Безопасность транспортных средств (стр. 10 из 13)

где:

и т.д.- коэффициенты, учитывающие влияние указанных факторов на коэффициент сопротивления уводу.

Для шин легковых автомобилей

=15 - 40 , а для грузовых автомобилей и автобусов =30 - 100 .

Максимальные углы увода шин составляют 12 - 14, а средние – 2 - 6 градусов.

При наличии увода центр поворота автомобиля смещается пропорционально углу увода задних колес, если смотреть по схеме от точки

в точку и мгновенный центр поворота уменьшается до. . Из схемы очевидно, что

(38)

Из выражения (38) имеем

(39)

Схема движения автомобиля на повороте с эластичными шинами

- угол поворота управляемых колес;

и - векторы скоростей качения передней и задней осей колес;

- колесная база

Из зависимости (39) следует, что под действием боковых сил автомобиль может двигаться криволинейно и при

, т.е. когда управляемые колеса не поворачиваются, а кривизна траектории зависит от соотношения углов и . Если , то радиус равен бесконечности, т.е. автомобиль, движется прямолинейно. Тогда шинную поворачиваемость автомобиля называют нейтральной. Однако автомобиль, имеющий нейтральную поворачиваемость, под действием боковых сил будет двигаться прямолинейно, но под углом к прежнему (заданному водителем) направлению движения. Если - шинную поворачиваемость называют недостаточной. При прямолинейном движении в таком случае автомобиль поворачивается вокруг центра, но составляющая центробежной силы направлена в сторону противоположную поперечной силе, что уменьшает результирующую силу.

Если

- шинную поворачиваемость называют излишней. В таком случае центробежная сила совпадает по .направлению с внешней силой, что увеличивает вероятность заноса или опрокидывания.

Для количественной оценки шинной поворачиваемости автомобиля также служит коэффициент поворачиваемости:

(40)

где:

и - осевые нагрузки на соответствующие оси, В нашем случае нагрузка на переднюю и заднюю оси, полностью груженного автомобиля ВАЗ-21099 составляет 6750 и 6650 соответственно.

При излишней шинной поворачиваемости -

;

при нейтральной -

,

при недостаточной -

.

Креновая поворачиваемость связана с конструкцией подвески. Под действием боковых сил кузов автомобиля (его надрессоренная часть) наклоняется, вызывая сжатие рессор с одной стороны и распрямление других, в результате мост поворачивается в горизонтальной плоскости от вертикальной оси, проходящей через центр моста. Если углы поворота переднего и заднего мостов не одинаковы по величине и направлению, то автомобиль вследствие крена поворачивается, хотя передние колеса остаются в нейтральном положении.

Увод автомобиля зависит также от развала колеса. Если направление поперечной силы совпадает с направлением развала, то увод увеличивается. Развал колеса, равный 1°, вызывает увод на угол 10-20°. При двухрычажной подвеске колеса наклоняются в сторону крена кузова в направлении действия поперечной силы

, что увеличивает -угол увода моста. Приоднорычажной подвеске колеса наклоняются в сторону, противоположную крену кузова, т.е. навстречу поперечной силе, что уменьшает угол увода моста.

Потеря управляемости у автомобиля, имеющего излишнюю поворачиваемоеть, может наступить и при отсутствии боковой силы а случае достижения некоторой скорости, называемой критической

. Поскольку углы увода и пропорциональны боковым силам, то

(41)

где

— скорость автомобиля.

При

из выражений (39) и (41) имеем:

(42)

Отсюда:

(43)

В расчетной части необходимо рассчитать значения

и в зависимости от изменения нагрузки на оси автомобиля. В нашем случае мы ведем расчет для автомобиля ВАЗ-21099. Так как распределение нагрузки по осям у данного автомобиля равномерно, то достаточно рассчитать значения и для полностью загруженного автомобиля при различных значениях . Расчеты ведем по формулам (40) и (43) с учетом выражений (37-39)

Вычисленные значения

и заносим в таблицу 10 и строим график соответствующей зависимости

Таблица. 10 Расчетные значения

и для полностью загруженного автомобиля

	30	45	60	75	90	110
	1,014	1,014	1,014	1,014	1,014	1,014
	1,856	3,24	3,47	4,41	4,64	5,15

Вывод: график зависимости коэффициента поворачиваемости и скорости увода от коэффициента сопротивления уводу полностью груженного автомобиля, показывает что расчетный автомобиль имеет постоянное значение коэффициента поворачиваемости, не зависящие от коэффициента увода. Оно составляет 1,014 и соответствует слегка излишней поворачиваемости.