Угол продольной устойчивости автомобиля

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 ( P_φ = 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 h_ц , а также при увеличении коэффициента φ_x 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 h_ц . 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 φ_x сцепления шин с дорогой.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.01/7_teoria_avto_ustoygh_4/index.shtml

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 (α_б).

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 Р_в можно пренебречь. При этом сцепление ведущих колес с дорогой полностью используется касательной реакцией дороги (R_x1 = Р_сц = R_z2φ_x), а касательной реакцией дороги на передних колесах пренебрегаем, так как она мала по сравнению с касательной реакцией R_x2.

Из условий равновесия автомобиля следует, что R_z2L= Gh_цsinα+ Gl₁cosα; R_x2 = Gsinα. Максимальное значение касательной реакции дороги на ведущих колесах автомобиля ограничено сцеплением колес с дорогой: R_x2 = R_z2φ_x.

После подстановки в это выражение значений реакций R_z2 и R_x2 и, разделив обе части уравнения на cosα, учитывая в данном случае, что α = α_б можно определить критический угол подъема по буксованию для одиночных автомобилей и автопоездов соответственно:

(10.10)

h_кр – 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 φ_х. Для автомобиля со всеми ведущими колесами критический угол подъема по буксованию: tgα_б = φ_х.

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?

Источник статьи: http://helpiks.org/7-20723.html

Устойчивость автомобиля. Виды устойчивости

Устойчивость автомобиля — это его способность двигаться без опрокидывания и бокового заноса. Значение устойчивости повышается при движении в условиях сильно пересеченной местности, по скользкой дороге, на крутых закруглениях пути.

Различают следующие виды устойчивости автомобиля:

• продольную
• поперечную
• боковую устойчивость

Под продольной устойчивостью понимают способность автомобиля сохранять устойчивость в продольном направлении (вдоль дороги) при преодолении подъемов и движении на спусках. Чем короче база автомобиля (расстояние между осями), меньше тяговое усилие на ведущих колесах, круче уклон дороги, тем меньше продольная устойчивость. При движении на подъеме нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние уменьшается. Уменьшение давления передних колес на дорогу также уменьшает продольную устойчивость. Однако потеря автомобилем продольной устойчивости (опрокидывание через переднюю или заднюю ось) сравнительно редкое явление и может быть в исключительных случаях — при очень крутом спуске в горных условиях и т. п.

Способность автомобиля сохранять устойчивость в поперечном направлении (поперек дороги) называется поперечной устойчивостью, например при движении по дороге с поперечным уклоном или по косогору. Потеря автомобилем поперечной устойчивости (опрокидывание через левые или правые колеса) тем менее вероятна, чем шире колея (расстояние между колесами) и ниже расположен центр тяжести. Значительное повышение центра тяжести вследствие высоты груза снижает поперечную устойчивость автомобиля.

Боковой устойчивостью называют способность автомобиля противостоять влиянию боковых сил, вызывающих скольжение задней или передней оси в сторону (боковой занос).

Загородное шоссе иногда имеет выпуклый поперечный профиль, часто переходящий на повороте в односторонний уклон как в сторону центра поворота, так и в сторону от центра поворота. В последнем случае боковая устойчивость автомобиля резко снижается, так как боковая сила, вызывающая занос, и центробежная сила, опрокидывающая автомобиль, направлены в одну сторону от центра поворота.

Известны случаи, когда боковой занос заканчивается опрокидыванием автомобиля. Опрокидывание автомобиля может также произойти от резкого поворота руля на высокой скорости автомобиля, и, чтобы удержать равновесие в этом случае, нужно быстро вернуть руль в прежнее положение.

При вождении не следует создавать условий, в которых устойчивость автомобиля понижается. Для этого надо избегать резкого трогания с места, резкого торможения, резких поворотов руля, высоких скоростей движения на скользкой дороге, закруглениях и уклонах, обращать особое внимание на правильную укладку и крепление груза в кузове, чтобы избежать искусственного повышения центра тяжести автомобиля.

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/bez-rubriki/ustojchivost-avtomobilya-i-eyo-vidy/

Продольная устойчивость автомобиля. Определение критического угла подъема автомобиля.

При нарушении продольной устойчивости автомобиль может опрокинуться относительно оси передних или задних колес, а также скользить в продольном направлении.

Опрокидывание вокруг осей колес возможно только у автомо­биля с очень короткой базой и высоким расположением центра тяжести. Однако для большинства современных автомобилей, име­ющих низкое расположение центра тяжести, опрокидывание в про­дольной плоскости маловероятно. Возможно 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 α_б.

Определим критический угол подъема по буксованию для ав­томобиля. С этой целью рассмотрим равномерное движение авто­мобиля на максимальном подъеме (рис. 11.11), так как разгон на нем невозможен. При преодолении максимального подъема ско­рость движения автомобиля небольшая, поэтому силой сопротив­ления воздуха Р_в пренебрегаем. При этом сцепление ведущих ко­лес с дорогой полностью используется касательной реакцией до­роги (R_X2 = Р_сц = R_Z2φ_x), а касательной реакцией дороги на перед­них колесах пренебрегаем, так как она мала по сравнению с каса­тельной реакцией R_x2

Из условий равновесия автомобиля следует, что

R_Z2L = Gh_nsinα+ Gl₁cosα; R_x = Gsina.

