28. Стійкість машини проти заносу чи перекидання

Стійкість машини проти заносу чи перекидання – це її властивість протистояти силам, які намагаються викликати її занос (бічне ковзання) чи перекидання.

Стійкість є дуже важливою експлуатаційною властивістю, від якої істотно залежить безпека руху. Порушення стійкості, як правило, призводить до ДТП.

Залежно від напряму ковзання чи перекидання можна розглядати поперечну стійкість автомобіля або поздовжню.

Стійкість проти заносу на горизонтальній поверхні

Під час повороту автомобіля на нього діє відцентрова сила :

. (28.1)

Вона врівноважується силою зчеплення коліс з дорогою:

. (28.2)

Якщо сила зчеплення більша, ніж відцентрова сила , або вони однакові, то занос автомобіля не зможе виникнути. Це фізичний зміст стійкості автомобіля проти заносу на горизонтальній поверхні. Його можна записати у вигляді умови:

, або . (28.4)

27.2 Показники стійкості машини проти заносу

Права частина співвідношення (28.4) – це доцентрове прискорення, яке повинна мати машина у процесі заданого повороту.

Ліва частина співвідношення (яка дорівнює ) – максимальне значення бічного прискорення машини, яке може бути забезпечене силами зчеплення коліс з дорогою. Його можна розглядати як коефіцієнт стійкості машини проти заносу.

При рівномірному русі автомобіля критична ситуація наступить у момент, коли відцентрова сила зрівняється з сумарною силою зчеплення коліс з дорогою :

. (28.5)

Якщо прийняти постійною величиною, то у виразі (28.5) залишаться три змінні величини – коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою , швидкість руху і радіус повороту . Задавшись значеннями будь-яких двох з цих величин, можна визначити так зване критичне значення третьої величини. Це максимально чи мінімально можливе значення тієї чи іншої величини, при якому автомобіль ще здатен рухатись без заносу.

Наприклад, критичне (тут і далі – по бічному заносу) значення швидкості руху автомобіля дорівнює:

. (28.6)

Критичне значення радіуса повороту дорівнює:

. (28.7)

Критичне значення коефіцієнта зчеплення коліс з дорогою дорівнює:

. (28.8)

Поперечна стійкість машини проти перекидання на горизонтальній поверхні

На рис.28.1 наведено схему сил, що діють у бічному напрямі під час лівого повороту автомобіля (вигляд ззаду).

Сума ваги автомобіля і відцентрової сили являє собою рівнодіючу силу , яка врівноважується спрямованою проти неї реакцією дороги . Якщо лінія дії рівнодіючої не виходить за межі колії В, то пара сил « – » на плечі утворює утримуючий момент , який забезпечує контакт лівого колеса машини з дорогою (точка А на рис. 28.2). Перекидання машини вправо неможливе.

27.1 Схема сил, що діють у бічному напрямі на автомобіль, який здійснює лівий поворот без перекидання (вигляд ззаду),

Якщо ж лінія дії рівнодіючої виходить за межі колії В, то пара сил « – » на плечі утворює перекидаючий момент , який відриває ліве колесо машини від дороги (точка контакту А зникає) і машина перекидається вправо.

Таким чином, геометричний зміст поперечної стійкості машини проти перекидання на горизонтальній дорозі – це проход-ження лінії дії рівнодіючої сили у межах колії машини В.

З ’ясуємо фізичний зміст стійкості машини проти перекидання.

Відцентрова сила на плечі Н утворює спрямований за годинниковою стрілкою момент , який намагається перекинути машину відносно точки С:

. (28.9)

Вага машини на плечі утворює спрямований проти годинникової стрілки момент , який утримує машину від перекидання вправо відносно точки С:

. (28.10)

Якщо утримуючий момент більший, ніж перекидаючий момент , або дорівнює йому, то перекидання автомобіля не зможе виникнути. Ця умова – фізичний зміст поперечної стійкості автомобіля проти перекидання на горизонтальній поверхні:

, або , (28.12)