Устойчивость автомобиля. Критическая скорость по боковому скольжению и опрокидыванию.
Потеря автомобилем устойчивости выражается в его опрокидывании и скольжении. В зависимости от направления опрокидывания или скольжения различают продольную и поперечную устойчивость.
Наиболее вероятно и опасно потеря автомобилем поперечной устойчивости вследствие действия боковых сил: центробежной силы, боковой составляющей силы тяжести, бокового ветра, ударов о неровности дороги.
Два автомобиля совершают поворот по кривой постоянного радиуса R. Автомобиль А движется по внешнему краю дороги, автомобиль Б – по внутреннему. Полотно дороги наклонно к горизонту под углом b.
У автомобиля А составляющие центробежной силы Р?ЦY и веса автомобиля GY складываются. У автомобиля Б эти составляющие действуют в противоположных направлениях. Т.е. потеря устойчивости у автомобиля А больше, чем у автомобиля Б.
Под действием суммы сил GY + Р?ЦY автомобиль А может опрокинуться вокруг оси, проходящей через точки касания колес с дорогой. Составим уравнение моментов вокруг т. С :
,
где В – колея автомобиля, м; RZЛ – сумма реакций автомобиля, действующих на левые колеса, Н.
Т.к. в момент опрокидывания левые колеса оторвутся от дороги, то 2?RZЛ = 0 и следовательно:
где GZ = Ga ? cos b ;
GY = Ga ? sin b ;
и следовательно получим:
, (A)
где V – скорость движения автомобиля, м/с.
Разделив правую и левую части на cos b и решая уравнение относи-тельно V , определим величину максимальной скорости, которую может развить автомобиль без опасности опрокидывания:
, м/с
При повороте по горизонтальной дороге (b = 0) максимальная скорость равна:
.
Скорость Vmax называется критической скоростью по условиям опрокидывания.
Следовательно, чем шире колея, ниже центр тяжести и больше радиус поворота, тем большую скорость может развить автомобиль до начала опрокидывания.
Величину максимального наклона угла bmax найдем из уравнения (А), когда автомобиль движется прямолинейно без опрокидывания. Левую часть приравниваем к нулю, т.к. отсутствует центробежная сила.
.
- называется коэффициентом боковой устойчивости автомо-биля.
Для легковых автомобилей = 0,9… 1,2; bmax = 42…50о
Для грузовых - = 0,55…0,8; bmax = 29…40о.
Для автобусов - = 0,5…0,65; bmax = 27…33о.
|