Управляемость автомобиля это свойство автомобиля подчиняться управлению

ЛЕКЦИЯ 15. Тема 8. Управляемость автомобиля

1. Управляемость и ее значение для безопасности дорожного движения

2. Поворачиваемость автомобиля и ее влияние на безопасность движения

3. Потеря управляемости автомобиля по техническим причинам

1. Управляемость и ее значение для безопасности дорожного движения

Управляемостью называют способность автомобиля устойчиво сохранять заданное направление движения и вместе с тем быстро изменять его при воздействии водителя на рулевое управление.

Управляемость обеспечивается соответствующими элементами конструкции автомобиля: углами установки управляемых колес, определенным соотношением углов поворота правого и левого колес, правильным соотношением давления в шинах передних и задних колес.

От технического состояния автомобиля в большой мере зависит его управляемость. На нее отрицательно влияют неправильная установка управляемых колес, увеличенные зазоры в рулевом механизме и приводе, перекосы осей и ведущего моста, слишком низкое или высокое давление в шинах. Биение колес на большой скорости может вызвать их виляние, что также ухудшает управляемость.

Подавляющее большинство опасных дорожных ситуаций (до 80– 85%) водитель ликвидирует путем своевременного поворота рулевого колеса и изменения направления движения автомобиля. При этом водитель может, либо, повернув автомобиль, отвести его от опасной зоны под углом к прежнему направлению движения, либо выехать в соседний ряд.

Поворачивая рулевое колесо, водитель задает новое направление движению автомобиля. При плохой управляемости автомобиля действительное направление движения не совпадает с желательным и необходимы дополнительные управляющие воздействия со стороны водителя. Это приводит к “рысканию” автомобиля по дороге, увеличению динамического коридора и утомлению водителя. При особенно неблагоприятных условиях плохая управляемость может явиться причиной столкновения автомобилей, наезда на пешехода или выезда за пределы дороги.

2. Поворачиваемость автомобиля и ее влияние на безопасность движения

Поворачиваемостью называют свойство автомобиля изменять направление движения без поворота управляемых колес. Есть две основных причины поворачиваемости: увод колес, вызываемый поперечной эластичностью шин, и поперечный крен кузова, связанный с эластичностью подвески. Соответственно различают шинную и креновую поворачиваемость автомобиля.

Уводом называют качение колеса под углом к своей плоскости. При действии на колесо с эластичной шиной поперечной силы Р_у вектор скорости центра колеса отклоняется от плоскости вращения на некоторый угол d – угол увода. Сила Р_у и угол увода d связаны следующей зависимостью:

где k_yв – коэффициент сопротивления уводу (первая производная от поперечной силы по углу увода), Н/рад.

Величина k_yв зависит от многих факторов, из которых наибольшее значение имеют величина угла увода, вертикальная и касательная силы, приложенные к колесу, и наклон колеса к вертикали.

Рис. 1. Схема движения автомобиля с эластичными шинами

При наличии увода центр поворота автомобиля находится не в точке О, как у автомобиля с жесткими шинами (рис. 1), а в точке O₁, т. е. в месте пересечения перпендикуляров к векторам скоростей v₁ и v₂. Траектория движения автомобиля с жесткими шинами зависит только от угла q. У автомобиля с эластичными шинами на нее влияют углы увода, которые в свою очередь зависят от q, v и других факторов. При наличии увода автомобиль может двигаться криволинейно, даже при q = 0. Кривизна траектории зависит от соотношения d₁ и d₂ (углы увода переднего и заднего мостов).

Если d₁ = d₂, то шинную поворачиваемость автомобиля называют нейтральной. Хотя при этом траектория движения автомобиля о жесткими шинами не совпадает с траекторией движения автомобиля, имеющего нейтральную поворачиваемость, так как центры поворота в этих случаях занимают различные положения. В случае действия поперечной силы на автомобиль, имеющий жесткие шины, он сохраняет прежнее направление движения, пока эта сила по величине не станет равной силе сцепления. Автомобиль, имеющий нейтральную шинную поворачиваемость, под действием поперечной силы движется под углом d_ув к прежнему направлению движения.

