|
Устойчивость автомобиля
На устойчивость автомобиля оказывают влияние несколько сил, действующих на него при движении по дороге (рис. 49).
G — сила тяжести, приложенная к центру тяжести автомобиля, неравномерно распределяется между осями. У груженых автомо-
билей третья часть массы приходится на переднюю ось, остальная часть массы на заднюю, вызывая соответствующие силы реакции
Z
n
и
Z
з
.
У легковых автомобилей и автомобилей с кабиной над двигателем (КАЗ-4540, ГАЗ-66) масса распределяется между осями приблизительно
поровну.
F
си
— сцепная сила — это часть силы тяжести G, приходящаяся на ведущие колеса, численно равная реактивной
силе Z
3
.
X — горизонтальная реакция дороги, приложенная при разгоне к ведущим колесам.
F
и
— сила сопротивления разгону или сила инерции, приложенная к центру тяжести.
Р
к
— сила сопротивления качению, приложенная к колесам в плоскости дороги.
P
w
— сила сопротивления воздуха, приложенная в геометрическом центре лобовой поверхности.
F
и
— центробежная сила, возникающая при движении автомобиля по горизонтальным кривым, приложена в центре тяжести
и направлена в сторону от центра поворота. По условиям безопасного движения, чем ниже расположен центр тяжести автомобиля
(ц. т.), тем меньше опасность опрокидывания возникает при движении по закруглениям дорог, тем больше устойчивость автомобиля.
Величину силы инерции F
H
определяют по формуле
(1)
где
g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с ;
j — линейное ускорение автомобиля, м/с
2
.
Величину силы P
w
определяют по эмпирической формуле
(2)
где
K
w
— коэффициент обтекаемости автомобиля;
F
b
— площадь лобовой поверхности автомобиля, м
2
;
V — скорость движения, м/с.
Рис. 49. Схема сил, действующих на автомобиль
Автомобиль устойчиво продолжит движение и не опрокинется, если соблюдено условие:
(3)
где
m — масса автомобиля, кг;
V — скорость движения, м/с;
r
— радиус закругления дороги, м.
Из формулы видно, что величина силы сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости автомобиля. При скорости
менее 5 м/с силой P
w
пренебрегают ввиду ее незначительности. Для грузовых автомобилей значение коэффициента К
w
находится в пределах 0,6—0,7 Н. С
2
/м
4
, легковых —0,2—0,35 Н.с
2
/м
4
. Значения F
для грузовых автомобилей составляют 3—5 м
2
, легковых — 1,6—2,8 м
2
.
Величину центробежной силы, влияющей наибольшим образом на устойчивость, можно определить по формуле
(4)
где
h
ц
— высота центра тяжести, м;
В — ширина колеи автомобиля, м.
С учетом формулы 3 выражение 4 имеет вид:
(5)
Движение автомобиля по закруглению дороги с известным радиусом окажется устойчивым до определенной величины критической
скорости V
K
, которая определится из выражения
(6)
Повышают устойчивость автомобиля при движении его по закруглениям дороги, имеющие в поперечном профиле определенный угол
виража β (см. рис. 48,
г).
|
