Тема 5: Стійкість автомобіля

§43. Поняття про поперечну стійкість автомобіля

Поперечним перекиданням називають перекидання автомобіля навколо лінії, яка з’єднує праві або ліві його колеса.

Поперечне перекидання автомобіля може виникнути:

• при русі автомобіля на повороті;

• при русі автомобіля на дорозі з поперечним нахилом;

• при різкому гальмуванні, коли одна сторона бере раніше;

• при різкому рушанні з місця (в ГАЗ-66 встановлено самоблокуючий диференціал);

• при різкому повороті керованих коліс на великій швидкості.

§44. Стійкість автомобіля при русі автомобіля з поперечним нахилом

Розглянемо рух автомобіля на дорозі з поперечним нахилом.

Якщо автомобіль буде рухатися на дорозі горизонтального профілю, то сила його маси – Ga – буде направлена перпендикулярно площині дороги.

При русі автомобіля на дорозі з поперечним нахилом сила маси розкладається на дві складових сили, які діють перпендикулярно і паралельно площині дороги.

Рис. 9. Рух автомобілі на дорозі з поперечним нахилом.

Момент складової маси автомобіля – Ga sin β –, який діє паралельно площині дороги, намагається перекинути автомобіль, а момент складової маси автомобіля – Ga cos β –, який діє перпендикулярно площині дороги, намагається автомобіль утримати.

Рівноважний стан автомобіля буде тоді, коли момент сил, які намагаються перекинути автомобіль, будуть рівний моменту силу, який намагається його утримати, тобто:

Ga sin β · h_c = Ga cos β · B/2

Де G_a – повна маса автомобіля;

h_c – висота центра ваги автомобіля;

B – ширина колії автомобіля;

β – кут поперечного нахилу дороги.

Поділимо обидві частини рівняння на Ga cos β, отримаємо:

tg β · h_c = B/2 => tg β = B / 2h_c

Заміняємо значення

B/2h_c = η_б – коефіцієнт поперечної стійкості автомобіля

Умова перекидання автомобіля

tg β > η_б ( 121 )

Знайдемо кут поперечного нахилу дорогу, при якому почнеться перекидання автомобіля.

β = arctg B / 2h_c ( 122 )

Однак не завжди виникає перекидання автомобіля, так як ще раніше може початися його бокове ковзання.

Сила – Ga sin β –, яка діє паралельно площині дороги, намагається викликати ковзання автомобіля в поперечній площині.

Сила – φ Ga cos β –, сила зчеплення коліс з дорогою, протидіє ковзанню автомобіля.

Ковзання автомобіля виникає в випадку, коли сила – Ga sin β – буде хоч трішки більша сили – φ Ga cos β –, тобто

Ga sin β > φ Ga cos β

Поділивши нерівність на Ga cos β отримаємо умову ковзання

tg β > φ або tg β = B/2h_c > φ

Тому для того щоб ковзання починалося раніше, в конструкцію автомобіля закладено умову:

B/2h_c = η_б > φ, φ_max = 0,8

§45. Стійкість автомобіля при русі на повороті

Розглянемо рух автомобіля на повороті з радіусом – R –

Рис. 9. Рух автомобілі на повороті..

При русі автомобіля на повороті виникає відцентрова сила, яка розраховується за формулою:

; Н ( 123 )

Де G_a – повна маса автомобіля;

V_a – швидкість руху автомобіля;

g – прискорення вільного падіння;

R – радіус повороту.

Момент відцентрової сили намагається перекинути автомобіль, а момент маси – намагається утримати автомобіль.

При рівності моментів автомобіль знаходиться в нестійкому стані.

P_c · h_c = Ga · B/2 ( 124 )

В даному випадку достатньо незначного збільшення бокової сили, щоб автомобіль перекинувся.

Звідси умова перекидання автомобіля.

P_c = Ga · B/2h_c ( 125 )

де h_c – висота центра ваги автомобіля;

B – ширина колії автомобіля.

ВИВІД: поперечна стійкість автомобіля при русі на дорогах з поперечним нахилом і на повороті залежить від ширини колії і висоти його центра ваги.