Рис. 2. Схемы движения автомобиля с различной шинной поворачиваемостью: а – с недостаточной; б – с излишней

Если d₁ > d₂, то для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой управляемые колеса нужно повернуть на больший угол, чем при жестких шинах. В этом случае шинную поворачиваемость автомобиля называют недостаточной. Под действием поперечной силы Р_у (рис. 2, а) при прямолинейном движении передняя ось автомобиля с недостаточной поворачиваемостью в результате увода движется под углом d₁ к прежнему направлению движения, а задний мост – под углом d₂. Автомобиль поворачивается вокруг центра O₁, вследствие чего возникает центробежная сила Р_ц, поперечная составляющая Р_цу которой направлена в сторону, противоположную силе Р_у, что уменьшает результирующую поперечную силу и увод колес. Следовательно, автомобиль с недостаточной шинной поворачиваемостью устойчиво сохраняет прямолинейное направление движения.

Если угол d₁ 1, при нейтральной h_пов = 1, а при недостаточной h_пов

Источник статьи: http://zdamsam.ru/a3605.html

Устройство автомобилей

Управляемость автомобиля

Управляемость автомобиля – это его способность сохранять заданное направление движения в определенной дорожной обстановке или изменять его при воздействии водителя на рулевое управление.

Основная функция, которую выполняет водитель при транспортных перевозках – управление автомобилем. В системе «водитель-автомобиль-дорога» автомобиль является объектом управления, а водитель – оператором. Анализируя дорожную обстановку, водитель, воздействуя на органы управления автомобилем, изменяет характер его движения.
Различные автомобили отличаются реакциями на управляющие воздействия со стороны водителя. Так поворот рулевого колеса на один и тот же угол на различных автомобилях вызовет различные изменения курсового угла. Усилия, необходимые для поворота рулевого колеса на различных автомобилях тоже неодинаковы.

Управляемость автомобиля оценивают следующими показателями:

• критическая скорость по управляемости;
• поворачиваемость автомобиля;
• соотношение углов поворота управляемых колес;
• стабилизация управляемых колес и их угловые колебания.

Критическая скорость по условиям управляемости

На рисунке 1 приведена схема сил, действующих на автомобиль при его движении на повороте.

Автомобиль будет двигаться по траектории, предусмотренной углами поворота управляемых колес до тех пор, показ не начнется боковое скольжение под действием центробежной (боковой) силы, вызывающей увод автомобиля, т. е. до тех пор, пока сумма продольной и поперечной реакций дороги на колеса не достигнет предела по сцеплению.

В этом случае имеет место равенство:

Продольная реакция дороги R_x1 для заднеприводного автомобиля равна силе сопротивления качению колес переднего моста:

Тогда сила сцепления:

где R_z1 – вертикальная составляющая реакции дороги на колеса переднего моста.

Следовательно, поперечная составляющая реакции дороги на передние колеса может быть определена по формуле:

где G₁ – вес автомобиля, приходящийся на передний мост.

В то же время боковая реакция дороги R_у1 противодействует боковой силе Р_у и центробежной силе Р_ц1 , в результате чего соблюдается условие

где Р_у1 – поперечная составляющая торкающей силы Р со стороны ведущего моста;
Р_ц1 – центробежная сила, действующая на переднюю часть автомобиля.

Исходя из приведенных зависимостей можно записать:

где ρ_п – радиус поворота, равный расстоянию от центра поворота до середины переднего моста;
v₁ – скорость движения середины переднего моста;
m₁ – масса автомобиля, приходящаяся на передний мост.

Так как v₁ = ρ_п/ρ_з , при этом ρ_п = ρ_з cos θ , то справедлива зависимость:

Подставив в уравнение (3) выражения (2), (4) и (5) и решив их относительно скорости, получим:

Полученная скорость v_упр называется критической скоростью по управляемости , поскольку это максимальная скорость, с которой автомобиль может двигаться на повороте без поперечного скольжения (заноса) управляемых колес.

Если скорость автомобиля превысит критическую скорость по управляемости v_упр , то управляемые колеса при повороте проскальзывают в поперечном направлении, и поворот колес не изменяет направления движения автомобиля. Чем больше угол θ , т. е. чем меньше радиус поворота, тем меньше должна быть скорость автомобиля.

Если v_упр = 0, то автомобиль вообще теряет управляемость, так как при любой отличной от нуля скорости движения происходит поперечное скольжение управляемых колес.

Критическая скорость v_упр будет равна нулю, если:

√[ φ 2 – f 2 ] / ( tg θ – f ) = 0, т. е. φ = f/cos θ .

На дорогах с твердым покрытием обычно φ значительно больше f , поэтому автомобиль сохраняет управляемость. При движении на дороргах с неровным обледенелым покрытием, а также по песку или снегу значения коэффициентов φ и f сближаются по величине, что приводит к снижению критической скорости.
Когда φ ≤ f/cos θ автомобиль становится неуправляемым при данном значении угла поворота управляемых колес θ . Если уменьшить угол θ , то управляемость автомобиля может быть восстановлена.

