Стійкість автомобіля - основні елементи теорії руху автомобіля - основи безпеки

Skoda Fabia Monte Carlo Якщо повернутися до історії автомобілебудування, то перша Monte Carlo з'явилася перед здивованою публікою в далекому тридцять восьмому році двадцятого століття, причому одночасно з моделлю Skoda Popular Sport, що була орієнтована на спортивний стиль. З сімдесяти примірників, що вийшли тоді «у світ», переважна.

Стійкістю називають здатність автомобіля зберігати заданий напрямок руху і протистояти поперечному ковзанню і перекидання.

Близько 15% всіх дорожньо-транспортних пригод в нашій країні становлять випадки перекидання автомобілів.

Сталий рух автомобіля найчастіше порушується бічним ковзанням (занесенням) або поперечним перекиданням автомобіля під впливом бічної сили.

Поперечний перекидання автомобіля

Автомобіль постійно піддається дії бічних сил.

Причин їх виникнення кілька: поверхню дороги не строго горизонтальна і має бічний ухил; будь-яке відхилення автомобіля від прямолінійного напряму викликається яка додається до його колесам поперечної (бічний) силою; бічні сили можуть бути викликані поривами вітру та іншими зовнішніми причинами. Отже, на автомобіль, крім поздовжніх тягових або гальмівних сил, діють також і бічні сили.

Сила тяжіння (вага автомобіля) притискає колеса автомобіля до поверхні дороги. По осях вага автомобіля розподіляється в залежності від того, до якої з осей ближче знаходиться центр ваги. На легкових автомобілях навантаження на осі розподіляється приблизно порівну. На ненавантаженим двохосьових вантажних автомобілях навантаження на передню вісь складає близько 40%, а на задню - 60%, на завантажених - відповідно 30 і 70%. На тривісних вантажних автомобілях навантаження по осях розподіляється майже рівномірно.

Розподіл навантаження по осях

Розподіл навантаження по осях двухосного вантажного автомобіля:

а - порожнього;
б - навантаженого.

При русі по прямій горизонтальній дорозі вертикальна пряма, опущена з центру ваги автомобіля, проходить через поздовжню вісь площі його опори, і навантаження однакова на праві і ліві колеса, при цьому автомобіль повністю стійкий.

Складові сили тяжіння автомобіля

Складові сили тяжіння автомобіля, що знаходиться на місцевості, що має:

а - поперечний ухил;
б - поздовжній ухил;
Про - центр ваги
Pb і Рт - перекидні сили; сила, що притискає автомобіль до дороги;
G - сила тяжіння;
R1 і R2-реакції дороги.

На поверхні, що має поперечний ухил, сила тяжіння G автомобіля розкладається на дві складові - Pb і PN. Бічна сила Pb. прикладена до центру тяжіння (О), прагне перекинути автомобіль щодо точки опори. Ця сила діє на плечі h, рівному висоті центра ваги. Утримує автомобіль від перекидання сила PN. яка діє на плечі b / 2, що дорівнює половині ширини колії b автомобіля.

Як вже зазначалося (дивіться Рульове управління), під час повороту на колеса автомобіля діють передані від дороги бічні сили, рівнодіюча Fц яких спрямована до центру повороту, лежить в площині дороги і проходить через точку перетину з поверхнею дороги перпендикуляра, опущеного на неї з центру тяжкості Про автомобіля, розташованого на висоті h.

Дія центро-стрімкої сили на повороті

Дія центро-стрімкої сили на повороті дороги:

Про - центр ваги автомобіля;
G - сила тяжіння (вага) автомобіля;
Fц - рівнодіюча бічних сил;
Fc - сила зчеплення коліс з дорогою.

Докладемо до центру тяжіння дві протилежно спрямовані сили F'ц і F # 733; ц. різні Fц. Сила F'ц є силою Fц. перенесеної в точку О, а сила F # 733; ц і Fц утворюють пару сил з моментом, рівним Fцh. прагнуть перекинути автомобіль в сторону, протилежну центру повороту, навколо точки дотику з дорогою зовнішнього (по відношенню до центру повороту) колеса автомобіля.

