12. Особенности динамики полноприводного автомобиля

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ПОЛНОПРИВОДНОЙ МАШИНЫ: Типы приводов: Жесткий (блокированный). Дифференциальный. С помощью м-ма своб хода. С помощью муфты вязкостного трения ( вискомуфты). Жесткий привод кинематическое несоответствие. Vтп¹Vтз ωпRп¹ωзRз Rп¹Rз, Допуски на изготовление шин. 1)Износ шин.2)Давление воздуха в шинах.3)Нормальная нагрузка на шины. Vдп=Vдз Vтп(1–Кбп)=Vтз(1–Кбз), Кбп¹Кбз, Деформируемая поверхность(трактор): Кб=f(Pкр), Кб≤Кбдоп, Кбп=Кбз=Кбдоп и т.д., Тв-я дорога (автомобиль) mз=(0,70…0,85)ma Пусть Vтп<Vтз, Кбз=0, Vтп(1–Кбп)=Vтз, Кбп<0, =const, от задн кол Ne+Nц->Nц->пер кол, Nе->РК

Рис. 8.2. Схема внешних сил и реакций, действующих на колесный трактор, стоящий на предельном поперечном уклоне

Отрицательные последствия циркуляции мощности: Повыш износ шин. Повыш износ трансмиссии. Повыш расход топл. Снижение динам качеств авто. Дифференциальный привод: ωпRп¹ωзRз, Если Rп¹Rз, то ωп¹ωз. Симметричный дифференциал Ркп=Ркз, Хорошая дорога Ркп<Ксцgmп Ркз<Ксцgmз Пусть Ксцп«Ксцз, тогда: Ркп=Рсцп=Ксцпgmп Ркз=Ркп=К_сцпgm_п«К_сцзgm_з Привод с механ свободного хода: Заложено кинематич. несоответствие Vтз>Vтп Кбз<(0,04…0,06), передний мост отключен Кб=f(Pкр)→Кбз>(0,04…0,06) Vдз→уменьшилась→ Передний мост автоматически включился.

13. Поперечная устойчивость тракторов и автомобилей

Предельным статическим углом поперечного уклона в_п называется наибольший угол, на котором автомобиль может стоять, не опрокидываясь и не сползая вниз, в поперечной плоскости.

Нарушение поперечной устойчи­вости может наступить вследствие действия боковых сил: центробежных, поперечных составляющих сил, крю­ковой нагрузки, ударов о неровности почвы, сильного бокового ветра.

На рис. 8.2 изображена схема внешних сил и реакций, действующих на колесный трактор, стоящий на пре­дельном поперечном уклоне.

Угол р_п можно определить из ус­ловия, что опрокидывание начнется, когда нормальная реакция почвы У" на колеса, расположенные в верхней части уклона, снизится до нуля. Уравнение моментов относительно возможной оси О' опрокидывания имеет вид

При достаточной твердости почвы опрокидывание гусеничных тракто­ров происходит вокруг оси, образуемой наружными боковыми кромками звеньев гусеницы. В этом случае:

Колесные тракторы имеют, как правило, регулируемую ширину колеи. В зависимости от ширины колеи изменяются значения предельных статических углов поперечного уклона. При расстановке колес на основной размер колеи для тракторов с колесной формулой 4К2 и 4К4 значения этих углов находятся в пределах 40... 50°. Приблизительно в этих же пределах находятся соответ­ствующие углы для гусеничных тракторов. Для тракторов с колесной форму­лой ЗК2 р_п = 30...35°. В легковых автомобилях вертикальная координата цен­тра тяжести Ь_цх < 0,5В, поэтому для них р_п >45°. В грузовых автомобилях при полной нагрузке, равномерно распределенной по платформе, Ь_цх < 0,75В, чему соответствует р_п «35°. При перевозках легковесных сельскохозяйствен­ных грузов, таких как сено, солома и т.п., которые укладывают значительно выше бортов платформы автомобиля, высота центра тяжести увеличивается, в результате чего боковая устойчивость автомобиля снижается.

Статический угол Р_Ф поперечного уклона, на котором возможно спол­зание машины. Для этого используем схему сил, изображенную на рис. 8.2, заменив угол в_п на в_Ф.

Составив уравнение проекций всех сил, действующих в поперечной плоскости, на ось, параллельную поверхности пути, получим

В процессе исследований работы гусеничных тракторов на склонах ус­тановлено, что гусеницы обычной конструкции надежно удерживают трак­тор от сползания при крутизне склонов приблизительно до 16°. Для работы на более крутых склонах необходимы гусеницы с почвозацепами особой формы, имеющими развитые боковые поверхности. Практически опроки­дывание без бокового скольжения бывает очень редко.

Рассмотрим простейший случай поворота колесной машины на горизон­тальном участке с установившейся скоростью и постоянным радиусом вра­щения вокруг центра поворота. Допустим, что центр поворота О (рис. 8.3 а) расположен в точке пересечения геометрических осей всех колес машины. При повороте возникает результирующая центробежная сила Р_ц, приложен­ная к центру тяжести машины и направленная по радиусу от центра пово­рота. Ее определяют по формуле:

Рис. 8.3. Схема сил, действующих при криволинейном движении и повороте: а-на колесный трактор в горизонтальной плоскости; б-на автомобиль в поперечной плоскости

С увеличением скорости движения и уменьшением радиуса поворота центробежная сила резко возрастает и может превысить все прочие боковые силы, действующие на машину. Как следует из формулы, даже при сравни­тельно умеренной скорости движения автомобиля v = 15 м/с и не очень кру­том радиусе поворота R = 40 м боковая составляющая Р'_ц превышает 0,5G.

При входе машины в поворот помимо центробежной силы возникают также другие инерционные силы, так как переход от прямолинейного дви­жения к установившемуся криволинейному с постоянным радиусом кри­визны сопровождается непрерывным изменением положения центра пово­рота, уменьшением радиуса поворота и соответствующим увеличением уг­ловой скорости поворота со_п-

При движении автомобиля по дорогам на его поперечную устойчи­вость существенно влияет поперечный профиль полотна дороги на закруг­лениях. Если поперечный уклон дороги направлен в сторону, противопо­ложную центру закругления, то боковая составляющая массы автомобиля и соответствующая составляющая центробежной силы, возникающей при по­вороте, действуют в одном направлении, стремясь опрокинуть автомобиль. Если поперечный уклон дороги направлен к центру закругления, то указан­ные две силы направлены в разные стороны. Очевидно, что во втором слу­чае устойчивость автомобиля на повороте будет выше, чем в первом.