При полном скольжении передних колес (например, в результате торможения) поперечная реакция дороги возникнуть не может, так как возможности сцепления колес с дорогой уже исчерпаны, и автомобиль теряет управляемость даже при самых малых углах поворота управляемых колес.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.01/7_teoria_avto_upravl_1/index.shtml

Управляемость автомобиля

Под управляемостью понимают способность автомобиля сохранять или изменять направление движения, заданное водителем, с минимальной затратой физической энергии. Именно поэтому управляемость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свойства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управляемости автомобиля его конструктивные параметры должны соответствовать психофизиологическим особенностям водителя.

Управляемые колеса под воздействием случайных, ударов и толчков постоянно отклоняются от нейтрального положения даже во время прямолинейного движения автомобиля по дороге с ровным асфальтобетонным покрытием. Свойство управляемых колес сохранять нейтральное положение и автоматически в него возвращаться называется стабилизацией. Автомобиль с плохой стабилизацией колес произвольно меняет направление своего движения, вследствие чего водитель вынужден непрерывно поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить управляемые колеса в исходное положение. Плохая стабилизация требует значительных затрат физической энергии водителя, ухудшает устойчивость автомобиля, повышает износ шин и деталей рулевого механизма.

У автомобиля с хорошей стабилизацией колеса при выходе из поворота автоматически возвращаются в нейтральное положение, и автомобиль сохраняет прямолинейное направление, даже если водитель не держит рулевое колесо.

Для достижения хорошей управляемости конструкция автомобиля должна удовлетворять следующим требованиям:

— управляемые колеса при повороте должны катиться без бокового скольжения;

— рулевой привод должен обеспечивать правильное соотношение углов поворота управляемых колес;

— размеры направляющих элементов подвесок и упругие характеристики подвесок и шин должны быть подобраны таким образом, чтобы углы увода передней и задней осей находились в определенном соотношении;

— управляемые колеса должны иметь хорошую стабилизацию и отсутствие произвольных колебаний;

— в рулевом управлении обязательно наличие обратной связи, позволяющей водителю судить о величине и направлении сил, действующих на управляемые, колеса.

Значительное влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Это влияние возрастает с увеличением боковых сил, действующих на автомобиль

и имеет существенное значение при движении автомобиля по криволинейной траектории.

Такая эластичность характеризуется углом бокового увода между плоскостью качения диска колеса и осью отпечатка шины на дороге, образуемым под действием боковой силы. Она зависит от конструктивных особенностей шины: высоты и ширины профиля, количества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жесткости боковины, нагрузки на колесо, внутреннего давления в шине.

Увод шин вызывает отклонение траектории движения автомобиля от той, которая определяется положением управляемых колес, т. е. задается водителем.

Качение колес с боковым уводом оказывает различное влияние на движение автомобилей разных конструкций в зависимости от распределения их массы по осям и величины сопротивления уводу передних и задних колес. В случае если угол увода передних колес больше угла увода задних колес, считают, что автомобиль обладает недостаточной поворачиваемостью. Такой автомобиль устойчиво сохраняет прямолинейное направление движения. В противоположном случае автомобиль характеризуется излишней поворачиваемостью. Он более склонен к потере управляемости и устойчивости. Однако недостаточная поворачиваемость затрудняет работу водителя, так как для изменения направления движения автомобиля требуется большая сила. Чтобы получить нужное значение показателя поворачиваемое(tm) автомобилей, конструкторы несколько уменьшают давление в передних шинах по сравнению с задними и стремятся расположить центр тяжести автомобиля ближе к передней части.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и уменьшает поперечную жесткость. Поэтому автомобиль будет постоянно отклоняться в сторону шины с уменьшенным давлением. Изнашивание деталей рулевой трапеции и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров, нарушающих установленные кинематические связи и облегчающих возникновение произвольных колебаний колес. Большие зазоры могут настолько увеличить виляние и подпрыгивание передних колес, что нарушится сцепление их с дорогой. Причиной колебаний колес может явиться и их дисбаланс. Этот недостаток особенно часто наблюдается при установке шин, отремонтированных методом наложения манжет. Как правило, отремонтированное место имеет большую массу по сравнению с близлежащими участками шины, вызывает влияние колеса, особенно заметное при движении с большими скоростями (более 80 кмч) и затрудняющее управление автомобилем.

