Центр тяжести автомобилей маз

Центр тяжести автомобилей маз

Иван Мартынович Юрковский
ВОЖДЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ В СЛОЖНЫХ ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от следующих факторов:

1) веса автомобиля и высоты центра тяжести его, базы и ширина колеи;

2) размера шин, их конструкции и состояния;

3) радиусов кривизны дороги и состояния ее поверхности;

4) конструкции и регулировки тормозов;

5) скорости и направления движения;

6) умения управлять автомобилем.

Испытаниями установлено: чем выше расположен центр тяжести автомобиля и чем меньше колея, тем скорее произойдет опрокидывание. Для повышения устойчивости автомобиля колея должна быть широкой, а центр тяжести расположен низко (см. таблицу 5).

Таблица 5. ШИРИНА КОЛЕИ И ВЫСОТА ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

Марки автомобилей	Ширина колеи в мм		Высота центра тяжести в мм
	передних колес	задних колес	без груза	с грузом
УАЗ-450	1436	1436	820	985
ГАЗ-51А	1589	1650	835	114
ГАЗ-53А	1630	1690	—	—
ГАЗ-63	1588	1600	977	1374
ГАЗ-66	1800	1750	—	—
ЗИЛ-164А	1700	1740	710	1210
ЗИЛ-130	1800	1790	885	1200
ЗИЛ-157	1755	1750	720	1040
ЗИЛ-131	1820	1820	830	1165
МАЗ-200	1950	1920	900	1400
МАЗ-500	1950	1860	1050	1460
КРАЗ-219	1950	1920	951	1380
КРАЗ-257	1950	1920	—	—
КРАЗ-222	1950	1920	980	1342

Водителю необходимо помнить, это, так как наличие груза в кузове, особенно крупногабаритного, — контейнеров, тюков, прессованного сена и т. д. — увеличивает высоту центра тяжести, тем самым снижая устойчивость. С такого рода грузами надо ехать на небольших скоростях, стараться резко не тормозить на крутых поворотах.

А может ли произойти опрокидывание на небольших скоростях? Да, может, если дорога с боковым уклоном, а груз расположен в одной стороне кузова. Чаще всего опрокидывание происходит при резком торможении на большой скорости движения.
На повороте существенного значение для устойчивости машины имеют не только скорость движения и радиус поворота, но и скорость поворота управляемых колес. Резкий поворот колес может в определенных условиях явиться основным фактором, вызывающим нарушение устойчивости автомобиля.

У современных автомобилей, имеющих сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, опрокидывание без предварительного бокового скольжения (заноса) бывают очень редкими. Они могут произойти лишь с автомобилями, нагруженными большегабаритными грузами, расположенными высоко над кузовом на неблагоустроенных дорогах с большим поперечным уклоном. Случаи же бокового скольжения (заноса) и опрокидывания автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым и обледенелым дорогам бывают значительно чаще.

Максимальную допустимую скорость движения автомобиля на поворотах до появления бокового скольжения можно определить по следующих формуле:

Vс — максимальная скорость на повороте до появления опасности бокового
скольжения автомобиля в м/сек;

g — ускорение силы тяжести в м/сек2;

φ — коэффициент сцепления колес с грунтом;

R — радиус поворота автомобиля в метрах.

Во всех случаях при заносе на автомобиль действует боковая (поперечная) сила, которая возникает от неровностей дороги или неравномерного сцепления шин с дорогой. Боковая сила появляется при всяком отклонении автомобиля от прямолинейного направления.

В тех случаях, когда машина движется по кривой, возникающую боковую силу называют центробежной силой. В результате действия центробежной силы при резком повороте на большой скорости автомобиль может опрокинуться.

Максимальная скорость движения на повороте до опрокидывания определяется по формуле:

Vmax — максимальная скорость движения на повороте до появления опрокидывания автомобиля;

g — ускорение силы тяжести в м/сек2;

R — радиус поворота в метрах;

В — колея в метрах;

hg — высота центра тяжести в метрах.

Величина центробежной силы увеличивается вчетверо, если скорость увеличивается вдвое и т. д. Так как в процессе заноса радиус поворота все время уменьшается, то величина центробежной силы возрастает, увеличивая тем самым интенсивность заноса.

