9

Министерство образования Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Кафедра "Автомобили и тракторы"

Савельев б.В. Устойчивость автомобиля Методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Автомобили"

Устойчивость автомобиля является важнейшим эксплуатационным свойством, от которого во многом зависит безопасность дви­жения. Нарушение устойчивости автомобиля приводит к снижению безопасности движения, вследствие чего может возникнуть аварийная ситуация или произойти дорожно-транспортное происшествие. Признаком потери автомобилем устойчивости является его скольжение или опрокидывание. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания автомобиля устойчивость может быть продольной или поперечной. Нарушение у автомобиля поперечной устойчивости в процессе эксплуатации наиболее вероятно и более опасно, чем нарушение продольной устойчивости.

Цель работы – Определение показателей устойчивости автомобиля

Оборудование:

1) макет автомобиля;

2) макет стенда опрокидывателя транспортных средств.

Теоретические сведения

1. Показатели поперечной устойчивости

Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются:

1) критическая скорость по боковому скольжению (заносу) V₃, км/ч;

2) критическая скорость по опрокидыванию V_О, км/ч;

3) критический угол поперечного уклона дороги (косогора) по боковому скольжению (заносу) β_З, град.;

4) критический угол поперечного уклона дороги (косогора) по опрокидыванию β_О, град.

Критические скорости по заносу V₃ и опрокидыванию V_О характеризуют устойчивость автомобиля при движении на горизонтальной поверхности на повороте, критические углы поперечного уклона дороги по заносу β_З и по опрокидыванию β_О характеризуют устойчивость автомобиля при движении на косогоре.

1.1. Устойчивость автомобиля при движении на горизонтальной поверхности повороте

1.1.1. Критическая скорость по боковому скольжению (заносу)

При равномерном движении автомобиля на повороте на горизонтальной дороге (рис. 1) боковое скольжение его колес может возникнуть в результате действия поперечной силы Р_Y (центробежной, силы ветра или боковых ударов о неровности дороги) в тот момент, когда поперечная сила становится равной силе сцепления колес с дорогой Р_СЦ, т.е.

Р_Y = Р_СЦ. (1)

Равенство (1) с учетом известных формул центробежной силы Р_Y и силы сцепления Р_СЦ принимает вид:

= Gφ_Y, (2)

где G – сила тяжести автомобиля, Н;

V – скорость движения автомобиля, км/ч;

g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

R – радиус поворота, м;

φ_Y – коэффициент поперечного сцепления.

	φУ: 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2 Рис. 2. Зависимости критической скорости автомобиля по заносу V3 от радиуса поворота R при различных значениях коэффициента поперечного сцепления φY
Рис. 1. Схема для определения критических скоростей автомобиля по заносу VЗ и по опрокидыванию VО: А – точка, относительно которой происходит опрокидывание автомобиля; РY – боковая сила; G – сила тяжести автомобиля; hЦ – высота центра масс автомобиля; В – колея колес;
RZН и RZВ – нормальные реакции дороги от наружного и внутреннего к повороту колес соответственно; RYН и RYВ – боковые реакции наружного и внутреннего к повороту колес соответственно

Учитывая, что в этом случае скорость автомобиля V равна критической скорости автомобиля V₃ по боковому скольжению, или заносу, км/ч:

V_З = 3,6 . (3)

Критическая скорость по боковому скольжению (заносу) V_З – это предельная скорость, по достижении которой возможен занос автомобиля. При прохождении поворота на критической скорости по боковое скольжение автомобиля может и не возникнуть. В этом случае занос может произойти при любом минимальном боковом возмущении (порыв ветра, боковой удар колеса о дорожную неровность, поперечный уклон дороги), а также при увеличении скорости движения V или уменьшении радиуса поворота R, что приводит к увеличению поперечной силы Р_Y.

Зависимости критической скорости по заносу автомобиля V₃ от радиуса поворота R при различных значениях коэффициента поперечного сцепления φ_Y показаны на рис. 2.