Стабилизация может ухудшиться и вследствие неправильной регулировки рулевого управления. Чрезмерная затяжка пробок продольной тяги, конических подшипников и рабочей пары рулевого механизма увеличивает момент трения, затрудняя возвращение колес в нейтральное положение, ухудшая обратную связь и усложняя управление автомобилем.

Управляемость автомобиля и точность выполнения маневра в большой степени зависит от квалификации водителя. Недостаточно опытные водители допускают при повороте много ошибок: выводят автомобиль за осевую линию дороги или за пределы занимаемого ряда, «срезают» углы при маневрировании, развивают скорость движения, не соответствующую кривизне дороги по условиям устойчивости, и т. д. Точное выполнение поворота возможно лишь при правильном согласовании скорости автомобиля с уголовой скоростью управляемых колес. Вводя автомобиль в поворот и выходя из него, водитель должен правильно выбрать момент, в который следует начать вращение рулевого колеса, а также определить, какова должна быть его угловая скорость.

Читайте также

Буксировка автомобиля

Буксировка автомобиля Взаимовыручка и взаимопомощь на дороге необходимы особенно в тот момент, когда в силу тех или иных причин автомобиль не трогается с места. Выход из этой ситуации – отбуксировать машину. Для чего используют эластичный нейлоновый канат или ленту

Безопасность автомобиля

Безопасность автомобиля Чтобы надежно защитить свой автомобиль от угона и ограбления, необходимо предпринять следующие меры безопасности, которые должны быть не только надежны и эффективны, но и хорошо видимы потенциальному угонщику или грабителю.При установке

Совет № 89 Определить расстояние до автомобиля ночью несложно. Если вы можете различить свет обеих фар, значит, до автомобиля осталось примерно 300 метров

Совет № 89 Определить расстояние до автомобиля ночью несложно. Если вы можете различить свет обеих фар, значит, до автомобиля осталось примерно 300 метров Навстречу вам движется автомобиль. Как определить примерное расстояние до него? Если вы можете различить свет обеих

Значение автомобиля

Значение автомобиля О’кей, начнём с такого вопроса: где, помимо дома и офиса, вы проводите наибольшее количество времени? Если вы немного призадумаетесь об этом, то поймёте, что ответ очевиден — в вашем автомобиле. Основное связующее звено жизненно важных магистралей, то,

Регистрация автомобиля

Регистрация автомобиля Регистрируют автомототранспорт органы ГАИ по месту жительства владельцев. Как исключение, разрешается регистрировать транспортное средство по месту жительства родственников владельца с их письменного согласия в случае выезда владельца по

11. Парковка автомобиля

11. Парковка автомобиля Парковка автомобиля может осуществляться тремя способами (рис. 24): Рис.24а, параллельно проезжей части; Рис.24б, перпендикулярно проезжей части; Рис.24в, под углом к проезжей части.Парковка перпендикулярно проезжей части аналогична заезду в гараж.

3.1.2. Движение автомобиля

3.1.2. Движение автомобиля Экстренный стартОписание ситуации (рис. 16)Автомобиль 1 с приводом на передние колеса стоял на обочине скользкой зимней дороги. Спереди и сзади от него обочина была свободна от других машин. Водитель этого автомобиля намеревался начать движение

Торможение автомобиля

Торможение автомобиля Надежные и эффективные тормоза позволяют водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и вместе с тем обеспечивают необходимую безопасность движения.В процессе торможения кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения между

Устойчивость автомобиля

Устойчивость автомобиля Под устойчивостью понимают способность автомобиля противостоять заносу (скольжению) и опрокидыванию. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно нарушение

Проходимость автомобиля

Проходимость автомобиля Проходимость — это конструктивное свойство автомобиля, определяющее возможность его производительной работы в тяжелых дорожных условиях и вне дорог. Такие условия характеризуются труднопроходимыми участками с различного рода препятствиями,

Кража из автомобиля

Кража из автомобиля Полезные советы:• Убирайте, выходя из машины, все предметы, которые могут привлечь воров: автомагнитолу, сумку, фотоаппарат, дипломат, телефон.• Никогда не оставляйте в салоне документы на машину и права.• Всегда имейте при себе записанный

Задержание автомобиля

Задержание автомобиля Задержание автомобиля согласно КоАП производится при следующих нарушениях:— отсутствие документов, предусмотренных ПДД: водительского удостоверения, свидетельства о регистрации, доверенности в отсутствие собственника, или какой-либо из этих

Источник статьи: http://info.wikireading.ru/257715