7.5. Распределение поперечной составляющей силы инерции между осями автомобиля
На управляемость и устойчивость автомобиля оказывает влияние не только величина поперечной составляющей силы инерции, но и распределение этой силы между осями автомобиля.
Для определения поперечных реакций дороги, действующих на переднюю (У1) и заднюю (У2) оси, составим уравнение моментов (рис. 45,46):
;
(158)
где Jz – момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси Z, проходящей через центр тяжести автомобиля.
Рис. 45. Распределение боковых сил Рис. 46. Боковые силы, действущие
между осями автомобиля на колеса автомобиля при поворте
С другой стороны, из условия равенства нулю проекций
внешних сил на поперечную ось автомобиля можно записать:
Py = Y1+Y2 (159)
Решая совместно уравнения (158), (159), получим:
(160)
Момент инерции JZ удобнее представить в виде произведения массы автомобиля Ga/g на квадрат радиуса инерции ρz2 относительно оси Z:
Подставляя в равенство (160) значения Рy из формулы (157), ωa и JZ после преобразований, получим, считая Va м/с:
(161)
(162)
Во
многих случаях можно считать
,
тогда
;
(163)
;
(164)
Если уводом можно пренебречь, то
;
(165)
;
(166)
Таким образом, в тех случаях, когда углы увода и скорости их изменения невелики, скорость поворота управляемых колес и изменение скорости движения автомобиля в основном оказывают влияние только на величину боковых реакций, действующих на передние колеса. При входе в поворот реакций У1 увеличивается, а при выходе из поворота уменьшается.
В тех случаях, когда углы увода и скорость их изменения значительны, скорость поворота управляемых колес и изменение скорости движения автомобиля оказывают влияние на величину боковых реакций, как передних, так и задних колес. В зависимости от условий движения и конструктивных особенностей автомобиля при входе в поворот боковые реакции, действующие на передние колеса, в одних случаях увеличиваются при одновременном уменьшении боковых реакций на задних колесах, а в других случаях наоборот. При больших скоростях движения, как правило, Y2 > Y1.
Если
(установившееся круговое движение), то
;
; (167)
Отношение боковой силы, действующей на ось, к весу, приходящемуся на колеса этой оси, называют удельной боковой силой. Удельные боковые силы для передней и задней осей при θ = 0 и j0 = 0 одинаковы и равны:
