис.2.
При данном способе поворота управляемые колеса поворачиваются относительно некоторых вертикальных осей (шкворней).
Управляемыми могут быть колеса одной, нескольких или всех осей машины.
Данный способ поворота колесных машин по сравнению с другими способами нашел наиболее широкое применение.
Поворот колесной машины притормаживанием колес одного борта ( поворот по гусеничному) может применяться на каткообразных машинах.
На совершение поворота машины этим способом требуется мощность значительно большая, чем на прямолинейное движение. Кроме того, при совершении поворота имеет место значительный износ шин.
Вследствие указанных недостатков данный способ поворота неприемлем для длинообразных машин
На рисунке 4 показан поворот сочлененной колесной машины.
При данном способе поворота одно звено машины поворачивается относительно другого на некоторый угол. Для обеспечения этого между звеньями установлены гидроцилиндры, в полости которых подводится рабочая жидкость из гиросистемы машины. Поворот происходит с меньшим радиусом, чем поворот однозвенной машины, имеющей такую же базу.
Сочлененная машина обладает при повышенной маневренностью и повышенной проходимостью. При этом оба звена машины должны быть активными.
Данный способ поворота перспективен для военных колесных машин. В настоящее время он применяется на колесных тракторах К-701 «Кировец» и Т-150 К.
В ходе изучения данной темы будет рассматриваться поворот автомобиля с передними управляемыми колесами.
Одним из частных свойств, характеризующих способность автомобиля совершать криволинейное движение, является поворотливость.
Поворотливость автомобиля – свойство автомобиля, характеризующего его способность совершать повороты с минимальным радиусом (с максимальной кривизной траектории) на дорогах и местности .
Поворотливость автомобиля характеризуется следующими основными показателями (рис.5):
минимальный радиус поворота по оси следа управляемого внешнего колеса (Rmin );
внешний габаритный радиус ( R г);
внутренний габаритный радиус ( R г);
габаритная полоса движения ( B г).
Минимальный радиус поворота по оси следа управляемого внешнего колеса – это расстояние от центра поворота до оси следа управляемого внешнего колеса при максимальных углах поворота управляемых колес.
Приближенно его значение может быть определено по формуле:
где L – база автомобиля;
— максимальный угол поворота управляемого внешнего колеса;
в – расстояние от оси шкворня до вертикальной оси колеса ( плечо обкатки).
Значения минимальных радиусов поворота по оси следа управляемого внешнего колеса содержатся в ТТХ автомобилей:
Внешний габаритный радиус ( ) – это расстояние от центра поворота до наиболее удаленной точки автомобиля.
Внутренний габаритный радиус ( ) – это расстояние от центра поворота до наиболее близкой к нему точки автомобиля.
Внешний и внутренний габаритные радиусы характеризуют площадь, необходимую для маневрирования и разворота автомобиля.
Габаритная полоса движения ( В г) – это ширина участка дороги (местности), которую занимает автомобиль в процессе поворота с минимальным радиусом и ограниченная дугами, описываемыми наиболее и наименее удаленными от центра поворота точками.
Чем меньше база автомобиля и больше максимальные углы поворота управляемых колес, тем выше его поворотливость.
В заключении следует отметить, что зависимости (2) и (3) справедливы лишь при малых скоростях движения на повороте, когда центробежная сила, а следовательно и боковая деформация шин, минимальны.
Рассмотрим кинематику поворота двухосного автомобиля.
Источник статьи: http://works.doklad.ru/view/LNfx8pyBbkY/20.html
СПОСОБЫ ПОВОРОТА КОЛЕСНЫХ МАШИН. ПОВОРОТЛИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
ТЕМА 5. УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Способы поворота колесных машин. Поворотливость автомобиля. Поворот двухосного автомобиля с передними управляемыми колесами.. Кинематика поворота автомобиля с учетом бокового увода колес.
Способность автомобиля совершать прямолинейное и криволинейное движение характеризуется двумя комплексными свойствами управляемостью и устойчивостью.
Основные определения управляемости и устойчивости изложены в ОСТ 37.001.051-86 «Управляемость и устойчивость автомобилей. Термины и определения».
Управляемость автомобиля – свойство автомобиля подчиняться управлению по сохранению или изменению величины и направления скорости движения автомобиля, а также ориентации его продольной оси.
Устойчивость автомобиля – свойство автомобиля сохранять в заданных во времени или пути пределах направление движения и ориентацию продольной и вертикальной осей независимо от действия внешних и инерционных сил.
Принципиальное различие между понятиями управляемость и устойчивость заключается в том, что устойчивость охватывает ряд свойств автомобиля, обеспечивающих его движение по заданной траектории без воздействия водителя, а управляемость при его воздействии на рулевое управление.
В то же время управляемость и устойчивость автомобиля тесно взаимосвязаны межу собой, т.к. они определяются в основном одними и теми же конструктивными параметрами: компоновкой, особенностями рулевого управления, характеристиками шин, параметрами подвесок и т.д.
Управляемость и устойчивость автомобиля рассматриваются как при криволинейном движении, а также при торможении.
На данной лекции предстоит рассмотреть его криволинейное движение.
Криволинейное движение автомобиля часто называют поворотом, хотя обычно применяют этот термин в тех случаях, когда траектория движения изменяется по желанию водителя.
Сначала рассмотрим способы поворота колесных машин и поворотливость автомобиля.
