26 Отрыв колес от дороги
Основной причиной возникновения колебаний авто является его взаимодействие с дорожными неровностями.Воздействие дороги на автомобиль зависит от формы неровностей, их размеров и чередования.В зависимости от длины различают импульсные неровности (длиной до 0,3 м),выбоины (длиной 0,3.. .6 м),ухабы (длиной 6.. .25 м) и уклоны (длиной более 25 м).В зависимости от высоты неровности делят на шероховатости (высота до 1 см),впадины и выступы (высота до 30 см) и препятствия - выбоины (глубже 30 см).
Распределение неровностей по дороге, их форма и размеры носят случайный характер, вследствие чего и колебания авто носят такой же характер.Однако среди хаотически распределенных неровностей часто встречаются участки с периодически повторяющимися неровностями -волнами.На асфальтобетонном покрытии длина волн зависит от интенсивности движения и состава транспортного потока. При движении автомобиля по таким участкам возможно совпадение частот собственных и вынужденных колебаний и возникновение резонанса и, как следстие,отрыв колеса от дороги.
Колеса также могут оторваться от дороги при проезде автомобилем единичной неровности. В момент удара жесткого колеса о неровность дороги, на него в месте контакта с неровностью действует реакция дороги R, проходящая через центр колеса (рисунок 51).
Это силу можно представить в виде равнодействующей от двух сил: касательной Rx и вертикальной Rz. Касательная реакция является результатом воздействия на неровность силы тяги ведущих колес и силы инерции, возникающей вследствие замедления автомобиля. При наезде с небольшой скоростью на неровность (рисунок 51а) сила инерции невелика, вертикальная и горизонтальная составляющие тоже незначительны. При большой скорости наезда на неровность (рисунок 516) замедления достигают больших значений и вертикальная составляющая Rz, может превзойти силу веса автомобиля, приходящуюся на передний мост. Колеса отрываются от дороги, а большая продольная сила создает момент, вызывающий «клевок» автомобиля, пассажиры наклоняются вперед и при не пристегнутых ремнях безопасности могут удариться о ветровое стекло, панель приборов и другие детали.
Удары о неровности смягчаются шинами автомобиля, которые обладают способностью поглощать колебания при деформации, сглаживать толчки от небольших шероховатостей и выступов. Поэтому неровности, длина которых меньше зоны контакта шины с дорогой, а высота меньше ее статического прогиба, практически не влияют на колебания авто.
27. Пути повышения плавности хода
Поскольку шины влияют на демпфирование колебаний, то для улучшения плавности хода целесообразно использовать шины с возможно меньшей жесткостью. Для дополнительного уменьшения жесткости шин, снижают давление в них и увеличивают, таким образом, ширину профиля.
В качестве упругого элемента подвески все чаще используют пружины, а в последнее время пневматические упругие элементы, реже торсионы. Пружины и торсионы по сравнению с листовыми рессорами имеют меньшую массу, большую долговечность, не имеют внутреннего трения, просты в изготовлении и не^ужд1^тся в уходе. Пневматическая подвеска обеспечивает высокую плавность хода благодаря небольшой жесткости и благоприятному характеру изменения упругой характеристики, а также возможности регулирования в широких пределах жесткости подвески и высоты кузова над дорого^. ^
Для защиты водителя и пассажиров от вредных воздействий колебаний улучшают характеристики сидений. Сиденья делают отдельно от спинки. Подушки сидений обычно имеют жесткость 80-120 Н/см у легковых автомобилей и 150-200 Н/см у грузовых автомобилей и автобусов.
Для улучшения плавности хода сиденье водителей грузовых автомобилей снабжают отдельным амортизатором с регулировкой жесткости в зависимости от массы тела водителя. На магистральных автопоездах дополнительно подрессоривается вся кабина тягача.