Главная | Обратная связь

Критический угол уклона дороги

Критический угол уклона дороги по условиям заноса (бокового сползания) определяется из уравнения проекцией всех сил на плоскость дороги (рис. 7.3):

Но по условиям сцепления шин с дорогой сумма поперечных реакций в момент начала заноса

Следовательно, критический угол уклона дороги по условиям заноса

(7.11)

Рис. 33 – Определение критического угла уклона дороги по поперечной устойчивости

 

При движении с уклоном из центра тяжести автомобиля действует поперечная составляющая Gsinβ силы тяжести автомобиля. Эта составляющая (плечо h_ц) образует момент, который стремится опрокинуть автомобиль. Составим уравнение моментов относительно оси, проходящей через точки контактов середины шин наружных колес с дорогой:

В момент начала опрокидывания ∑R_ZB = 0. Тогда из последнего равенства имеем

Критический угол уклона дороги по условиям опрокидывания

(7.12)

При прямолинейном движении автомобиля с колеей Ви высотой центра тяжести h_цс углом уклона β₀ начнется его опрокидывание.

Опрокидывание автомобиля опаснее его заноса, поэтому для безопасного движения должны выполняться условия:

(7.13)

7.14)

Таким образом, потери устойчивости автомобиля в виде заноса оказываются одинаковыми в случае его движения по кривой и при его движении по дороге с уклоном. Выполнение условия (7.13) уменьшает вероятность опрокидывания, но не исключает его полностью. Например, двигаясь с боковым скольжением, автомобиль может удариться своими колесами о бордюр, в результате чего его скольжение прекратится и начнется опрокидывание.

Занос автомобиля

Одновременный занос обоих мостов автомобиля происходит довольно редко. Чаще начинают скользить колеса одного моста. В этом случае механизм потери устойчивости имеет свои особенности.

Занос заднего моста заднеприводного автомобиля более вероятен, так как задние колеса нагружены силой тяги, и уже в значительной степени исчерпали возможности сцепления с дорогой, резерв по сцеплению для восприятия боковой силы ограничен. Достаточно небольшой боковой силы, чтобы колеса начали скользить в боковом направлении.

На рис. 7.4, а показана схема автомобиля, у которого передние колеса движутся прямо со скоростью v₁, а задние движутся вперед со скоростью v₁ и скользят в поперечном направлении со скоростью v₂. В результате, задний мост перемешается со скоростью v₃, что вызывает поворот автомобиля вокруг центра О, хотя передние колеса находятся в нейтральном положении.

Рис. 34 – Схемы заноса переднего моста заднеприводного автомобиля (а) и гашения заноса (б)

 

Поперечная составляющая Р_yвозникшей при этом центробежной силы Р_цдействует в направлении скольжения заднего моста, увеличивая его занос. Если управляемые колеса повернуть в сторону заноса, то центр поворота сместится из точки Ов точку О₁ (рис. 7.4, б). При этом центробежная сила уменьшится, что будет способствовать гашению заноса.

Если автомобиль заднеприводный, то при заносе заднего моста одновременно с поворотом рулевого колеса следует убавить силу тяги на ведущих задних колесах или прекратить торможение тормозной системой и тормозить двигателем, это также способствует гашению заноса вследствие улучшения сцепления задних колес дорогой.

Если автомобиль переднеприводный, то, отпустив педаль подачи топлива и начав торможение двигателем, водитель не изменит условий сцепления задних неприводных колес, т. е. v₂ останется неизменной (рис. 7.5), а v₁ уменьшится до v'₁. Отклонение суммарной скорости v'₃движения от заданного направления движения (направление v₁) увеличится.

Если же водитель переднеприводного автомобиля сильнее нажмет на педаль подачи топлива, то скорость v₁увеличится до v"₁, и направление суммарной скорости v''₃заднего моста будет меньше отличаться от заданного, что приведет к уменьшению заноса заднего моста на этом автомобиле.

Рис. 35 – Векторы скоростей при заносе задней оси переднеприводного автомобиля

 

Что касается поворота управляемых колес в сторону заднего моста, то он одинаково эффективен для автомобилей обоих типов.

Таким образом, при заносе заднего моста переднеприводного автомобиля водитель должен повернуть руль в сторону заноса и увеличить скорость движения автомобиля (если это позволяет дорожная обстановка).

При заносе переднего моста (рис. 7.6, а) поперечная составляющая Р_y центробежной силы Р_цнаправлена в сторону, противоположную скольжению. Следовательно, занос переднего моста гасится автоматически и не представляет опасности для устойчивости прямолинейного движения, но он опасен на повороте, когда поперечное скольжение препятствует движению автомобиля по заданной траектории.

Рис. 36 – Занос переднего моста автомобиля: а – при прямолинейном движении; б – при повороте

 

На рис. 7.6, б видно, что в соответствии с положением управляемых колес, автомобиль должен двигаться в направлении скорости v₁, но из-за заноса передней оси со скоростью v₂он движется в направлении скорости v₃ , т. е. не вписывается в траекторию поворота.

Занос переднего моста более вероятен у переднеприводного автомобиля, передние колеса которого загружены силой тяги. Если занос произошел, то следует отпустить педаль подачи топлива, не изменяя положения рулевого колеса. После уменьшения силы тяги сцепление колес с дорогой восстановится, и автомобиль будет двигаться в направлении, определяемом положением управляемых колес.

Расчеты показывают, что автомобили с приводом на передние колеса имеют большую устойчивость против бокового заноса, а следовательно, более высокие эксплуатационные скорости движения, чем аналогичные автомобили с задними ведущими колесами. Испытания на обледенелой горизонтальной дороге подтверждают, что критические скорости по заносу для автомобиля с приводом на передние колеса на 15—20 % превышают критические скорости для автомобиля с приводом на задние колеса.