9.8. Поперечна стійкість колісних машин

при криволінійному русі

На поперечну стійкість колісної машини при криволінійному русі, крім сил, розглянутих у розділі 8.1, суттєво впливають створені при цьому сили інерції.

Для прикладу розглянемо простий випадок повороту колісної машини при таких припущеннях: ділянка дороги горизонтальна; швидкість руху постійна; радіус повороту постійний; центр повороту розташований в точці перетину геометричних вісей всіх коліс машини. Схема сил, які діють на колісну машину при такому повороті, приведена на рис.9.7.

При повороті колісної машини виникає результуюча відцентрова сила Р_ц, яка прикладена до центра ваги машини і направлена по радіусу в протилежний бік від центра повороту О. Величина відцентрової сили визначається за формулою

(9.20)

Складовими результуючої відцентрової сили є:

• перекидаюча сила Р_ц, яка діє в поперечній площині машини (перпендикулярно до вісі симетрії машини);

• сила Р_п, яка діє соосно вісі симетрії машини і викликає перерозподілення нормальних навантажень між ведучими і керованими колесами.

Величина перекидаючої сили визначається за залежністю

Р_ц = Р_цcos_ц. (9.21)

Замість складових правої частини залежності (9.21) підставляємо їх значення і виконуємо наступні арифметичні дії

.

Таким чином , (9.22)

де V – середня поступальна швидкість машини при повороті, м/с.

Рис. 9.7. Схема відцентрових сил, які діють на колісну машину,

при повороті:

О – центр повороту; R – радіус повороту, м; О₁ і О₂ – середина переднього і заднього мостів; Ц. В. – центр ваги машини; а – величина зміщення центра ваги машини відносно середини заднього моста (радіус відносного обертання), м; R_ц.в. – радіус повороту центра ваги машини, м; _ц – кут відхилення центра ваги машини відносно центра повороту;  – кутова швидкість обертання машини навколо центра повороту, с^-1; Р_т – сила інерції,

Н; Р_ц – результуюча відцентрова сила, Н

При збільшенні швидкості V і зменшенні радіуса повороту R значення перекидаючої сили Р_ц суттєво збільшується і може перевершити всі інші бокові сили, які діють при цьому на колісну машину. Так, наприклад, для автомобіля ГАЗ-53 при швидкості V = 54 км/г та R = 40 м величина перекидаючої сили становить Р_ц = 0,5G = 0,5(m₀ + m_гр + 75n)g = 0,5(3250 + + 4000 +75  2)  9,81 = 0,5(3250+4000+150)  9,81 = 0,5  7450  9,81 = 36297 Н (3700 кг).

При вході машини в поворот створюється тангенційна сила інерції Р_т, яка прикладена до центра ваги машини і діє в тому ж напрямі, що і перекидаюча сила P_ц.

Тангенційна сила інерції визначається за залежністю

, (9.23)

де – зміна кутової швидкості повороту (різкість повороту);

– тангенційне прискорення.

Виникнення тангенційної сили обумовлено тим, що при вході колісної машини в поворот центр ваги машини здійснює відносне обертання навколо середини заднього моста О₂ з тангенційним прискоренням.