Максимальное значение ка­сательной реакции дороги на ве­дущих колесах автомобиля огра­ничена сцеплением колес с до­рогой:

Подставим в это выражение значения реакций дороги R_Z2 и R_X2 и разделим обе части урав­нения на cosα. Учитывая в дан­ном случае, что α = α_б, опреде­лим критический угол подъема по буксованию:

tg α_б=φ_xl1/L-h_цφ_x

Критическим углом подъема по буксованию называется предель­ный угол, при котором еще воз­можно движение автомобиля на подъеме без буксования ведущих колес.

Критический угол подъема по буксованию во многом зависит от коэффициента сцепления φ_x/Так, например, при φ_x= 0,3 (асфальт влажный и грязный или покрытый снегом) для автомобилей с колес­ной формулой 4×2 угол α_б = 10. 15°.

Для автомобиля со всеми веду­щими колесами критический угол подъема по буксованию

Следовательно, такого типа автомобили могут преодолевать кру­тые подъемы без потери продольной устойчивости.

Угол а_б линейно зависит от коэффициента ср* (рис. 11.12).

Определение понятия “управляемость” АТС. Оценочные показатели и характеристики управляемости. Методики экспериментального определения оценочных показателей управляемости. Показатели управляемости автомобиля.

Управление автомобилем является главной производственной функцией водителя. Основным назначением автотранспортных средств является перемещение грузов или пассажиров, поэтому под управлением следует понимать целенаправленную организацию процесса движения.

Анализ особенностей криволинейного движения автомобиля в различных условиях позволяет выделить два режима поворотов: с малыми радиусами и невысокими скоростями — характеризует в основном маневренность и с большими радиусами, высокими скоростями — характеризует ус­тойчивость и управляемость.

У подавляющего большинства автомобилей изменение курсовых и боковых пара­метров движения осуществляется в резуль­тате поворота рулевого колеса — управ­ляющего воздействия. Возникающие в результате управляющего воздействия из­менения курсовых и боковых параметров являются кинематической реак­цией автомобиля на управляющее воздействие.

Для поворота рулевого колеса водитель должен создать некоторый момент, значе­ние которого зависит от изменений пара­метров движения. Сопротивления повороту рулевого колеса при этом будем называть силовой реакцией автомобиля на управляющее воздействие.

Характер функциональной зависимости между управляющими воздействиями и реакциями на них может служить оценкой свойств автомобиля как управляемого объекта Исходя из этого управляемостью называют совокупность свойств, определя­ющих характеристики кинематических и силовых реакций на управляющие воздействия.

Оценочными показателями устойчивости управления являются:

1) устойчивость уп­равления траектории, балл;

2) устойчи­вость курсового управления, балл;

3) ус­тойчивость управления траекторией при торможении, балл;

4) устойчивость курсо­вого управления при торможении, балл;

5) предельная скорость выполнения манев­ра v_пр, км/ч;

6) скорость начала снижения устойчивости управления траекторией v_тр, км/ч;

7) скорость начала снижения устойчивости курсового управления v_курс, км/ч.

Показатели 1. 4 определяют в эксплуа­тационных (штатных) режимах движения со скоростями v_max на специальных доро­гах и скоростями, разрешенными правила­ми дорожного движения, на дорогах категории 1. При оценке показателей 3 и 4 тор­можение происходит отv₀ до v =0,5v₀ с замедлением j₃≈0,5 g. Оценку дают в баллах по субъективным ощуще­ниям испытателя (органолептическим ме­тодом) по шкале, приведенной ниже.

отлично, улучшать не требуется 5

не ясно, хорошо или отлично 4,5

хорошо, желательно улучшить 4

не ясно, посредственно или хорошо 3,5

посредственно, необходимо улучшить

при модернизации . 3

не ясно, удовлетворительная или нет 2,5

плохо, но бывает и хуже . 2

не ясно, бывает ли хуже . 1,5

хуже быть не может. I

На основании протоколов испытаний, проводимых на различных дорогах ав­тополигона и в обычных условиях, определяют комплексные оценки устойчи­вости управления, которые должны быть не ниже заданных нормативных значений.

Показатели 5. 7 определяют при испы­таниях на критических (нештатных) режи­мах движения, которые заключаются в вы­полнении заданных разметкой маневров «переставка» , «поворот», «тор­можение на повороте» с посте­пенно увеличивающейся скоростью по ме­тодике, указанной в РД 37.001. 005—82.

По субъективным оценкам контролера, находящегося вне объекта испытаний, и водителя-испытателя выставляется ком­плексная оценка устойчивости управления в баллах при различных скоростях движе­ния и строится график (зависимость скорость — баллы_)

Кроме этого, имеется целый ряд показа­телей и характеристик, из которого для оценки управляемости могут быть выделе­ны следующие:

1) характеристика статической траекторной управляемости;

2) характеристика «рывок руля»;

3) харак­теристика выхода из поворота;

4) харак­теристика легкости рулевого управления;

5) предельная скорость входа в заданный поворот;

6) предельная скорость входа в заданную переставку;

7) средняя угловая скорость поворота рулевого колеса на прямолинейном участке дороги.

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-29; просмотров: 293.

Источник статьи: http://stydopedya.ru/2_64345_prodolnaya-ustoychivost-avtomobilya-opredelenie-kriticheskogo-ugla-pod-ema-avtomobilya.html