27. Керованість

Керованість автомобіля – це його властивість змінювати траєкторію руху відповідно з діями водія на рульове керування і змінами швидкості руху.

Взаємозв’язок кутів повороту лівого і правого керованих коліс. При відсутності бокового проковзування коліс ліве і праве передні колеса повинні повертатись на різні кути, які позначено як і .

Для встановлення функціонального взаємозв’язку між значеннями кутів і врахуємо, що такі ж самі значення мають і два кути, вершини яких знаходяться у центрі повороту машини О, а їх сторони є перпендикулярними до сторін згаданих кутів. Виразимо котангенси останніх кутів (з вершинами у т.О) через колісну базу машини і радіуси, які описують ліві і праві задні колеса:

;

.

Віднявши почленно від першого співвідношення друге, отримуємо:

.

Така залежність наближено забезпечується рульовою трапецією, яка забезпечує поворот внутрішнього колеса (ближчого до центу повороту) на дещо більший кут, ніж кут повороту зовнішньго колеса.

П оворот машини у статиці (при дуже малій швидкості руху)

При дуже малій швидкості руху машини відцентрові сили можна вважати відсутніми. У такому випадку бічне відведення коліс теж буде відсутнім і поворот машини можна проілюструвати схемою, наведеною поруч.

Для затемненого пря-мокутного трикутника справедливе таке співвідношення: ,

де – колісна база машини;

– радіус повороту по середині переднього моста.

Звідси радіус повороту по центру переднього моста дорівнює: .

Аналогічно для того ж трикутника справедливе співвідношення:

;

звідки радіус повороту по центру заднього моста дорівнює:

.

Висновки: Для зменшення радіусу повороту слід зменшувати колісну базу або збільшувати кут повороту керованих коліс

Існують ситуації, коли потрібно оцінювати кривизну с траєкторії машини. Для траєкторії середини заднього моста вона дорівнює:

.

Висновок: для зменшення кривизни траєкторії слід збільшувати довжину колісної бази машини .

Всі наведені результати отримано без врахування будь-яких сил, які виникають під час руху машини, тобто без врахування динамічних явищ, які виникають у реальних машинах. Тому їх слід вважати результатами, які характеризують машину у статиці. Відповідно до цього отримані значення радіусів повороту можна називати радіусами повороту у статиці, наприклад:

. (10)

Поворот машини у динаміці

П ід час поворотів машини на неї діють відцентрові сили, які прикладені до центру мас. Вони сприймаються колесами машини, внаслідок чого виникає їх бічне відведення, яке впливає на положення центру повороту машини і значення радіусу повороту, яке дорівнює (наводимо без доказів):

. (11)

Випадок 1. Машина має нейтральну повороткість, внаслідок чого кути бічного відведення передніх і задніх коліс однакові: .

У такому випадку значення виразу у дужках формули (11) дорівнює нулю і вираз (11) не відрізняється від виразу (10), що забезпечує рівність статичного і динамічного радіусів повороту: . Машина точно відпрацьовує команди водія.

Випадок 2. Машина має надлишкову повороткість, внаслідок чого кути бічного відведення задніх коліс більші, ніж передніх: .

У такому випадку значення виразу у дужках формули (11) є додатним, знаменник виразу (11) є більшим, ніж знаменник виразу (10), внаслідок чого значення виразу (11) буде меншим, ніж значення виразу (10). Тобто динамічний радіус повороту буде меншим, ніж статичний: . Машина перевиконує команди водія. Це небажано, навіть небезпечно.

Випадок 2. Машина має недостатню повороткість, внаслідок чого кути бічного відведення передніх коліс більші, ніж задніх: .

У такому випадку значення виразу у дужках формули (11) є від’ємним, знаменник виразу (11) є меншим, ніж знаменник виразу (10), внаслідок чого значення виразу (11) буде більшим, ніж значення виразу (10). Тобто динамічний радіус повороту буде більшим, ніж статичний: . Машина недовиконує команди водія. Це теж небажано, але допустимо у невеликих межах. Значна недостатня повороткість небажана, бо утруднює дії водія – робить машину неслухняною.