Колесные машины основную часть времени находятся в криволинейном движении, причем траектория изменяется либо по желанию водителя либо в результате каких-то внешних возмущений, либо, наконец, вследствие изменения некоторых параметров и характеристик самой машины в процессе движения.
В принципе любое движение машины можно считать криволинейным, если рассматривать прямолинейное движение как частный случай поворота с кривизной траектории равной нулю.
Так что же такое поворот колесной машины ?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник статьи: http://studopedia.su/9_71388_sposobi-povorota-kolesnih-mashin-povorotlivost-avtomobilya.html
Что такое недостаточная и избыточная поворачиваемость, и чем они чреваты
Поворачиваемость – термин, который многие слышали в автомобильных телепередачах, но не задумывались о его смысле. Меж тем, поворачиваемость – одна из важных характеристик при проектировании автомобиля, над ее правильной степенью работают инженеры, а любой водитель может ощутить ее на практике. Что же такое недостаточная и избыточная поворачиваемость, и чем они чреваты в повседневной жизни?
Поворачиваемость – понятие, характеризующее поведение автомобиля в повороте на определенной скорости. С инженерной точки зрения ее можно охарактеризовать как взаимосвязь между углом поворота руля и угловой скоростью (боковым ускорением) автомобиля в повороте. Когда автомобиль идет по дуге поворота с постоянной скоростью и углом поворота руля – это условная точка отсчета, и поворачиваемость в этом случае нейтральная. Когда в этой постоянной системе с ростом скорости или угла поворота происходят изменения – их уже можно охарактеризовать как «поворачиваемость». Она, как известно, может быть недостаточной и избыточной. Что это значит?
Недостаточная поворачиваемость – эффект, при котором автомобиль распрямляет траекторию в повороте: колеса повернуты на нужный угол, но реальная траектория движения не соответствует этому углу, так как передние колеса сносит. Боковой увод передних колес в этом случае превышает боковой увод задних, которые не сносит или сносит в меньшей степени. Угол поворота автомобиля относительно необходимого в это время уменьшается.
С таким эффектом могли сталкиваться многие водители: руль повернут, а машина едет прямо. Гипертрофированную модель недостаточной поворачиваемости можно создать, резко повернув руль на средней скорости на ледяном покрытии – угол поворота колес в этом случае не будет играть никакой роли в формировании траектории. Косвенно охарактеризовать недостаточную поворачиваемость можно словом «снос»: когда возникает снос автомобиля, он демонстрирует недостаточную поворачиваемость.
Главная задача водителя в случае сноса – восстановить достаточное сцепление колес с поверхностью. Для этого нужно снизить скорость и угол поворота колес: на короткое время применить торможение двигателем или, в случае с переднеприводным автомобилем, выжать сцепление, убрав тягу со сносимой ведущей оси. Восстановив сцепление, можно, продолжая снижать скорость, продолжать проходить поворот.
Несмотря на опасность эффекта сноса, недостаточная поворачиваемость более приемлема, чем избыточная. Серийным автомобилям при их проектировании стараются задать именно легкую недостаточную поворачиваемость. Дело в так называемой динамической стабильности: такой автомобиль при сносе не раскачивается и сразу после восстановления сцепления с поверхностью может продолжить выполнение маневра. Кроме того, снижение скорости – естественная реакция водителя без специальной подготовки на нештатную ситуацию.
Избыточная поворачиваемость – эффект, при котором автомобиль увеличивает угол поворота на дуге: руль повернут на постоянный угол, а угол поворота машины растет. Боковой увод задних колес в этом случае превышает боковой увод передних – машину заносит.
Этот эффект тоже знаком многим водителям заднеприводных автомобилей: занос – вещь хорошо известная и даже популярная. Гипертрофированную модель избыточной поворачиваемости заднеприводного автомобиля можно создать, резко нажав на газ на средней скорости на ледяном покрытии – угол поворота автомобиля в этом случае будет резко расти, а угол поворота передних колес не будет играть ведущей роли в формировании траектории. Косвенно охарактеризовать избыточную поворачиваемость можно словом «занос»: когда возникает занос автомобиля, он демонстрирует избыточную поворачиваемость.
Главная задача водителя в случае заноса – купировать его, снизив угол поворота автомобиля. На заднеприводном и полноприводном автомобиле для этого нужно снизить тягу и повернуть колеса в сторону, противоположную заносу. На переднеприводном — повернуть колеса в сторону, противоположную заносу и напротив, нажать на газ, заставляя автомобиль вытащить себя из заноса. На полноприводном автомобиле – повернуть колеса в сторону, противоположную заносу, и действовать педалью газа в зависимости от особенностей автомобиля – основной ведущей оси, схемы распределения тяги и так далее.
Избыточной поворачиваемости при проектировании серийных автомобилей стараются избежать. Причина все в той же динамической стабильности – точнее, ее отсутствии: при заносе возникает поперечная раскачка и эффект маятника, то есть, автомобиль динамически нестабилен. Для погашения заноса водителю нужно иметь больше навыков, а в случае с переднеприводным автомобилем еще и понимание того, что нужно не инстинктивно жать на тормоз, а увеличивать тягу на ведущих колесах.
Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/chto-takoe-nedostatochnaya-i-izbytochnaya-povorachivaemost-i-chem-oni-chrevaty