3. Стабілізуючий момент шини і бічна сила

Якщо під час прямолінійного руху колеса гістерезисні явища в шині викликають момент опору коченню, то під час його руху з відведенням виникають ще додатково стабілізуючий момент шини і бічна сила. Зазначені опір коченню, стабілізуючий момент шини і бічна сила – все це властиво колесу з еластичною шиною – складному механізму, що має передавальні і перетворювальні властивості.

При великих коефіцієнтах зчеплення і кутах відведення до 3⁰ бічна сила (можна прийняти з достатньою для практичних розрахунків точністю) лінійно залежить від величини кута відведення. У цьому випадку бічна сила визначається за формулою:

, (9.34)

де к_в – коефіцієнт бічного відведення.

При кутах відведення до =3⁰ на опорній поверхні з високим коефіцієнтом зчеплення можна прийняти постійність коефіцієнта к_в=const. Проте при великих кутах відведення коефіцієнт к_в не є постійною величиною і залежить від цілого ряду чинників (властивостей шини і опорної поверхні, навантаження на колесо, тиску повітря в шині, ступеня зносу протектора, температури шини, прикладених до колеса крутного або гальмівного моментів тощо.) До цього часу не існує універсальних залежностей, що враховують вплив цих чинників, а без урахування цього впливу неможливо з достатньою точністю визначити бічну силу при великих кутах відведення.

У загальному випадку стабілізуючий момент шини виникає через зсув рівнодіючих бічних і поздовжніх реакцій опорної поверхні відносно вертикальної осі, що проходить через центр колеса, є функцією кута відведення. У теорії автомобіля, як правило, не розрізняють стабілізуючі моменти, викликані окремо бічними і поздовжніми реакціями. При цьому визначальний вплив на величину кута відведення чинить бічна сила. Зі збільшенням кута відведення стабілізуючий момент шини спочатку зростає і досягає максимуму, а при подальшому збільшенні кута відведення зменшується. При великих кутах відведення момент може набувати від'ємного значення.

При кутах відведення   _А (де _А – максимальний кут повороту колеса на місці, при якому дотримується лінійність функції М =f(), на асфальтобетоні _А =5) стабілізуючий момент шини рекомендується визначати за емпіричною формулою:

, (9.35)

де к_ш – коефіцієнт пропорційності стабілізуючого моменту шини, який враховує вплив поздовжніх сил на величину стабілізуючого моменту шини. Аналіз експериментальних досліджень показав, що значення цього коефіцієнта знаходиться в межах к_ш = 1,05...1,32 і залежить, перш за все, від типу шини;

– кутова жорсткість шини відносно вертикальної вісі, яка визначається експериментально або може бути розрахована за емпіричною залежністю:

С =(9...11) G_к10^-3 ( G_к – навантаження на колесо в Н );

 – кут відведення в град.

При кутах відведення _А    _В = 13 стабілізуючий момент шини визначають за формулою:

, (9.36)

де _В – мінімальний кут повороту керованого колеса на місці, при якому момент опору повороту шини досягає граничного значення. Величина цього кута залежить, перш за все, від коефіцієнта зчеплення. На сухому асфальтобетоні величина цього кута для тороїдних шин сягає 13⁰.

При кутах відведень _В стабілізуючий момент шини може набувати від'ємних значень. Для його визначення при   _В до цього часу залежностей не існує.