Устойчивость автомобиля по центробежной силы

Что влияет на управляемость и устойчивость автомобиля на дороге?

Сегодня в статье мы узнаем, что влияет на управляемость автомобиля, какие критерии, факторы, детали рулевого и подвески оказывают непосредственное воздействие на устойчивость транспортного средства на дорожном полотне.

Ключевые факторы, влияющие на управляемость и устойчивость автомобиля:

• Система подвески не только определяет характеристики управляемости автомобиля, но и влияет на комфорт вождения. Хотя это не всегда удобно, но для лучшей управляемости требуется именно жесткая подвеска. Система подвески обычно предназначается для обеспечения комфорта водителю и пассажирам в процессе передвижения. Все современные типы автомобилей, будь то это внедорожники, спортивные и легковые машины, предназначенные для гражданского использования, различаются между собой видами систем подвесок и рулевого управления. Система подвески, которая позволяет автомобилю “приседать” к земле на дороге при разгоне и уверенно удерживать автомобиль на грунтовых покрытиях, считается наиболее надежной.

Видео : «Как влияют настройки подвески на управляемость автомобиля? «

Как экономить топливо на подержанном автомобиле? Особенности, лучшие способы и верные советы

Верные советы начинающим водителям, которые помогут быстро и правильно научиться водить автомобиль

Покупка автомобиля: выбрать новый или поддержанный? Особенности, верные советы, плюсы и минусы

Рулевая рейка: признаки неисправности и верные советы. Как правильно выбирать продавца?

Что влияет на скорость и ускорение мотоцикла? От каких факторов зависит эффективное торможение?

Основная классификация автомобильных шин: особенности, типы, параметры, маркировка и правила выбора

Renault Kaptur: замена передних стоек стабилизатора и ремонт подлокотника по гарантии у дилера

Топ-12 верных признаков, указывающих на скорый ремонт двигателя автомобиля

Источник статьи: http://autoblogcar.ru/steeringsystem/427-carhanding.html

Устойчивость автомобиля по центробежной силы

Устойчивость — это способность автомобиля двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания, заноса и увода.

Управляемость — способность точно следовать заданному водителем направлению движения. Понятия устойчивость и управляемость тесно переплетаются и их следует рассмотреть совместно. Причинами, вызывающими нарушение устойчивости и управляемости автомобиля, наиболее часто являются воздействующие на автомобиль боковые силы.

В движении боковые силы имеются практически всегда. Наиболее часто они порождаются центробежной силой при движении автомобиля по кривой. При этом на повороте боковые силы тем больше, чем больше скорость движения автомобиля и меньше радиус закругления дороги. Да и на прямой дороге водители объезжая препятствия или неровности дороги, удерживают автомобиль от увода в сторону поворотами рулевого колеса. И здесь тоже возникает центробежная сила.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Боковые силы возникают также при торможении, когда у колес левой и правой стороны автомобиля различные силы сцепления с дорогой (левые катятся по сухому асфальту, а правые по корке льда или мокрой обочине). Разные коэффициенты сопротивления качению на колесах, разные усилия, создаваемые тормозными механизмами, разное давление воздуха в шинах и их износ, нарушение регулировок переднего моста — все это порождает боковые силы. Наконец, поперечный уклон и неровности дороги, ветер — это тоже боковые силы.

Наиболее частое проявление неустойчивости и неуправляемости — увод шин и соответственно увод автомобиля от заданного водителем направления движения. Дело в том, что глина под воздействием боковых сил искривляется, ось ее отпечатка на дороге становится не параллельна, а под некоторым углом к плоскости колеса и автомобиль отклоняется от заданного направления движения. Явление увода шин особенно сильно проявляется на крутых поворотах с большой скоростью. Увод зависит не только от боковой силы, но и от давления воздуха в шине и вертикальной нагрузки на нее — чем они больше, тем увод меньше. Вследствие этого у каждого автомобиля шины имеют, как правило, различную склонность к уводу. Когда увод шин задних колес больше, чем передних, автомобиль приобретает излишнюю поворачиваемость, склонен к заносу и, следовательно, менее безопасен. И наоборот, если увод шин задних колес меньше, чем передних, автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость и более устойчив.