Следовательно, если занос начался, то он будет прогрессивно нарастать. В этом случае необходимо срочно принять нужные меры, иначе может произойти опрокидывание автомобиля.

Рис.7. Действие водителя для вывода автомобиля из заноса

Наиболее легким и эффективным способом вывода автомобиля из заноса является следующий (рис. 7). Когда появился занос задних колес, водитель немедленно отпускает тормоза и резко поворачивает руль в сторону заноса, а затем, как только автомобиль выровняется, быстро возвращает руль в прежнее положение. Если быстро не выполнить этот прием, то занос продолжится, и автомобиль будет вращаться до тех пор, пока не остановится под влиянием силы трения колес о дорогу или при ударе о препятствие. Если удар скользящих колес сильный или колеса попали на участок с более высоким сопротивлением скольжению, то автомобиль опрокинется в результате действия на него пары сил (рис. 8).

Рис. 8. Действие пары сил на автомобиль при опрокидывании, после потери боковой устойчивости

Сила сопротивления скольжению левых колес направлена в сторону, противоположную скольжению, а центробежная сила приложена в центре тяжести автомобиля, опрокидывает его вокруг левых колес.

Для безопасного вождения на высоких скоростях водитель должен стремиться к повышению устойчивости своего автомобиля. Это достигается увеличением веса автомобиля, понижением центра его тяжести, удлинением базы и расширением колеи, а также правильный регулировкой тормозов и соблюдением скорости, соответствующей состоянию дороги.

Источник статьи: http://www.krym4x4.com/?page=article/7_13

Проектирование и расчет автомобиля

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ АВТОМОБИЛЯ

П ри расчете автомобиля необходимо учитывать важные этапы компоновки и конструирования автомобиля. Сегодня мы с вами будем определять центр тяжести автомобиля и распределения его массы по осям.

О пределение центра тяжести автомобиля и распределение массы автомобиля по осям

Д ля расчета весовых характеристик автомобиля в расчет обычно принимается масса взрослого человека (около 70кг), а для детей 35 кг. Центр массы взрослого человека принимается на обоснованном расстоянии от нижней крайней точки спинки сиденья и составляет 200 мм. Чтобы определить массу, приходящуюся на одну ось необходимо использовать уравнение моментов.

С ейчас мы рассмотрим расчет распределения нагрузки задней оси:

Расчетная схема определения нагрузки, центр тяжести автомобиля который приходится на заднюю ось автомобиля:

Gt — это сила тяжести рулевой колонки автомобиля; G1 — сила тяжести рулевого управления автомобиля; G2— сила тяжести кардана автомобиля; G3— сила тяжести силового агрегата автомобиля; G4 — сила тяжести передних сидений автомобиля; G5 — сила тяжести аккумулятора автомобиля; G6 — сила тяжести кузова; G7— сила тяжести задних сидений; G8 — сила тяжести задней подвески автомобиля и моста; С9 — сила тяжести задних колес; G 10 — сила тяжести глушителя выпускной системы автомобиля; G11- сила тяжести запасного колеса; l1,l2. l12 — расстояние от выбранного агрегата до передней оси автомобиля.

П роектирование автомобиля осуществляется с использованием следующих параметров: масса отдельных частей автомобиля, сухая масса автомобиля, реальные массы агрегатов. С ила тяжести определяется в Ньютонах для этого необходимо получить произведение массы автомобиля, умноженной на коэффициент 9,8. Еще необходимо найти в справочнике массу всех агрегатов и узнать расстояние агрегатов и механизмов до осей автомобиля. Для определения силы тяжести, которая приходится на задний мост необходимо сложить произведения сил тяжести умноженных на расстояния между осями до центра масс агрегата или механизма и разделить на расстояние между принятыми осями автомобиля. Во время расчета принимаем знаки соответствующие математическим выражениям.

В о время рассмотрения оси, справа от нее существует момент силы, произведение сил тяжести на расстояние, тогда принимается знак «+», а моменты сил слева от оси принимаются со знаком «-».

Среднестатистические значения центров масс отдельных узлов и агрегатов автомобилей, выраженные в кг.

