1.1.2. Критическая скорость по опрокидыванию

При повороте на горизонтальной дороге поперечная сила Р_Y (см. рис. 1), действующая на автомобиль, может вызвать не только боковое скольжение, но и опрокидывание. Опрокидывание автомобиля происходит относительно его наружных колес (точка А). В момент отрыва внутренних колес от дороги нормальные реакции R_YB = 0, и весь вес автомобиля воспринимается наружными колесами (R_YH = G). В этом случае опрокидывающий момент М_О, создаваемый поперечной силой Р_Y, уравновешивается восстанавливающим моментом М_В, обусловленным силой тяжести автомобиля G:

М_О = М_В. (4)

С учетом уравнений моментов М_О и М_В равенство (4) принимает вид:

Р_Yh_Ц = G (5)

или с учетом уравнения поперечной (центробежной) силы

h_Ц = G . (6)

Рис. 3. Зависимости критической скорости по опрокидыванию V0 от радиуса поворота R и высоты центра масс hЦ автомобилей, имеющих одинаковую колею: hЦ1 и hЦ2 – значения высоты центра масс двух автомобилей
	Рис. 4. Схема для определения критических углов поперечного уклона дороги по боковому скольжению βЗ и опрокидыванию βО

В рассматриваемом случае скорость автомобиля V равна критической скорости по опрокидыванию V₀, поэтому, км/ч:

V₀ = 3,6 . (7)

Критическая скорость V₀ по опрокидыванию – предельная скорость, по достижении которой возможно опрокиды­вание автомобиля. При движении автомобиля на повороте с критической скоростью по опрокидыванию V₀ его опрокидывания может и не произойти. Опрокидывание автомобиля в этом случае возможно в случае какого-либо даже незначительного бокового возмущения и увеличении скорости или уменьшении радиуса поворота R. Зависимости критической скорости по опрокидыванию V₀ от радиуса поворота R и высоты центра масс автомобиля h_Ц показаны на рис. 3.

1.2. Устойчивость автомобиля при движении по косогору

1.2.1. Критический угол поперечного уклона дороги по боковому скольжению

При прямолинейном движении автомобиля по дороге с поперечным уклоном (по косогору) потерю его поперечной устойчивости вызывает составляющая силы тяжести автомобиля (рис. 4), параллельная плоскости косогора:

P_Y = Gsinβ, (8)

где β – угол поперечного уклона дороги.

Боковое скольжение автомобиля на косогоре может начаться в момент, когда

P_Y = P_СЦ или Gsinβ = φ_YGcosβ. (9)

Учитывая, что в данном случае β = β_З, критический угол поперечного уклона дороги по боковому скольжению β_З составляет:

tgβ_З = φ_Y, или β_З = arctgφ_Y. (10)

Критический угол поперечного уклона дороги β_З по боковому скольжению – это предельный угол, при котором еще возможно прямолинейное движение автомобиля по косогору без бокового скольжения колес. Боковое скольжение автомобиля в этих условиях начинается при действии любого минимального поперечного возмущения.

Угол β_З прямо пропорционален значению коэффициента сцепления φ_Y.

1.2.2. Критический угол поперечного уклона дороги по опрокидыванию

При прямолинейном движении по дороге с поперечным уклоном (см. рис. 4) опрокидывание автомобиля может начаться в том случае, когда опрокидывающий момент, создаваемый поперечной силой, уравновешен восстанавливающим моментом, обусловленным нормальной составляющей силы тяжести автомобиля:

М_О = М_В. (11)

Выражение (11) с учетом уравнений соответствующих моментов (см. рис. 4) имеет вид:

h_ЦGsinβ = Gcosβ. (12)

Так как в данном случае β = β_О, критический угол поперечного уклона дороги по опрокидыванию определяется выражением:

tgβ_О = , или β_О = arctg . (13)

Критический угол поперечного уклона дороги по опрокидыванию β_О – это предельный угол, при котором еще возможно прямолинейное движение автомобиля по косогору без опрокидывания. Опрокидывание автомобиля в этом случае может произойти при каком-либо минимальном боковом возмущении.

Значение критического угла поперечного уклона дороги по опрокидыванию зависит от типа автомобиля. Так, для легковых автомобилей этот угол составляет 40-50°, для грузовых автомобилей – 30-40° и для автобусов – 25-35°. Угол β_О прямо пропорционален величине отношения .