9. Управляемость колесной машины

Управляемостью колесной машины называется совокупность свойств конструкции, обеспечивающих сохранение ее движения по траектории, заданной управляемыми колесами. Управляемость колесной машины зависит в основном от кинематической связи между управляемыми колесами, осуществляемой рулевой трапецией, увода колес, стабилизации и колебаний управляемых колес.

10. Боковой увод и поворачиваемость машины

Пневматическая шина при сравнительно небольшом давлении внутри является эластичным элементом и не может воспринять поперечные силы, не меняя направления движения. Под действием поперечной силы Р_бпроисходит боковая деформация шины, ее прогиб, при этом средняя плоскость колеса смещается на расстояниеb_ш.

Рассмотрим поворот колес машины с учетом бокового увода шин (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема бокового увода и поворачиваемости машины

Направление движения передней оси зависит от угла поворота управляемых колес, где угол поворота – средняя величина углов поворота колес. Под действием боковой силы в общем случае углы увода шин передних и задних колес имеют различную величину₁и₂. Углы увода шин каждой оси можно считать одинаковыми. При повороте машины с жесткими колесами боковой увод отсутствует, и машина совершает поворот с радиусомR вокруг мгновенного центра поворотаО.

Радиус поворота R = L/tg, гдеL– база автомобиля, м. При малых значениях угла поворотаtg иR = L/. Однако в результате увода шин движение передней и задней осей отклоняется от траекторий, по которым они двигались бы в случае отсутствия увода. Передняя ось машины будет двигаться вдоль вектораV_1, направленного под углом–₁к продольной оси машины, а задняя ось – вдоль вектораv₂, направленного к оси под углом₂. Мгновенный центр вращения машины переместится при этом в точкуО₁ лежащую на пересечении перпендикуляров к векторам скоростейV₁ иV₂, а радиус поворота становится равнымR', определяемым по формуле

. (3.28)

Учитывая, что углы увода ₁ и ₂ незначительны (5 … 7°) и средний угол поворотаана больших скоростях также невелик, приближенно можно считать

. (3.29)

Если углы увода передних и задних колес равны (₁=₂), то боковой увод шин не оказывает значительного влияния на радиус поворота, и величина его не меняется, т. е.R = R', но смещается мгновенный центр поворота. Если ₁>₂, то иR' >R при одновременном смещении центра вращения. Поворот будет осуществляться по более пологой кривой, чем при жестких колесах.

Свойство автомобиля с эластичными шинами отклоняться вследствие увода колес от направления движения, определяемого положением управляемых колес, называется поворачиваемостью. При равенствеR' = R и углов увода ₁=₂машина обладает нейтральной (нормальной) поворачиваемостью. ПриR'<R и ₁<₂машина имеет излишнюю поворачиваемость, а приR'>R и ₁>₂поворачиваемость автомобиля недостаточна.

11. Проходимость колесных и гусеничных машин. Требование к проходимости автомобиля

Способность автомобиля двигаться по плохим дорогам или в условиях бездорожья, а также преодолевать различные дорожные препятствия называется проходимостью. В зависимости от назначения автомобиля, сферы его применения и специфических условий работы требования, предъявляемые к его проходимости, должны дифференцироваться, так как они не могут быть одинаковыми для автомобилей всех типов. Для движения автомобиля по горизонтальной дороге необходимо, чтобы тяговое усилие на ведущих колесах Р_к было бы больше силы сопротивления качениюP_f и одновременно было бы меньше или равно силе сцепления шины с грунтом Р.

При движении в тяжелых дорожных условиях значения величин Р_f и Рблизки друг к другу, в связи с чем очень важно повысить силу сцепленияР_ф, которая зависит от поверхностного трения шины и сцепления грунтозацепов (выступов) протектора с грунтом, и уменьшить силуP_f, значение которой зависит в основном от степени деформации грунта шиной, что определяется значением удельного давления на грунт.

Уменьшение удельного давления на грунт в пределах контакта шины с дорогой можно достигнуть путем уменьшения внутреннего давления в шине, что способствует увеличению площади опорной поверхности, а также применением широкопрофильных или арочных шин с централизованной системой регулирования давления воздуха. Давление в таких шинах обычно регулируется на ходу с места водителя. Шины с регулируемым давлением воздуха целесообразно применять на автомобилях, предназначенных для работы в широком диапазоне изменения дорожных условий. Недостатком широкопрофильных шин является повышенная интенсивность изнашивания в зоне контакта и меньшая боковая устойчивость по сравнению со сдвоенными шинами. Применение арочных шин на ведущих колесах обычного автомобиля с колесной формулой 4 x 2приравнивает его по проходимости и тяговым качествам к полноприводным автомобилям. Следует иметь в виду, что развитые грунтозацепы у некоторых моделей арочных шин вызывают сильную вибрацию ходовой части и узлов трансмиссии автомобиля при движении по дорогам с асфальтобетонным покрытием.