Перекидання автомобіля під дією моменту Fцh протидіє момент сили G ваги автомобіля щодо тієї ж точки, що дорівнює Gb / 2, де b - колія автомобіля.

Перекидання стає можливим, якщо величина моменту Fцh перевищить Gb / 2.

Швидкість, при якій це може статися, визначають за формулою:

де: g - прискорення сили тяжіння (9,81 м / сек 2); R - величина радіуса, проведеного від центру повороту до центру ваги автомобіля.

Чим вище розташований центр ваги і чим вже колія автомобіля, тим більше небезпека поперечного перекидання. Центр тяжкості у навантаженого автомобіля розташовується вище, ніж у ненавантаженим. На зміщення центру ваги від поздовжньої осі автомобіля впливає неправильна укладання вантажу.

Поздовжнє перекидання автомобіля

Коли автомобіль знаходиться на місцевості, що має поздовжній ухил, сила тяжіння G також розкладається на дві складові - РТ і PN. Поздовжня сила РТ. діюча на плечі h, прагне перекинути автомобіль назад. Від перекидання автомобіль утримує сила PN. діюча на плечі l, що дорівнює відстані від лінії її дії до точки дотику коліс задньої осі поверхні дороги.

Поздовжнє перекидання автомобіля буває дуже рідко і може статися на крутому спуску при різкій зупинці, коли до дії горизонтальної складової сили тяжіння автомобіля додається дію інерції.

Бокове ковзання автомобіля (занос) при русі на поворотах виникає тоді, коли діюча на автомобіль бічна сила перевищує силу зчеплення коліс з дорогою.

Швидкість (м / сек), при підвищенні якої на повороті може наступити бокове ковзання, можна визначити за формулою:

де: # 966; - коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою.

Отже, водій, здійснюючи поворот, зобов'язаний щоб уникнути бокового ковзання і перекидання знизити швидкість руху в залежності від величини радіуса повороту, розташування центру тяжіння, ширини колії автомобіля і зчеплення коліс з дорогою.

Занесення може виникнути і під час руху по прямій при гальмуванні автомобіля на ділянці зі слизьким покриттям через неправильну регулювання гальмівних механізмів. внаслідок чого обертання коліс сповільнюється нерівномірно, і через неправильне розміщення вантажу відносно поздовжньої осі автомобіля.

Для запобігання починається занос необхідно припинити гальмування і, не вимикаючи зчеплення, плавно повертати передні колеса в сторону заносу. Після припинення занесення необхідно вирівняти колеса, щоб виключити занесення в іншу сторону.

Керованістю називається властивість автомобіля змінювати напрямок руху відповідно до поворотами рульового колеса.

На керованість впливають розташування центру тяжіння, конструкція рульового управління, підвіски і шин автомобіля.

Маневреність автомобілів і автопоїздів - це їхня здатність виконувати повороти при невеликій величині радіусів повороту і ширини проїздів. Внутрішнім радіусом rа повороту автомобіля вважається найменша відстань від центру Про повороту до бічної поверхні автомобіля (у місця розташування його задньої осі), а зовнішнім радіусом R - відстань від центру повороту до крайньої передньої точки автомобіля. Ширина В необхідного для повороту проїзду, або, як її інакше називають, габаритна ширина коридору, дорівнює різниці R - rа.

Радіуси повороту і габаритна ширина коридору
автопоїзда на повороті.

Величина радіусів повороту залежить від максимального кута повороту передніх коліс, відстані між осями (бази) і довжини автомобіля. При маневруванні автопоїздів величина внутрішнього радіуса повороту в порівнянні з одиночним автомобілем збільшується, так як в цьому випадку внутрішнім радіусом rп вважається найменша відстань від центру повороту до бічної поверхні причепа.

«Автомобіль», під. ред. І.П.Плеханова