Керованість автомобіля. Загальні уявлення про керованість. Оцінкові показники керованості

В загальному випадку траєкторію руху автомобіля можна розглядати як криволінійну з постійною зміною кривини. Якщо радіус кривини прямує до безмежності, то рух вважається прямолінійним. Криволінійність руху зумовлюється необхідністю здійснювати повороти, а також відхиленнями автомобіля від заданої траєкторії внаслідок зовнішніх збурень.

Криволінійний рух розглядається при вивченні таких властивостей автомобіля як керованість, маневровість і стійкість. Принципова відмінність між цими властивостями полягає в тому, що стійкість розглядає можливість руху автомобіля заданою траєкторією без втручання водія, а керованість і маневровість – при його втручанні. Різниця між двома останніми властивостями полягає в тому, що маневровість розглядає рух з малими швидкостями і малими радіусами поворотів, а керованість – з великими швидкостями і великими радіусами поворотів.

З огляду на сказане керованість – це здатність автомобіля зберігати заданий водієм напрям руху чи змінювати його відповідно до втручань водія.

Рух автомобіля як механічної системи може визначатися траєкторією якої-небудь напрямної точки; кутом повороту осі автомобіля відносно нерухомої системи координат; взаємним переміщенням окремих елементів системи відносно напрямної точки. При вивченні керованості за напрямну точку вибирається центр маси автомобіля; для автопоїзда – центри маси його ланок. Рух центру маси оцінюється його переміщенням в поздовжньому і поперечному напрямах. Закони зміни переміщень, швидкостей і прискорень в поздовжньому напрямі розглядаються при вивченні тягово-швидкісних і гальмівних властивостей автомобіля. При вивченні керованості розглядаються закони зміни поперечного переміщення yта його похідних по часу:

– поперечна швидкість;

– поперечне прискорення.

Кут γ між поздовжньою віссю автомобіля та нерухомою віссю вибраної системи координат називається курсовим (рис. 37).

Рис. 37. Курсовий кут автомобіля

При вивченні керованості розглядаються також закони зміни курсового кута та його похідних по часу:

– кутова швидкість;

– кутове прискорення.

Кочення еластичного колеса при дії на нього бокової сили

Автомобільне колесо має радіальну, тангенційну та бокову еластичність. Від бокової еластичності значною мірою залежить керованість автомобіля.

При дії бокової сили на жорстке в поперечному напрямі колесо його траєкторія залишатиметься в площині обертання доти, доки бокова сила не перевищить силу поперечного зчеплення з дорогою. Як тільки бокова сила перевищить силу зчеплення, починається ковзання колеса в поперечному напрямі.

Рис. 38. Схема кочення еластичного колеса з відводом

При дії бокової сили Р_уна еластичне колесо вертикальна площина, що проходить через середину ободу, зміщується на величинувідносно середини площини контактуO; а лініяOD, що проходить через середину протектора, вигинається (рис. 38). Внаслідок цього при повороті колеса відносно осі обертання на деякий кутточка А ввійде в контакт з дорогою в точці, точка В – в точці. І далі при коченні колеса всі точки середини протектора входитимуть в контакт з дорогою по лінії ОК і траєкторія колеса – лінія ОК – відхилиться від площини обертання колеса на кут. Можна вважати, що колесо рухається одночасно з двома швидкостями: поздовжньою, вектор якоїv_x розташований в площині обертання, і поперечною, вектор якоїv_yперпендикулярний до цієї площини. Результуючий вектор швидкостівідхиляється від площини обертання на куті лежить на лінії ОК.

Деформація елементів шини в боковому напрямі по довжині контакту різна. Спереду елементи шини деформовані менше ніж ззаду, оскільки спереду ці елементи щойно ввійшли в контактну зону і ще не встигли здеформуватися; їх елементарні бокові реакції невеликі. При повороті колеса ці точки переміщуються до задньої частини площини контакту, при цьому деформації елементів шини збільшуються і, відповідно, збільшуються елементарні бокові реакції. Епюра елементарних поперечних реакцій має вигляд трикутника, тому їх рівнодійна R_yзміщена від центру контакту назад на віддаль е.