9. Устойчивость движения автомобиля

Целью практического занятия № 9 является закрепление знаний студентов, полученных на лекциях по теме "Устойчивость", на основе анализа расчетного определения показателей поперечной устойчивости автомобиля.

9.1. Общие сведения

Значительное число ДТП на дорогах общей сети, а также ограничение скорости движения из-за этого связаны с потерей поперечной устойчивости (опрокидывание и занос автомобиля).

К сожалению, стандартных методик прямого экспериментального определения критических скоростей движения по устойчивости не имеется. Поэтому расчет этих величин позволяет определить необходимые ограничения скорости в заданных условиях движения.

Дороги общей сети делятся на пять категорий по своим характерным показателям [1], с. 7. Поэтому представляет практический интерес оценить уровень устойчивости движения конкретного автомобиля по этим дорогам.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Рассчитать критические скорости по боковому скольжению на поворотах и виражах .

2. Рассчитать критические скорости по боковому опрокидыванию в этих же условиях .

Это позволит оценить уровень устойчивости движения конкретного автомобиля.

9.2. Расчёт показателей поперечной устойчивости

Эти показатели определяются для всех категорий дорог общей сети в соответствии со СНиП 2.05.02-85 [1], с.7.

Параметры дорог общей сети

Категория дорог	1-а	1-б, 2	3	4	5
Расчетная максимальная скорость V, км/ч	150	120	100	80	80
Минимальный радиус поворота на закруглениях R, м *)	1200 - 250	800 - 125	600 - 100	300 - 60	150 - 30
Угол поперечного наклона дороги на вираже iп = tg	0,02	0,04	0,06	0,06	0,06

^*) Примечание: верхние пределы радиуса соответствуют дорогам в равнинной местности, нижние пределы - горным дорогам.

Критическая скорость по боковому скольжению на вираже рассчитывается по формуле:

.

Критическая скорость по боковому скольжению на закруглениях дорог (без учёта поперечного уклона):

.

Критическая скорость по боковому опрокидыванию на вираже вычисляется по формуле:

,

а на горизонтальном закруглении (=0) по формуле:

,

где В - колея автомобиля.

Для полного анализа поведения автомобиля на закруглениях дорог общей сети расчёт производится при коэффициентах сцепления (φ_у,) характеризующих различные состояния покрытий дорог и для каждой категории дороги при верхнем и нижнем значениях допускаемых на ней радиусов закруглений R.

Дополнительно рассчитываются параметры поперечной устойчивости автомобиля, движущегося прямолинейно или стоящего на уклоне – критические углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию, по формулам:

, .

9.3. Методика расчета

9.3.1. Исходные данные

Расчёт показателей производится для конкретного автомобиля и для трех значений φ_y: 0,4; 0,6; 0,8.

Обычно вероятность опрокидывания автомобиля в гружёном состоянии значительно выше, чем негружёного, поэтому нет смысла проводить расчёт для негруженого автомобиля.

Для расчёта необходимы следующие данные:

- высота центра масс h_g определяется либо по экспериментальным данным, либо принимается равной высоте уровня платформы для грузовых автомобилей, либо высоте колеса (D) для легковых автомобилей.