В. движении автомобиль удерживается от боковых сил на дороге силой сцепления, которая используется не только на создание силы тяги или тормозной силы, она же обеспечивает и устойчивость (на управляемых колесах она еще обеспечивает изменение направления движения автомобиля при повороте рулевого колеса). Если представить графически силу сцепления, создаваемую на ведущих колесах, то наиболее наглядно она будет показана в виде круга радиусом, равным ее значению. В пределах этого круга сила сцепления может быть использована либо на создание силы тяги или тормозной силы, либо на удержание автомобиля на дороге от действия боковых сил. Векторы создаваемых при этом сил не должны выходить за пределы круга. Если силу сцепления превышает сила тяги, возникает буксование колес, если тормозная сила — юз, а если боковые силы — занос. В движении чаще всего наблюдается сочетание боковых сил либо с силой тяги, либо с тормозной силой, и сила сцепления в таких случаях используется на реализацию их равнодействующей. Превышение силы тяги над силой сцепления возникает при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала (резким нажатием на педаль управления дроссельной заслонкой), при резком торможении рабочим тормозом, резком включении сцепления. Во всех этих случаях автомобиль теряет устойчивость. При движении по неровностям типа гребешков на большой скорости колеса автомобиля на какие-то мгновения отрываются от дороги. Опускаясь затем снова на дорогу, колеса рывком воспринимают силу тяги, утерянную во время нахождения их в воздухе. Как правило, в этот момент сила тяги значительно больше силы сцепления, и автомобиль также теряет устойчивость.

Потеря устойчивости наиболее вероятна на дорогах с малым коэффициентом сцепления. Но при очень крутом повороте на большой скорости боковые силы настолько велики, что потеря устойчивости (занос) может возникнуть даже на дорогах с большим коэффициентом сцепления (например, на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием).БЮ

Когда величина боковых сил превышает силу сцепления колес с дорогой, происходит произвольное перемещение колес автомобиля в поперечном направлении, так называемый занос. Обычно водитель сталкивается с заносом задних колес, занос передних, если он возникает, тут же гасится появляющейся при этом центробежной силой.

Занос задних колес крайне опасен, так как всегда возникает внезапно, и погасить его, когда он уже возник, совсем непросто.

При возникновении заноса реакция водителя должна быть мгновенной. Он немедленно начинает действовать, чтобы погасить занос сразу. Быстрым, коротким поворотом рулевого колеса в сторону заноса он выравнивает автомобиль, не допуская при этом замедления или ускорения движения. При небольшом заносе нет необходимости в крутом повороте рулевого колеса на большой угол. При крутом повороте руля, не соответствующем величине заноса, возникает еще больший занос в обратную сторону (антизайос). Антизанос вы зывает у водителя чувство растерянности к нередко приводит к опрокидыванию автомобиля. Необходимый угол поворота рулевого колеса при заносе приобретается лишь опытом и никаких более конкретных рекомендаций здесь дать нельзя.

Боковое опрокидывание (через борт) может произойти при воздействии на автомобиль очень больших боковых сил и большом коэффициенте сцепления колес е дорогой, а также при большом поперечном уклоне дороги. Опрокидыванию может предшествовать занос, прк котором автомобиль утыкается колесами в неподвижное препятствие. Вероятность бокового опрокидывание зависит также от ширины колеи автомобиля (чем он« больше, тем боковая устойчивость лучше) и от расположения центра масс автомобиля (чем он ниже, тем устойчивость лучше). Боковое опрокидывание чаще происходит при большой скорости на крутом повороте, при высоко расположенном центре масс (что бывает у автомобиля с тяжелым грузом в багажнике на крыше), при большом поперечном уклоне дороги (на косогоре) или при сочетании этих факторов.

Продольное опрокидывание через ось задних колес у легковых автомобилей практически не наблюдается. Опрокидывание через ось передних колес может произойти при резком торможении (или утыкании в препятствие) при движении с большой скоростью на крутом спуске. Наиболее вероятно при движении с полностью загруженным багажником на крыше.

Почти все отечественные легковые автомобили обладают хорошей устойчивостью и управляемостью, особенно при неполной загрузке. Лучшими в этом плане являются переднеприводные, на устойчивость которых мало влияет и степень их загрузки. Наиболее удачным следует признать ВАЗ -2108, имеющий низко расположенный и смещенный вперед центр масс и недостаточную пово-рачиваемость. Наихудшую характеристику по устойчивости имеет ЗАЗ -968 М «Запорожец».

Устойчивость против бокового опрокидывания у всех легковых автомобилей с колесной формулой 4X2 хорошая, так как колея у них почти в 2 раза больше высоты центра масс. Опрокидывание таких машин может произойти лишь на косогоре с уклоном более 30%.

Итак, что может и должен делать водитель, чтобы максимально улучшить устойчивость и управляемость своего автомобиля?

Во-первых, тщательно следить за техническим состоянием автомобиля, особенно за исправностью тормозов, рулевого управления, колес, амортизаторов. Поддерживать рекомендуемое давление воздуха в шинах, устанавливая в задних колесах несколько увеличенное давление в сравнении с передними.

Во-вторых, не перегружать автомобиль, размещать пассажиров на переднем сиденьи, не перевозить тяжелый и крупногабаритный груз в багажнике на крыше.

