Устойчивость автомобиля. Показатели устойчивости

Движение автомобиля в плоскости дороги характеризуется следующими параметрами:

- величиной и направлением поступательной скорости центра масс ();

- величиной и направлением угловой скорости относительно вертикальной оси Z ();

Параметры, характеризующие движение автомобиля в плоскости.

Рис. 6.

При движении на автомобиль, кроме сил сопротивления силы тяги и управляющих сил (т.е. сил, возникающих при повороте водителем управляющих колес) действуют разного рода случайные силы. Эти силы могут быть вызваны порывом ветра, наездом одного или нескольких колес на неровности поперечном уклоном дороги и т.д.

Случайные силы, а так же кинематические последствия их действия принято называть возмущения.

В следcтвии возмущений в течении некоторого времени происходит изменение параметров движения.

Процесс изменения параметров движения при переходе от одного установившегося режима движения к другому называется переходным.

При значительных возмущениях может наступить потеря устойчивости, которая выражается в изменении траектории движения автомобиля, либо в его боковом скольжении (заносе), либо в его опрокидывании.

Занос автомобиля - это боковое скольжение всего автомобиля или нескольких его осей.

Опрокидывание автомобиля - это потеря устойчивости автомобиля относительно продольной и поперечной осей, параллельных опорной плоскости.

Так что же устойчивость автомобиля?

Устойчивость автомобиля - свойство автомобиля сохранять в заданных во времени или пути пределах, независимо от скорости движения и действия внешних и инерционных сил, направление движения и ориентацию продольной и вертикальной осей при отсутствии управляющих воздействий со стороны водителя.

Различают следующие виды устойчивости автомобиля:

а) устойчивость движения:

- траекторная;

- курсовая;

- аэродинамическая.

б) устойчивость положения:

- поперечная;

- продольная.

Устойчивость движения автомобиля в плоскости дороги в поперечном и угловом направлениях характеризуется траекторной и курсовой устойчивостью.

Траекторная устойчивость - свойство автомобиля, характеризующее его способность сохранять заданное водителем направление движения.

При движении автомобиля, вследствии возмущений может отклоняться от траектории заданной водителем направление движения.

При движении автомобиля, вследствии возмущений может отклоняться от траектории заданной водителем, т.е. иметь траекторное отклонение.

Траекторное отклонение - это отклонение вектора скорости автомобиля от заданного направления движения.

Траекторное отклонение направления автомобиля

Рис. 7.

Траекторное отклонение автомобиля характеризуется направляющим углом .

Направляющий угол - угол между вектором поступательной скорости автомобиля и направлением его движения.

Курсовая устойчивость - свойство автомобиля, характеризующее его способность сохранять ориентацию продольной оси.

При движении в результате действия боковой силы и вызываемого этим бокового увода и частичного бокового скольжения колес, автомобиль может иметь курсовое отклонение.

Курсовое отклонение - это отклонение продольной оси автомобиля от заданного водителем направления движения. Курсовое отклонение автомобиля характеризуется курсовым углом .

Курсовой угол - это угол между продольной осью автомобиля при действии на него аэродинамических сил.

Рис.8.

Устойчивость положения автомобиля в продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях характеризуются поперечной и продольной устойчивостью.

Наиболее вероятна и более опасна потеря поперечной устойчивости.

Поперечная устойчивость автомобиля - устойчивость автомобиля по ориентации его вертикальной оси в поперечной плоскости, перпендикулярной опорной поверхности.

Боковое скольжение и опрокидывание автомобиля Потеря автомобилем поперечной устойчивости происходит под действием сил:

- центробежной силы (при движении на повороте);

- поперечной составляющей силы веса автомобиля (при движении по косогору);

- силы бокового ветра.

Рис.9.

При этом автомобиль может опрокинуться относительно линии, проходящей через центры отпечатков переднего и заднего колес левой (правой) стороны автомобиля, либо скользить (сползать) в боковом направлении.

В случае потери продольной устойчивости автомобиль может опрокинуться относительно передней или задней оси, либо скользить (сползать) в продольном направлении.

Рис. 10.

У современных автомобилей с низко расположенным центром масс опрокидывание в продольной плоскости маловероятно и практически исключено.

Возможно лишь буксование ведущих колес, вызывающее сползание автомобиля, например, во время динамического преодоления автомобилем крутого подъема большой длины.

Устойчивость автомобиля определяется его компоновкой, геометрическими параметрами (шириной колес, высотой цента масс), особенностями рулевого управления, характеристиками шин и параметрами подвесок.

В значительной мере устойчивость автомобиля зависит от поступательной скорости его движения.

Скорость, при которой автомобиль теряет устойчивость, называется критической скоростью.

Рассмотрим оценочные показатели устойчивости автомобиля.

Оценочными показателями устойчивости являются критические параметры движения и положения. Общепринятая система оценочных показателей устойчивости отсутствует. В дальнейшем при изучении устойчивости будем использовать следующие основные показатели:

-критическая скорость по заносу ();

-критическая скорость по опрокидыванию ();

-критическая скорость по курсовой устойчивости ();

-критическая скорость прямолинейного движения;

-критический угол косогора по боковому скольжению ();

- критический угол косогора по боковому опрокидыванию ();

-коэффициент поперечной устойчивости ()

Оценочные показатели устойчивости определяются в ходе испытаний автомобилей. Они могут так же определяться расчетным методом, что будет рассмотрено при изучении последующих учебных вопросов.

Рассмотрим устойчивость прямолинейного движения автомобиля и определение критической скорости по курсовой устойчивости.

ЛЕКЦИЯ 16

Дата добавления: 2014-01-07