Продольная устойчивость автомобиля
Продольное опрокидывание возможно только у автомобиля с очень короткой базой и высоким расположением центра тяжести. Большинство современных автомобилей имеют низкое расположение центра тяжести и опрокидывание в продольной плоскости маловероятно. Имеет место лишь продольное скольжение, вызванное буксованием ведущих колес, что более вероятно для автопоездов.
В связи с этим показателем продольной устойчивости автомобиля является критический угол подъема по буксованию (αб).
Для определения критического угла подъема по буксованию рассмотрим равномерное движение автомобиля на максимальном подъеме (рис. 10.3), так как разгон на нем невозможен. В этом случае скорость движения автомобиля небольшая, поэтому силой сопротивления воздуха Рв можно пренебречь. При этом сцепление ведущих колес с дорогой полностью используется касательной реакцией дороги (Rx1 = Рсц = Rz2φx), а касательной реакцией дороги на передних колесах пренебрегаем, так как она мала по сравнению с касательной реакцией Rx2.
Из условий равновесия автомобиля следует, что Rz2L= Ghцsinα+ Gl1cosα; Rx2 = Gsinα. Максимальное значение касательной реакции дороги на ведущих колесах автомобиля ограничено сцеплением колес с дорогой: Rx2 = Rz2φx.
После подстановки в это выражение значений реакций Rz2 и Rx2 и, разделив обе части уравнения на cosα, учитывая в данном случае, что α = αб можно определить критический угол подъема по буксованию для одиночных автомобилей и автопоездов соответственно:
  | (10.10) |
hкр – высота расположения буксирного крюка.
Критический угол подъема по буксованию – предельный угол, при котором еще возможно движение автомобиля на подъеме без буксования ведущих колес.
Рисунок 10.3 – Определение максимального угла подъема по буксованию
Критический угол подъема по буксованию во многом зависит от коэффициента сцепления φх. Для автомобиля со всеми ведущими колесами критический угол подъема по буксованию: tgαб = φх.
Контрольные вопросы
1.Что является признаком нарушения устойчивости автомобиля?
2. Какими показателями оценивается поперечная устойчивость автомобиля?
3.Что характеризуют критические скорости автомобиля по заносу и опрокидыванию?
4. Что характеризуют критические углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию?
5. Что определяет коэффициент поперечной устойчивости автомобиля?
6. Что такое вираж и для чего его создают на поворотах дорог?
9.Что может произойти с автомобилем при нарушении продольной устойчивости и какими показателями это оценивается?
2.Потеря какого вида устойчивости автомобиля при эксплуатации наиболее вероятна и опасна?
Лекция 11
| | | следующая лекция ==> | |
| Поперечная устойчивость на вираже | | | Геометрические показатели проходимости |
Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 570 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник статьи: http://helpiks.org/9-18904.html
Устройство автомобилей
Продольная устойчивость автомобиля
Под продольной устойчивостью автомобиля подразумевается максимальный угол преодолеваемого подъема без буксования колес, вызывающего сползание автомобиля.
Продольное опрокидывание автомобиля через передний или задний мост – событие маловероятное из-за большого плеча вертикальной составляющей силы тяжести. Такое опрокидывание может иметь место лишь при чрезвычайно нерациональном расположении груза на автомобиле, что может привести к чрезмерному подъему центра тяжести над поверхностью дороги или значительном смещении центра тяжести к одному из мостов или даже за его пределы к передней или задней части кузова.
Эти ситуации не характерны для нормальных условий эксплуатации автомобилей, поэтому расчеты условий опрокидывания автомобиля через передний или задний мост, как правило, не выполняются.
Условие сползания рассмотрим для автомобилей с одним ведущим мостом и с двумя ведущими мостами (со всеми ведущими колесами).
Заднеприводный автомобиль
Для одиночного автомобиля с задними ведущими колесами, находящегося на грани сползания, уравнение моментов, действующих на автомобиль относительно точек О и О1 (рис. 1) имеет вид:
Исходя из условий равновесия ( Pφ = G sin α ) имеем:
где L – база автомобиля (расстояние между мостами).
Из этих уравнений получаем угол наклона α , при котором автомобиль будет находится на грани сползания (неустойчивое равновесие):
Уравнения (1) — (4) составлены без учета сил сопротивления воздуха, качению и инерции. Из уравнения (4) следует, что продольная устойчивость автомобиля с задней ведущей осью увеличивается, если центр тяжести расположен ближе к задней оси (увеличивается расстояние l1 ), если уменьшить базу автомобиля L или увеличить высоту центра тяжести hц , а также при увеличении коэффициента φx сцепления шин с дорогой.
Переднеприводный автомобиль
Составив уравнение моментов для переднеприводного автомобиля, преодолевающего подъем, и произведя с ним аналогичные действия, что и для заднеприводного автомобиля, получим критический угол подъема:
Анализ этого уравнения показывает, что для переднеприводного автомобиля критический угол подъема по условиям буксования будет увеличиваться с ростом l2 (со смещением центра тяжести ближе к переднему мосту) и уменьшением высоты центра тяжести hц . Увеличение базы L , так же, как и для заднеприводного автомобиля, приведет к уменьшению критического угла подъема.
Практический опыт эксплуатации автомобилей в условиях преодоления крутых затяжных подъемов показал, что заднеприводные автомобили справляются с такой задачей значительно лучше благодаря увеличению нагрузки на ведущий мост при подъеме.