В-третьих, не допускать резкого управления автомобилем, уменьшать скорость перед поворотами, создавать такой режим движения, при котором возникает как можно меньше боковых сил, избегать движения по скользким дорогам.

Под устойчивостью автомобиля понимается способность его сохранять заданное движение без опрокидывания, сползания и заноса. Потеря устойчивости происходит при продольном и поперечном опрокидывании, а также при боковом перемещении и сползании на подъеме.

Боковая устойчивость определяет устойчивость автомобиля против заноса колес одной оси вбок. Боковой занос автомобиля происходит вследствие потери сцепления между ведущими (или заторможенными) колесами и дорогой. Такой занос может возникнуть при движении по скользкой дороге во время торможения или при повороте.

Поперечная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно боковых колес (левых и правых) и зависит от ширины колеи и высоты расположения центра тяжести. Чем шире колея и ниже расположен центр тяжести, тем больше устойчивость против опрокидывания вбок. Опрокидывание вбок может также произойти при движении вдоль по крутому склону.

Продольная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно передней или задней оси, зависит от расположения центра тяжести, базы автомобиля, величины тягового усилия на ведущие колеса и уклона дороги.

Устойчивость автомобиля при торможении может быть потеряна даже при движении автомобиля по прямой. Это объясняется тем, что наличие большого тягового или тормозного усилия на ведущих колесах уменьшает их устойчивость. Устойчивость при торможении нарушается, если тормозное усилие, приложенное к окружности колеса, по своей величине приблизится к силе сцепления между колесами и дорогой.

Наличие на автомобиле тормозов на всех четырех колесах увеличивает тормозное усилие, которое может быть передано через колеса без нарушения устойчивости автомобиля.

Устойчивость автомобиля против опрокидывания характеризуется коэффициентом устойчивости (Ку), который определяется по формуле:

Управляемость автомобиля зависит от рулевого управления, подвески, шин и давления в них. На управляемость влияют неправильная установка управляемых колес, наличие зазоров в рулевом механизме и приводе, перекосы осей и заднего моста. Поэтому необходимо постоянно следить за исправностью механизмов и деталей автомобиля.

Маневренность автомобиля — это возможность изменять направление движения на минимальной площади. Она зависит от следующих особенностей его конструкции: габаритных размеров, углов поворота передних колес, обзорности как перед автомобилем, так и сзади него.

Легкость управления автомобилем определяется величиной физических усилий и количеством труда водителя, затрачиваемых при управлении автомобилем. Это достигается путем улучшения конструкции рулевого механизма, тормозных систем, устройством и оборудованием рабочего места водителя, обзорностью дороги перед автомобилем, а также предохранением водителя от воздействия шумов, вибрации и вредных газов.

Источник статьи: http://stroy-technics.ru/article/ustoichivost-i-upravlyaemost-avtomobilya

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 поперечной устойчивости, возникающее вследствие действия боковых сил: центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести, бокового ветра, ударов о неровности дороги.

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от следующих факторов: массы автомобиля, высоты его центра тяжести, базы, ширины колеи; размера шин, их конструкции и состояния; радиусов кривизны дороги и состояния ее поверхности; конструкции и состояния тормозов; скорости и направления движения; умения управлять автомобилем.

Установлено, что чем выше расположен центр тяжести автомобиля и чем уже колея, тем выше вероятность опрокидывания. Для повышения устойчивости колея должна быть возможно шире, а центр тяжести — ниже. Наличие груза в кузове, особенно крупногабаритного (контейнеров, тюков, прессованного сена и т. д.), увеличивает высоту центра тяжести, тем самым снижая устойчивость.

На повороте существенное влияние на устойчивость кроме перечисленных факторов оказывает также скорость поворота управляемых колес. Резкий поворот может в определенных условиях явиться основным фактором, вызвавшим нарушение устойчивости автомобиля.

Движение по косогору и по кривой связано с некоторыми дополнительными явлениями, усиливающими вероятность опрокидывания автомобиля. Сюда относится, например, перемещение пассажиров и грузов в сторону действия поперечной силы. Это перемещение вызывает изменение положения центра тяжести подрессоренных масс, вследствие которого возрастает опасность опрокидывания автомобиля. Под действием поперечных сил происходит деформация шин одновременно в двух направлениях — радиальном и поперечном.

При больших значениях поперечных сил шина соприкасается с проезжей частью дороги не только протектором, но и частью боковины, менее эластичной по сравнению с протектором. При весьма больших перегрузках возможно также полное сплющивание шин и врезание обода колеса в верхний слой дорожного покрытия. Механическое зацепление, возникающее в этом случае, резко увеличивает общую силу поперечного сцепления шин с дорогой, а вместе с этим и вероятность опрокидывания автомобиля.

