Вопрос 44. Критические показатели по скольжению.

Рассмотрим схему движения АТС на вираже. Для нахождения критических параметров устойчивости удобно воспользоваться принципом Деламбера, т.е. рассматривать условия равновесия АТС с учетом силы инерции Р , приложенной в центре масс. Поскольку рассматривается движение по дороге с поперечным уклоном, то сила тяжести имеет составляющую G sin , направленную противоположно составляющей Р cos .

Условия, при которых возникает боковое скольжение, можно найти, воспользовавшись уравнением равновесия поперечных сил и реакций дороги:

Р cos - G sin = , (4.1)

где: R = R + R .

При боковом скольжении колес:

R = R ; R = R ; R =R ; R =R ,

Приближенно: R = (R + R ) = (G cos + Р sin ) , (4.2)

Таким образом: Р cos - G sin = (G cos + Р sin ) , (4.3)

Учитывая, что Р = m V /R получим выражение для критической скорости по боовому скольжению:

= , (4.4)

При движении по горизонтальной дороге:

= , (4.5)

Критические скорости по скольжению переднего и заднего мостов в общем случае отличаются. Приближенно можно считать их равными в том случае, если к-ты динамического изменения нормальных реакций переднего и заднего мостов равны, а к-ты сцепления колес с дорогой для обеих мостов также одинаковы.

Если Р cos G sin , то направление боковых реакций R меняется и опасность бокового скольжения в этом случае тем больше, чем меньше скорость и больше угол косогора. Наименьшее значение угла , соответствующего возникновению бокового скольжения при отсутствии скорости называют критическим углом косогора по скольжению. Из начального условия имеем при Р = 0: = arctg , (4.6)

Наибольшее влияние на критические по боковому скольжению скорости оказывают продольные реакции, возникающие в тяговом режиме на ведущих колесах или в процессе торможения. При действии значительных тяговых или тормозных сил существенно снижается способность колес сопротивляться боковому скольжению и, кроме того, возникает существенное перераспределение нормальных реакций, влиянием которого на критические скорости по боковому скольжению пренебрегать нельзя.

Вопрос 45. Критические параметры движения по опрокидыванию.

Условие потери устойчивости, при котором происходит опрокидывание – достижение равенства нулю нормальных реакций на внутренних колесах обеих мостов. Запишем условие равновесия при движении на вираже:

( Р cos - G sin )h = (G cos + Р sin )m, (4.7)

Размер плеча m зависит от целого ряда факторов:

- расположения центра масс в поперечной и продольной плоскостях

- колеи передних и задних колес

- угловой жесткости подвески и плеча крена, определяющих смещение центра подрессоренной массы. Принимая как допущение, что плечо m равно половине колеи, рассмотрим случай опрокидывания в сторону действия силы Р . Подставляя в полученное выражение Р = m V /R и m = В/2 и решая относительно скорости, имеем:

V = , (4.8)

Соответственно, при движении по горизонтальной дороге:

V = , (4.9)

Если Р cos G sin , то увеличивается опасность опрокидывания в сторону действия составляющей силы тяжести G sin тем больше, чем меньше скорость и больше угол косогора. Решая равенство относительно , имеем:

= arctg , (4.10)

Минимальное значение = arctg B/2h , (4.11)

Следует отметить, что полученные выражения критических параметров не учитывают наклона кузова, т.е углов крена. Если при каких либо возмущениях, меняется крен кузова, то это приводит к уменьшению плеча m и увеличению h , что в свою очередь увеличивает вероятность опрокидывания даже до достижения критических параметров, рассчитываемых по полученным ранее формулам. В принципе водитель может вмешаться в развитие процесса, пока опрокидывание происходит не очень быстро, уменьшив силу Р , снизив скорость или увеличив радиус.

Из формул видно, что наличие виража повышает критические скорости. Это обстоятельство используют для повышения устойчивости движения на автомобильных дорогах. В России устраивают виражи на всех кривых с R 3000 м на дорогах первой категории и на кривых с R 2000 м – на остальных дорогах. Обычно угол виража не превышает 6 .

При проектировании АТС за счет конструктивных соотношений обеспечивают выполнение условия V , которое иллюстрируется графиком зависимости критических скоростей (рис. 9).

Рис. 9 График зависимости критических скоростей движения

от радиуса поворота