Устойчивости автомобиля

Для обеспечения БДД отклонение АТС или его звеньев от заданной траектории, а ее продольной оси от заданного направления за счет упругой деформации ходовой части и подвески и проскальзывания отдельных элементов шин, допустимо. Но если автомобиль или его отдельные оси скользят, перемещаясь в боковом направлении, то это есть потеря устойчивости, которую называют заносом. Потеря устойчивости положения АТС или его звеньев относительно продольной и поперечной осей, параллельных опорной поверхности, называется поперечным и продольным опрокидыванием относительно этих осей.

Потеря поперечной устойчивости при криволинейном движении приводит к нарастанию поперечного скольжения шин по дороге или опрокидыванию автомобиля. Показателями поперечной устойчивости при криволинейном движении являются предельная скорость движения (V_ск, V_опр) и угол поперечного уклона дороги . Их определяют из условий заноса и опрокидывания.

Статическую устойчивость автомобиля, прицепа или седельного тягача характеризуется по величине угла поперечной статической устойчивости и угла бокового крена , которые регламентированы по ГОСТ Р 52302-2004.

5.2. Курсовая устойчивость

Курсовая устойчивость автомобиля — свойство АТС двигаться в заданном направлении без корректирующих действий водителя. Показателями курсовой (продольной) устойчивости являются средняя скорость поперечного смещения V_y и средняя скорость самостоятельного поворота рулевого колеса _р.

Продольная или курсовая устойчивость нарушается под действием бокового ветра, ударов колес о неровности, поперечной составляющей веса автомобиля, техническими неисправностями и т.д.

Потеря курсовой устойчивости выражается в буксовании ведущих колес. Это наблюдается чаще всего при подъеме на скользкой дороге. Показателями курсовой устойчивости в таких случаях являются максимальный угол подъема дороги, преодолеваемый АТС без буксования ведущих колес, и предельная скорость, при которой ведущие колеса буксуют.

При движении автомобиля с задними ведущими колесами с большой скоростью тяговая сила приближается по величине к силе сцепления ведущих колес с дорогой, вследствие чего возможно их буксование. Критическую (предельную) скорость буксования определим из условия .

Из формул (2.55) и (2.37) следует, что

	(5.1)
.	(5.2)

Решая совместно уравнения (5.1) и (5.2), получим

(5.3)

Основным методом определения курсовой устойчивости автомобиля является эксперимент.

Максимальный (предельный) угол подъема дороги, на которой ведущие колеса могут буксовать, определим из уравнения тягового баланса (2.56). Пренебрегая силой сопротивления воздуха и допуская, что автомобиль движется на подъеме с установившейся (постоянной) скоростью, получим

;
.	(5.4)

Решая совместно систему (5.4), имеем

,

(5.5)

где - осевая нагрузка на ведущие колеса, - полный вес автомобиля (автопоезда), к_сц – коэффициент сцепного веса.

Из формулы (5.5) следует, что с понижением коэффициента продольного сцепления φ_х и коэффициента сцепного веса к_сц предельный угол буксования ведущих колес снижается. Особенно это относится к автопоездам, т.к. у них к_сц ≤ 0,3 – 0,4. У одиночного груженого автомобиля с полной нагрузкой к_сц = 0,65 – 0,75, а у полноприводного автомобиля к_сц = 1.

Как известно, уклон дороги . При малых углах подъема . Например, С погрешностью, не превышающей погрешности оценки коэффициента сопротивления качению колес f, получим

.

(5.6)

По формуле (5.6) можно определить критический уклон дороги для известных φ_х и f, при котором автомобиль теряет курсовую устойчивость на подъеме в тяговом режиме.