Здавалка
Главная | Обратная связь

Силы, действующие на автомобиль при повороте



При движении автомобиля на повороте его поперечная устойчивость может быть утрачена в результате действия инерционных сил, направленных перпендикулярно к продольной оси автомобиля. Чтобы определить эти силы рассмотрим схему, показанную на рис. 7.1.

 

Рис. 31Силы, действующие на автомобиль при повороте: Rx1, Rx2, Ry1, Ry2 – продольные и поперечные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов; Рц – центробежная сила; Рy – поперечная составляющая центробежной силы; ρц и ρз – радиусы поворота центра масс и задней оси; θ – угол поворота управляемой оси (приблизительно равен полусумме углов поворота управляемых колес); Ми – момент инерции автомобиля; γ – угол между радиусом ρц поворота центра тяжести и продолжением оси заднего моста.

Примем, что автомобиль является плоской фигурой и движется по горизонтальной дороге, а шины в поперечном направлении не деформируются.

На участке 1—2 автомобиль движется прямолинейно и его ведущие колеса находятся в нейтральном положении.

На участке 2—3 водитель поворачивает колеса, и автомобиль движется по кривой переменного радиуса (первой переходной кривой).

На участке 3—4 положение колес, повернутых на угол θ, остается неизменным. Так же, как и радиус р3 траектории середины заднего моста.

На участке 4—5 (второй переход кривой) водитель поворачивает колеса в обрат ном направлении, и радиус р3 постепенно увеличивается.

На участке 5— 6 автомобиль снова движется прямолинейно.

При равномерном движении на участке 3—4 (кривая постоянного радиуса) из центра поворота Очерез центр тяжести автомобиля на него действует центробежная сила Рц:

Рц = mω2рц,

где т масса автомобиля; ω — угловая скорость автомобиля при повороте, ω = v/рц (v— скорость движения автомобиля); рц — расстояние от центра поворота до центра тяжести автомобиля,

При больших скоростях движения потеря устойчивости автомобиля наиболее опасна. А так как в этих случаях угол поворота управляемых колес 6 незначителен, то им можно пренебречь

(7.1)

Таким образом, центробежная сила, действующая на автомобиль при его равномерном движении, рассчитывается по формуле

Поперечная составляющая центробежной силы

(7.2)

При равномерном движении (переходные кривые) на автомобиль действует также сила, вызванная изменением кривизны траек­тории. Поперечная составляющая РyIIэтой силы пропорциональна скорости автомобиля и угловой скорости ωук поворота управляемых колес. Величина этой угловой скорости зависит от скорости движе­ния: чем больше скорость, тем быстрее приходится поворачивать колеса, чтобы вписаться в поворот:

(7.3)

В случае неравномерного движения на автомобиль действует еще и сила РуIII:

(7.4)

гдеj - ускорение движения автомобиля.

Таким образом, поперечная инерционная сила, вызывающая занос и опрокидывание автомобиля при движении на повороте, представляется как

(7.5)

Сила РуIIдействует только в процессе поворота рулевого колеса. При входе автомобиля в поворот сила РyIIположительна и вместе с силой РyIIона увеличивает опасность заноса и опрокидывания автомобиля.

При выходе автомобиля из поворота скорость ωук отрицательна и сила РуIIчастично уравновешивает силу РyI, и автомобиль может двигаться с большей скоростью без потери устойчивости.

Сила РуIIIувеличивается с увеличением угла θ и ускорения j автомобиля. Поэтому во время вхождения автомобиля в поворот нарушение его устойчивости более вероятно при разгоне, чем при движении накатом, когда ускорениеjи сила РуIIIотрицательны.

В результате поворота автомобиля вокруг центра тяжести возникает инерционный момент Ми, который пропорционален угловому ускорению и моменту инерции автомобиля.

Поперечная инерционная сила Рyуравновешивается поперечными реакциями дороги Ry1и Ry2на колеса автомобиля. Инерционный момент Мивлияет на перераспределение этих реакций, но так как это влияние на устойчивость автомобиля сравнительно невелико, то его можно не учитывать.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.