Поперечная устойчивость

При рассмотрении вопроса поперечной устойчивости исследуют следующие варианты движения автомобиля:

· поворот автомобиля в сторону, противоположную уклону;

· поворот автомобиля в сторону уклона;

· поворот автомобиля на горизонтальной дороге;

· движение автомобиля прямо по дороге с поперечным уклоном.

· Поперечная устойчивость автомобиля, движущегося на повороте по уклону.

Рис. 3.2. Схема сил, действующих на автомобиль при движении на повороте в сторону, противоположную уклону и на вираже.

Из схемы 3.2. видно, что на автомобиль действуют силы: G_a - сила тяжести, приложенная к центру тяжести автомобиля и боковая составляющая центробежной силы Р.

Разложим эти силы на составляющие:

Боковая составляющая центробежной силы Р: равна геометрической сумме сил Р_y и Р_z т.е. P = P_y + P_z

Сила тяжести равна геометрической сумме сил G_y, G_z т.е. G_a = G_y + G_z.

Заменив силы Р и G_a составляющими, получим:

• в вертикальной плоскости автомобиля действуют силы (G_z – P_z);
• в горизонтальной плоскости действуют силы (G_y + P_y).

Силы (G_z – P_z) вызывают на колесах автомобиля вертикальные реакции Z₁ Z₂, а (G_y + P_y) – горизонтальные реакции Y₁, Y₂.

Боковая составляющая центробежной силы Р зависит от массы автомобиля М_а, его скорости V_a и радиуса поворота R.

P	=	Ma Va^2	H
R

Силы Р_y и Р_z выразим через силу Р.

Из Δ O P Py

Py = P cos 

Py = P sin 

Силы G_y, G_z найдем из

Из Δ O P Py

Gy = P sin 

Gz = cos 

Рассмотрим устойчивость автомобиля по опрокидыванию и заносу. Автомобиль сохранит устойчивость, если будет выполняться условие:

М_опр ≤ М_вос

Мопр =

Py h + Gy h + Pz b /2

= (Py + Gy) h + Pz b /2

Этот момент стремится опрокинуть автомобиль относительно точки «К»

М_вос = G_z b /2

Если М_опр = М_вос, то автомобиль движется с предельной скоростью по опрокидыванию для данных условий скоростью.

VO	=	√	b -2 h tg 	g R	м/сек
2 h + btg 

Поперечная устойчивость при движении на вираже.

При движении автомобиля по дороге с поперечным уклоном с поворотом в сторону уклона (вираж) на него действуют те же силы, что и в первом случае (рис. 3.2.) с той лишь разницей, что направление силы Р изменится на противоположное.

Разложим силы Р и на составляющие:

После замены равнодействующих составляющими получим:

• По вертикальной оси автомобиля действуют силы ();
• По горизонтальной плоскости действуют силы ().

Первые две силы вызывают реакции, а вторые две силы -. Автомобиль сохранит свою устойчивость по опрокидыванию если:

М_опр ≤ М_вос

Опрокидывание рассматривается относительно точки «d»:

Мопр	=	Py*h	Ma Va^2 h	*cos 
R

Мвос	=	Gy*h + Gz b /2 + Pz b /2 =	Gah sin Ga b /2 cos 	Ma Va^2 	*sin 
2R

При М_опр = М_вос автомобиль движется с критической по опрокидыванию скоростью

VO	=	√	b -2 h tg 	g R	м/сек
2 h - btg 

Устойчивость автомобиля движущегося на повороте по горизонтальной дороге.

Рис. 3.4. Схема устойчивости автомобиля при движении на повороте

по горизонтальной дороге.

Автомобиль сохранит свою устойчивость если М_опр М_вос.

Мопр = P * h

Мвос = Gz b /2

VO	=	√	b	g R	м/сек
2 h

Устойчивость автомобиля при движении прямо по дороге с поперечным уклоном.

Рис. 3.5. Схема устойчивости автомобиля при движении прямо по дороге

с поперечным уклоном.

При движении прямо на автомобиль действует сила тяжести, заменив ее составляющими, получим реакции со стороны дороги, равными:. Автомобиль сохранит свою устойчивость, если М_опр ≤ М_вос

Мопр = Gy * h

= Ga h sin 

Мвос = Gz b /2

= Ga b /2 cos 

При М_опр = М_вос автомобиль будет двигаться по уклону с критическим углом по опрокидыванию.

tg 	=	b	→	 arctg b / 2h
2 h

Критический угол поперечного уклона дороги по заносу:

tg З	=	φ	→	З arctg φ

Дата добавления: 2014-01-06