Д ля определения силы тяжести, которая приходиться на другую ось можно воспользоваться таким же методом.

В о время проектирования автомобиля не достаточно построить изображение и дизайн на бумаге. Если проектируется пространство и посадочное место для водителя, необходимо изготовить специальный макет, который создается в натуральную величину , то же самое применяем и к внешнему облику автомобиля, необходимо построить макет, который будет полностью соответствовать параметрам кузова автомобиля. С этого момента можно поговорить и о дизайне кузова автомобиля и его компоновке.

К аждый конструктор ставит перед собой задачу создать, что-то такое чего раньше еще не было, так и в автомобильной отрасли автомобиль должен быть единственным в своем роде, оригинальным.

Т ребования к проектируемым автомобилям должны соответствовать определенной направленности и динамичности. Важно создать свой оригинальный характер и построение формы автомобиля со спортивной нотой, вид капли, что очень популярно и использовалось кампанией Porshe, форма должна быть изящной и аэродинамической, что уменьшает сопротивления воздуха. Ф орма капли сама по себе говорит об улучшении аэродинамики и уменьшении воздушного сопротивления, динамичность у нее в крови.

К огда автомобиль движется в пространстве, его внешние детали испытывают сопротивления воздуха. Сопротивление воздуха оказывает огромное влияние на расход мощности автомобиля. Конструкторы ставят задачу уменьшить повышенное сопротивление воздуха. И скорость движения равно пропорциональна потери мощности на воздушное сопротивление.

Д ля того чтобы разобраться в вопросах потери мощности, необходимо разобраться в вопросах аэродинамики.

А эродинамическое сопротивление при перемещении автомобиля в пространстве состоит из нескольких составляющих:

1) Аэродинамическое сопротивление формы автомобиля в движении;

2) Индуктивное сопротивление;

3) Сопротивление внутренних потоков.

А эродинамическое сопротивление. В большей части сопротивление воздуха зависит от формы и поверхности автомобиля. Поверхность кузова автомобиля влияет на обтекание воздухом и плавность хода. Идеальной в этом смысле является капельная форма кузова. Для создания идеального автомобиля следует избегать остро выраженных углов, и создавать легкие гладкие поверхности кузова автомобиля.

И ндуктивное сопротивление зависит от подъемной силы автомобиля, которая возникает при понижении давления в верхней части автомобиля и повышения давления в нижней части в районе днища. Такой принцип сопротивления очень подобает движению самолетного крыла. Такой вид сопротивления воздуху можно отметить на высоких скоростях движения автомобиля. Ч тобы уменьшить индуктивное сопротивление используют вспомогательные устройства, такие как спойлеры, антикрылья, подвесы.

П оверхностное сопротивление возникает вследствие трения мелких частиц воздуха, которые следуют по касательной, направляясь к поверхности кузова автомобиля. Поэтому покрытия кузова имеет тоже очень важную роль.

И нтерференционное сопротивление это сопротивление, создаваемое различными частями деталей автомобиля, которые выступает за его пределы. Эти элементы могут создавать собственные сопротивления. Способы уменьшения интерференционного сопротивления могут крыться в установке специальных ручек, обода фар, форменных наружных зеркал, ветровых стекол.

Зоны сопротивления, создаваемые потоком воздуха.

Ч тобы уменьшить сопротивление воздуха каналы входа потока воздуха должны быть размещены внутри кузова, где создается наибольшее давление (передняя часть кузова, зона, находящаяся в районе переднего бампера, и у бокового стекла). Каналы, которые будут выпускать воздух из кузова выполнять пропорционально и в зоне разряжения (задняя часть кузова, передние крылья, район кузова вблизи заднего стекла).

К омпоновка необходима для решения стратегического направления при создании конструкции кузова. В процессе создания компоновки отдельные элементы приходится изменять, править, экспериментировать, рассчитывать.

К омпоновка автомобиля выполняется в трех видах. Компоновочные чертежи включают: вид сбоку, спереди и сверху. Для точности выполнения компоновки автомобиля строится специальная сетка с установленными расстояниями между линиями в 200 мм. Пример компоновочного чертежа вы можете увидеть на рисунке.

Источник статьи: http://www.autoezda.com/studentsauto/810-centrtiag.html