Главная | Обратная связь

Реакція автомобілів з різними видами поворотності на дію зовнішніх збурень.

При русі автомобіля криволінійною траєкторією з радіусом R в центрі маси діє відцентрована сила

Бокові реакції дороги на колеса, що виникають як протидія відцентровій силі, розподіляються пропорційно масам, що припадають на передню і задню осі:

; ;

де ;

Ці реакції зумовлюють кочення коліс з відводом. Кути відводу мостів

; ,

де k₁ і k₂ – відповідно коефіцієнти опору відводу переднього і заднього мостів.

Підставимо значення d₁ і d₂ у вираз для визначення радіуса повороту автомобіля з еластичними колесами і здійснимо перетворення:

З останнього виразу видно, що радіус повороту автомобіля з еластичними шинами залежить як від кута повороту керованих коліс, так і від швидкості руху.

Рис. 45. Схеми поворотів автомобіля при різних співвідношеннях кутів відводу

Якщо тобто , то радіус повороту автомобіля з еластичними колесами буде таким самим, як і автомобіля з жорсткими колесами (рис. 45, а). При змінній швидкості руху і незмінному положенні керованих коліс радіус повороту залишатиметься сталим. Вважають, що в цьому випадку автомобіль має нейтральну поворотність. Слід зазначити, що хоча R_e=R_ж, траєкторії руху автомобілів з жорсткими і еластичними колесами не співпадають, оскільки не співпадають центри поворотів.

Якщо тобто , то R_e< R_ж і зі збільшенням швидкості R_e зменшується (рис. 45, б). В цьому випадку поворотність називають надлишковою. Для руху автомобіля, з еластичними колесами по кривій з радіусом R_ж керовані колеса треба повернути на менший кут, ніж при жорстких колесах.

Якщо тобто , то R_e > R_ж і при збільшенні швидкості цей радіус зростає (рис. 45, в). Для руху автомобіля з еластичними колесами по кривій з радіусом R_ж керовані колеса повернути на більший кут, ніж при жорстких колесах. В цьому випадку автомобіль має недостатню поворотність. На наступному графіку (рис. 46) зображено залежність радіусів повороту від швидкості при різних видах поворотності і сталому куті повороту керованих коліс.

Рис. 46. Залежність радіусів повороту від швидкості при різних поворотностях

Дослідимо вплив поворотності автомобіля на його траєкторію. Якщо на автомобіль з жорсткими колесами, що рухається прямолінійно, діє поперечна сила, він буде продовжувати прямолінійний рух доти, доки ця сила не перевищить сумарну силу зчеплення коліс з дорогою.

Автомобіль з нейтральною поворотністю також буде рухатися прямолінійно, але під кутом d до поздовжньої осі (рис. 47, а).

Рис. 47. Вплив поперечної сили на траєкторію руху при різних поворотностях

Автомобіль з надлишковою поворотністю почне повертатися відносно точки О (рис. 47, б). При цьому виникає відцентрова сила Р_j, поперечна складова якої Р_jy додається до бокової сили Р_у , внаслідок чого кути відводу зростають, радіус повороту зменшується. Щоб зберегти прямолінійний напрям руху, необхідно повернути керовані колеса так, щоб центр повороту перемістився на другий бік автомобіля (таке положення керованих коліс зображено пунктиром).

Автомобіль з недостатньою поворотністю під дією бокової сили повертається так, що поперечна складова інерційної сили зменшує дію бокової сили, тому кути відводу швидко зменшуються і автомобіль практично зберігає прямолінійний напрям руху (рис. 47, в).

Отже, автомобіль з недостатньою поворотністю краще зберігає напрям руху, ніж автомобіль з надлишковою поворотністю. Складність керування автомобілем з надлишковою поворотністю зростає із збільшенням швидкості руху. При деякій швидкості автомобіль втрачає керованість і достатньо незначного бокового збурення, щоб при нейтральному положенні керованих коліс почався занос автомобіля. Ця швидкість називається критичною за умовою відводу. Раніше було визначено, що

 

При нейтральному положенні керованих коліс q=0. При заносі поворот відбувається відносно центру маси, отже радіус повороту R_e=0. Тому критична швидкість визначається з виразу

,

звідки

Якщо підставити , то одержуємо

Для забезпечення керованості автомобіля при великих швидкостях він повинен мати недостатню поворотність. Недостатня поворотність досягається правильним підбором тисків в шинах передніх і задніх коліс (p₁ < p₂, отже ); правильним розподілом маси між передньою і задньою віссю.