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

где Vз — максимальная скорость на повороте до появления бокового скольжения автомобиля, мс;

g — ускорение силы тяжести, м/с2;

R — радиус поворота автомобиля, м;

фу-коэффициент поперечного сцепления шины с дорогой.

Во всех случаях заноса на автомобиль действует поперечная (центробежная) сила, которая появляется при всяком отклонении автомобиля от прямолинейного направления. Как видно из последней формулы, возникновение заноса наиболее вероятно при крутых поворотах автомобиля на скользкой дороге.

В практике редко наблюдается одновременное скольжение обеих осей в поперечном направлении. Гораздо чаще начинают скользить колеса одной оси передней или задней. Наиболее вероятен занос задней оси автомобиля, на колеса которой при разгоне и преодолении больших сопротивлений действует касательная реакция, в десятки раз большая, чем на переднюю ось. Во время торможения же сила сцепления задних колес уменьшается вследствие перераспределения нагрузки, что также способствует их заносу. Занос задней оси у большинства автомобилей не только вероятнее, но и опаснее заноса передней оси. Последний погашается автоматически, так как возникающие центробежная сила и инерционный момент противодействуют повороту передней части автомобиля в сторону заноса. Для гашения заноса задней оси обычно рекомендуется поворачивать управляемые колеса в сторону заноса, уменьшая тем самым величину центробежной силы. Если передние колеса будут повернуты на достаточно большой угол, центробежная сила направится в сторону, противоположную заносу, и он прекратится.

Однако резкий поворот передних колес на чрезмерно большой угол может вызвать скольжение задней оси в обратную сторону и движение автомобиля в направлении повернутых колес. Поэтому сразу после прекращения заноса передние колеса следует повернуть в обратном направлении и вывести автомобиль на прямолинейное движение.

Поперечная сила может вызвать также опрокидывание автомобиля относительно опоры внешних колес. Максимальная скорость движения на повороте до опрокидывания определяется по формуле

где В — ширина колен автомобиля, м; h — высота центра тяжести, м.

Формула дает несколько завышенное (на 10 — 12 %) значение допустимой скорости. Это объясняется тем, что в ней не учитывается ряд факторов, в частности таких, как крен кузова, неравномерное распределение груза по ширине кузова и т. д, Как видно из формулы, чем выше расположен центр тяжести автомобиля, тем ниже допустимая скорость движения на повороте по условиям опрокидывания,

В практике эксплуатации автомобилей потеря поперечной устойчивости наблюдается чаще всего при торможении. В этом случае в контактах шин с дорогой действуют большие тормозные силы, и колеса утрачивают способность воспринимать поперечные силы. При полной блокировке колес их движение становится неустойчивым. В случае блокировки колес задней оси автомобиль легко входит в состояние прогрессирующего заноса, из которого, однако, его можно вывести поворотом передних колес, если они еще не использовали полностью силу сцепления и не заблокированы. Если — же раньше блокируются колеса передней оси, то прогрессирующего заноса автомобиля не возникает; однако он полностью утрачивает управляемость, так как поворот заблокированных колес не меняет направления движения.

Безопасность движения автомобиля должна быть сохранена в течение всего срока его работы. Из многочисленных факторов, изменяющихся во время эксплуатации, на устойчивость в большей степени влияет техническое состояние шин и тормозов.

По мере износа протектора шин ухудшается сцепление колеса с дорогой и увеличивается вероятность бокового заноса. Коэффициент сцепления шины, протектор которой изношен до полного исчезновения рисунка, почти вдвое меньше коэффициента сцепления новой шины. Поэтому эксплуатация автомобиля с изношенными шинами недопустима и запрещена правилами движения.

Неправильная регулировка тормозов может привести к различной величине тормозных моментов на колесах правой и левой сторон автомобиля, а возникающий при этом поворачивающий момент — вызвать потерю устойчивости. Неравномерность тормозных усилий на передних колесах опаснее, чем на задних.

Для безопасного вождения на высоких скоростях необходимо стремиться к повышению устойчивости автомобиля. Это достигается понижением центра тяжести, удлинением базы и расширением колеи автомобиля, а также правильной регулировкой тормозов и соблюдением скорости движения, соответствующей состоянию дороги.

Читайте также

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

Устойчивость к вирусным болезням

Устойчивость к вирусным болезням Ну хорошо, если трудно бороться с возбудителем (а это и впрямь нелегко), то нельзя ли сделать так, чтобы само растение препятствовало распространению вируса более активно? То есть наделить растение способностью к самозащите!На этот

6. Стабильность и устойчивость экосистем

6. Стабильность и устойчивость экосистем Понятия «стабильность» и «устойчивость» в экологии часто рассматриваются как синонимы, и под ними понимают способность экосистем сохранять собственную структуру и функциональные свойства при действии внешних факторов.Более

Источник статьи: http://info.wikireading.ru/257714