У переднеприводных автомобилей наоборот, при подъеме нагрузка на передний (ведущий) мост уменьшается, что приводит к снижению способности преодолевать препятствие. По этой причине некоторые водители переднеприводных автомобилей даже используют для преодоления затяжного подъема движение задним ходом, расположив, таким образом, ведущий мост сзади автомобиля.
Полноприводный автомобиль
Для двухосного автомобиля со всеми ведущими колесами уравнение продольной устойчивости примет вид:
Сопоставляя уравнения (1) и (6) получим величину критического угла подъема α для полноприводного автомобиля:
Таким образом, критический угол по продольному сползанию полноприводного автомобиля зависит только от коэффициента φx сцепления шин с дорогой.
Источник статьи: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.01/7_teoria_avto_ustoygh_4/index.shtml
Расчёт оценочного параметра продольной устойчивости
7. Расчёт оценочного параметра продольной устойчивости
Под продольной устойчивостью понимается возможность преодоления уклона без пробуксовывания ведущих колес, так как у имеющих низкое расположение центра тяжести современных автомобилей опрокидывание в продольной плоскости маловероятно. Критерием оценки продольной устойчивости служит максимальный уклон подъема, преодолеваемый с постоянной скоростью без пробуксовывания ведущих колес.
Критический угол подъема в значительной мере зависит от значения коэффициента сцепления j.
Расчёт оценочного параметра продольной устойчивости (критического угла подъёма) определяется по формуле:
,(19)
где а — расстояние от центра тяжести автомобиля до его передней оси, м;
L – база автомобиля, м.
Для порожнего автомобиля, для щебеночного сухого покрытия:
Аналогично проводим расчёт для автомобиля в порожнем и груженом состоянии при различных значениях коэффициентов 
, и результаты расчётов сводим в таблицу 8.
Таблица 8 – Критический угол подъема
| Критический угол подьема, º | Коэфициент сцепления шин с дорогой | |
| щеб.покрытие сухое 0,6 | щеб.покрытие мокрое 0,5 | |
| без нагрузки | 44 | 37 |
| с полной нагрузкой | 45 | 39 |
На основании таблицы 8 строится график зависимости критического угла подъёма от коэффициента сцепления шин с дорогой a= f(j) рисунок 10.
Рисунок 10 — График зависимости критического угла подъёма от коэффициента сцепления шин с дорогой
Изменение коэффициента сцепления шин с дорогой способствует и изменению критического угла подъёма. Для асфальтобетонного и цементобетонного покрытий критический угол подъёма минимальный, а при гололёде максимальный. Для порожнего автомобиля критический угол подъёма больше чем для автомобиля в груженом состоянии, однако для укатанного снега и обледенелой дороги критический угол подъёма для автомобиля в груженом состоянии больше чем для автомобиля в порожнем состоянии.
8. Расчёт критической скорости по условию управляемости
Управляемость транспортного средства — способность сохранять или изменять траекторию движения, заданную водителем, позволять управление при наименьших затратах механической и физической энергии. Управляемость требует выполнения следующих требований:
· качение управляемых колес автомобиля при криволинейном движении должно происходить без бокового скольжения;
· углы поворотов управляемых колес должны иметь необходимое соотношение;
· должна быть обеспечена стабилизация управляемых колес;
· должны быть исключены произвольные колебания управляемых колес;
· углы увода передней и задней осей должны иметь определенное соотношение.
Критическая скорость по условиям управляемости — максимальная скорость криволинейного движения без поперечного проскальзывания управляемых колес. При достижении такой критической скорости движения при повороте, управляемые колеса проскальзывают, и увеличение угла поворота управляемых колес не меняет траекторию движения автомобиля. Для каждого угла поворота есть свое критическое значение скорости. При этом с увеличением угла поворота значение критической скорости уменьшается. При незначительном коэффициенте сцепления (сырое загрязненное покрытие, гололед) значение критической скорости существенно снижается. Автомобили, имеющие большую базу по длине, по этому показателю имеют лучшую управляемость.
Критическая скорость по условию управляемости находиться по формуле:
,(20)
где 
— угол поворота управляемых колёс.
Для грунтового сухого покрытия при =20º:
Vупр =
=5.8 м/с
Аналогично проводим расчёт для значений =20º; 40º; для мокрого покрытия, и результаты расчётов сводим в таблицу 9.
Таблица 9 — Критическая скорость по условию управляемости
| Критическая скорость по условию управляемости (м/с) при угле поворота управляемых колёс,º | Коэффициент сцепления шин с дорогой | |
| Щебеноч. дорога сухое 0,6 | Щебеноч. дорога мокрое 0,5 | |
| 20 | 5.8 | 4.9 |
| 40 | 3.45 | 2.7 |
На основании таблицы 10 строится график зависимости критической скорости по условию управляемости от коэффициента сцепления шин с дорогой Vупр = f(j) рисунок 11.
Рисунок 11 — График зависимости критической скорости по условию управляемости от коэффициента сцепления шин с дорогой
При увеличении угла поворота управляемых колёс критическая скорость по условию управляемости падает. Тип покрытия также влияет на критическую скорость по условию управляемости: на асфальтобетонном сухом покрытии критическая скорость больше чем при гололеде.
1. Афанасьев Л.Л., Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобилей. – М.: Иашиностроение,1983. – 212 с.
2. Иларионов В.А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Учеб. для вузов. — М.: Транспорт, 1989. — 225 с.
3. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения. М.: Транспорт, 1993. — 183 с.
4. Основы обеспечения безопасности дорожного движения. / Под редакцией В.А. Печкина. – Иркутск: ИрГТУ, 1999. – 138 с.
Источник статьи: http://www.kazedu.kz/referat/189236/4