Устройство автомобилей



Продольная устойчивость автомобиля




Под продольной устойчивостью автомобиля подразумевается максимальный угол преодолеваемого подъема без буксования колес, вызывающего сползание автомобиля.
Продольное опрокидывание автомобиля через передний или задний мост – событие маловероятное из-за большого плеча вертикальной составляющей силы тяжести. Такое опрокидывание может иметь место лишь при чрезвычайно нерациональном расположении груза на автомобиле, что может привести к чрезмерному подъему центра тяжести над поверхностью дороги или значительном смещении центра тяжести к одному из мостов или даже за его пределы к передней или задней части кузова.
Эти ситуации не характерны для нормальных условий эксплуатации автомобилей, поэтому расчеты условий опрокидывания автомобиля через передний или задний мост, как правило, не выполняются.

Условие сползания рассмотрим для автомобилей с одним ведущим мостом и с двумя ведущими мостами (со всеми ведущими колесами).

***

Заднеприводный автомобиль

Для одиночного автомобиля с задними ведущими колесами, находящегося на грани сползания, уравнение моментов, действующих на автомобиль относительно точек О и О1 (рис. 1) имеет вид:

Rz2L – Pφr – G(hц – r) sin α – Gl1 cos α = 0.       (1)

продольная устойчивость автомобиля

Исходя из условий равновесия (Pφ = G sin α) имеем:

Rz2 = (Gl1 cos α + hцG sin α)/L,       (2)

где L – база автомобиля (расстояние между мостами).

Кроме того:

Pφ = Rz2φx.       (3)

Из этих уравнений получаем угол наклона α, при котором автомобиль будет находится на грани сползания (неустойчивое равновесие):

α = arctg l1φx/(L – φxhц).       (4)

Уравнения (1) - (4) составлены без учета сил сопротивления воздуха, качению и инерции. Из уравнения (4) следует, что продольная устойчивость автомобиля с задней ведущей осью увеличивается, если центр тяжести расположен ближе к задней оси (увеличивается расстояние l1), если уменьшить базу автомобиля L или увеличить высоту центра тяжести hц, а также при увеличении коэффициента φx сцепления шин с дорогой.

***



Переднеприводный автомобиль

Составив уравнение моментов для переднеприводного автомобиля, преодолевающего подъем, и произведя с ним аналогичные действия, что и для заднеприводного автомобиля, получим критический угол подъема:

α = arctg l2φx/(L + φxhц).       (5)

Анализ этого уравнения показывает, что для переднеприводного автомобиля критический угол подъема по условиям буксования будет увеличиваться с ростом l2 (со смещением центра тяжести ближе к переднему мосту) и уменьшением высоты центра тяжести hц. Увеличение базы L, так же, как и для заднеприводного автомобиля, приведет к уменьшению критического угла подъема.

Практический опыт эксплуатации автомобилей в условиях преодоления крутых затяжных подъемов показал, что заднеприводные автомобили справляются с такой задачей значительно лучше благодаря увеличению нагрузки на ведущий мост при подъеме.
У переднеприводных автомобилей наоборот, при подъеме нагрузка на передний (ведущий) мост уменьшается, что приводит к снижению способности преодолевать препятствие. По этой причине некоторые водители переднеприводных автомобилей даже используют для преодоления затяжного подъема движение задним ходом, расположив, таким образом, ведущий мост сзади автомобиля.

***

Полноприводный автомобиль

Для двухосного автомобиля со всеми ведущими колесами уравнение продольной устойчивости примет вид:

Pφ = φx(Rz1 + Rz2) = φxG cos α.       (6)

Сопоставляя уравнения (1) и (6) получим величину критического угла подъема α для полноприводного автомобиля:

α = arctg φx.       (7)

Таким образом, критический угол по продольному сползанию полноприводного автомобиля зависит только от коэффициента φx сцепления шин с дорогой.

***

Управляемость автомобиля



Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты