Определение критической скорости автомобиля по уводу.

Для нахождения критической скорости автомобиля по уводу определим изменение угла поворота управляемых колес автомо­биля в зависимости от скорости его движения. С этой целью выра­зим угол поворота управляемых колес из формулы для радиуса поворота автомобиля с эластичными колесами:

где δ1 Py/kув1, δ₂ =Py/kув2 — углы увода передних и задних колес; Рy₁,

Р_У2 — боковые силы, действующие на передний и задний мосты;

kув1, kув2 — коэффициенты сопротивления уводу передних и зад­них колес.

С учетом значений боковых сил углы увода колес

,

гдеG1,G2— вес, приходящийся на передние и задние колеса, Н; v — скорость автомобиля, км/ч.

У автомобиля с недостаточной поворачиваемостью при увели­чении скорости возрастают разность углов увода δ₂ и δ1, следо­вательно, угол поворота θ управляемых колес. При этом угол по­ворота управляемых колес всегда остается положительным.

У автомобиля с излишней поворачиваемостью при увеличении скорости движения угол поворота управляемых колес θ уменьша­ется. При определенной скорости разность углов увода δ2-δ1 =L/Rэ.

Эта скорость называется критической по уводу.

При движении с критической скоростью по уводу достаточно небольшого бокового возмущения (наезд на неровность дороги,

порыв ветра и др.), чтобы возник прогрессивно возрастающий увод, и двигавшийся прямолинейно автомобиль стал круто пово­рачиваться.

Так как сначала автомобиль двигался прямолинейно и угол по­ворота управляемых колес был равен нулю (θ = 0), то с учетом предыдущих выражений можно записать

δ2-δ1 =L/Rэ=(G2/kув2 — G1/kув1)v^2/13gRэ.

Обозначив v =vув, определим критическую скорость автомо­биля по уводу, км/ч:

vув=3,6√gL/ (G2/kув2 — G1/kув1)

Критической скоростью по уводу называется скорость, по до­стижении которой при любом боковом возмущении начинается прогрессивное отклонение автомобиля от направления движения, заданного управляемыми колесами.

Из формулы для vув следует, что критическую скорость по уво­ду имеют только автомобили с излишней поворачиваемостью. У автомобилей с нейтральной и недостаточной поворачиваемос­тью критическая скорость по уводу отсутствует, так как при δ1 = δ₂ она равна бесконечности, а при δ1 > δ₂ имеет отрицательное зна­чение.

Наиболее безопасными являются автомобили с недоста­точной поворачиваемостью. Они устойчивы при прямолинейном движении, при действии боковой силы располагают резервом «подруливания» на поворотах и не имеют критической скорости по уводу. Чем больше недостаточная поворачиваемость автомобиля, тем меньше утомляется водитель.

Чрезмерно большая поворачиваемость автомобиля затрудняет работу водителя, так как для изменения направления движения требуется большая сила. Обеспечить нейтральную поворачиваемость

автомобиля очень сложно. В связи с этим стремятся делать автомо­били с недостаточной поворачиваемостью.

Недостаточная поворачиваемость достигается уменьшением давления воздуха в шинах передних колес по сравнению с задни­ми, вследствие чего снижается их сопротивление уводу и увели­чивается угол увода δ1 расположением центра тяжести автомоби­ля ближе к оси передних колес, что увеличивает действие центро­бежной силы на передние колеса и угол δ1 увода передних колес; разной конструкцией подвески колес автомобиля: передняя неза­висимая, а задняя зависимая; применением переднего привода.

Дата добавления: 2018-05-13 ; просмотров: 511 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Методические указания к выполнению контрольной работы раздела «Теория и конструкция автомобилей»-V курс (стр. 6 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8

Автомобиль может двигаться прямолинейно по поперечному уклону. В этом случае его устойчивость будет зависеть от угла поперечного уклона, при превышении критической величины возможно либо опрокидывание, либо сползание автомобиля. В этом случае максимальные поперечные углы уклона будут определяться по формулам: tgβo = B/(2·h); tgβз = φ;

где: βо, βз – максимальные углы соответственно по опрокидыванию и сползанию автомобиля.

В практике эксплуатации автотранспорта занос всего автомобиля происходит реже, чем занос переднего или заднего мостов. Поэтому важно уяснить, какой мост, ведущий или ведомый, более подвержен заносу, выяснить причину этого.

На устойчивость автомобиля большое влияние также оказывают способ торможения, одновременность, разновременность срабатывания передних и задних тормозов, их техническая исправность, конструкция подвески, поперечный крен при повороте.

Изучение продольной устойчивости нужно начать с уясне­ния того, какие силы действуют на автомобиль, движущийся на подъем, с рассмотрения моментов сил, способствующих опрокидыванию автомобиля и противодействующих этому. Современные автомобили обладают хорошей продольной устойчивостью по опро­кидыванию.

Гораздо чаще в этих условиях наступает буксование ведущих колес и сползание автомобиля. Изучите вывод формулы, определяющей максимальный угол продольного подъема, преодо­леваемого автомобилем баз буксования ведущих колес и сполза­ния. При этом обратите внимание, что автомо­биль высокой проходимости преодолеет больший подъем, чем автомобиль обычного типа. В результате изучения продольной устойчивости автомобиля учащийся должен прийти к выводу, что устойчивость автомобиля по опрокидыванию зависит в ос­новном от геометрических размеров автомобиля, а эта же устойчивость по буксованию и сползанию в большей мере зави­сит от продольного коэффициента сцепления ведущих колес с грунтом.

Ниже приведены формулы продольной устойчивости автомобилей.

1. По опрокидыванию

при движении передним ходом

при движении задним ходом.

2. По сползанию и буксованию

для автомобилей с задним ведущим мостом

tgαз = φ для автомобилей со всеми ведущими колесами.

где: α0, αз – критические углы продольного подъема соответственно по опрокидыванию и сползанию;

а – расстояние от центра тяжести до центра передней оси;

b – расстояние от центра тяжести до центра задней оси;

L – база автомобиля;

h – высота центра тяжести автомобиля;

φ – коэффициент сцепления.

Определить боковую силу, действующую на автомобиль, если он движется со скоростью 15 м/с.

а) на повороте с боковым уклоном 2º в сторону, противоположную уклону, радиус поворота 48 м;

б) прямолинейно по этому уклону.

Технические данные автомобиля: ширина колеи – 1,8 м; высота центра тяжести – 1,2 м; полный вес – 100000 Н.

а) Дано: β = 2º; V = 15 м/с; G = 100000 Н.

1. Изобразим поперечный уклон в 2º и схему автомобиля. К центру тяжести автомобиля приложена сила тяжести и боковая составляющая центробежной силы при движении автомобиля с поворотом. Разложим их на вертикальные и горизонтальные составляющие.

2. Автомобиль стремятся опрокинуть боковые составляющие (Ру + Gу). Из треугольника GOGz:

а) Gy = G · sinβ = 100000 · sin2º = 3500 Н.

б) Н.

тогда (Ру + Gу) = 47500 + 3500 = 51000 Н.

3. Если автомобиль движется прямолинейно по уклону, то его стремиться опрокинуть только боковая составляющая силы тяжести, а центробежная сила отсутствует.

Тогда: Gy = G · sinβ = 100000 · sin2º = 3500 Н.

Используя данные задачи 8, определить критические скорости автомобиля на повороте по условиям опрокидывания и заноса, если он движется по асфальтобетонному шоссе (φ = 0,7).

Дано: В = 1,8 м; h = 1,2 м; R = 48 м; β = 2º; φ = 0,7.

1. Определим критическую скорость по опрокидыванию:

, м/с; = 18 м/с.

2. Определим критическую скорость по заносу:

, м/с; = 17,5 м/с.

При движении на повороте в заданных условиях раньше наступит занос, чем опрокидывание.

Определить максимальный угол поперечного уклона дороги, по которому может двигаться прямолинейно автомобиль ЗИЛ-130 без опасности опрокидывания и сползания, если движение происходит по грунтовой дороге.

Определить: βо, βз.

1. Определим максимальный угол поперечного уклона, преодолеваемого автомобилем без опрокидывания:

где: В – ширина колеи автомобиля, м;

h – высота центра тяжести автомобиля, м.

2. Определим максимальный угол поперечного уклона, преодолеваемый автомобилем без сползания:

Из проведенных расчетов видно, что автомобиль раньше сползет чем опрокинется.

Вопросы для самопроверки.

1. Какое эксплуатационно-техническое качество автомобиля называется устойчивостью?

2. Назовите виды устойчивости автомобиля.

3. Что называется продольной (поперечной) устойчивостью автомобиля?

4. От каких факторов зависит продольная (поперечная) устойчивость автомобиля?

5. Какие критерии определяют продольную (поперечную) устой­чивость автомобиля?

6. Напишите формулы, определяющие поперечную (продольную) устойчивость автомобиля по опрокидыванию (заносу) при движении прямо, на повороте с боковым уклоном, на повороте по горизонтальному участку дороги. Поясните их.

7. Как зависит критическая скорость автомобиля на повороте от увеличения (уменьшения) угла поперечного уклона дороги?

8. Изобразите схему автомобиля на повороте с поперечным уклоном и покажите, какие силы действуют на него.

Содержание учебного материала

Понятие об управляемости автомобиля и измерители управ­ляемости автомобиля. Критические скорости го условиям управляемости. Увод колеса и поворачиваемость автомобиля. Схема движения автомобиля с жесткими и эластичными шинами. Поворот задней оси при крене кузова.

Соотношение углов поворота управляемых колес. Колеба­ния управляемых колес: собственные и вынужденные. Основные средства уменьшения колебаний управляемых колес. Стабилизация управляемых колес.

Управляемость автомобиля — это способность автомобиля следовать положению его управляемых колес. От управляемости автомобиля в большей степени зависит безопасность движения. Поэтому чем быстроходнее автомобиль, тем лучшей управляемос­тью он должен обладать.

Разработаны критерии управляемости автомобиля, которые учащийся обязан изучить в первую очередь.

При повороте на автомобиль действует центробежная сила, прилаженная к его центру тяжести. Боковая составляющая центро­бежной силы действует на передний и задний мосты, вызывая боковой увод у колес современного автомобиля. Изучите, чему равны эти силы, как они определяются. Затем ознакомьтесь с явлением бокового увода шин, с определением радиуса поворота автомобиля с эластичными шинами и классифи­кацией поворачиваемости автомобиля. Следует твердо уяснить, что недостаточная поворачиваемость является положительным качеством автомобиля, поэтому любому автомобилю стремятся придать это свойство. Учащемуся необходимо разобраться, за счет каких мероприятий можно получить недостаточную поворачиваемость автомобиля.

Если автомобиль обладает излишней поворачиваемостью, то его устойчивость на повороте резко ухудшается, появляет­ся необходимость в определении критической скорости по усло­виям бокового увода шин.

Выясните, у каких автомобилей следует рассчитывать кри­тическую скорость по боковому уводу шин. Не путайте эту скорость с критической скоростью по управляемости автомобиля. Кинематика поворота автомобиля зависит от ряда факторов, в том числе и от того, какие принимать колеса: жесткие или эластичные в боковом отношении.

Рассмотрите поворот автомобиля с жесткими колесами. Уясните, что всегда угол поворота наружных колес должен быть меньше угла поворота внутренних колес. Кроме того, сле­дует запомнить, каким должно быть соотношение этих углов.

Способность управляемых колес автомобиля сохранять нейт­ральное положение при прямолинейном движении и автоматически возвращаться к атому положению в случае отклонения от него называется стабилизацией управляемых колес.

Автомобиль с хорошими стабилизирующими свойствами хоро­шо держит дорогу.

Учащемуся необходимо знать и понимать, какие стабилизи­рующие моменты возникают от продольного, поперечного накло­на шкворней, какое стабилизирующее действие оказывает эластичность шин, трение в рулевом механизме.

Уясните назначение установки угла развала и схождения управляемых колес.

При больших скоростях движения автомобилей часто возни­кает такое отрицательное явление, как колебание колес. Осо­бенно опасны колебания передних управляемых колес. Учащемуся следует уяснить основные причины возникновения этого явления и способы его устранения и предупреждения.

Продольная устойчивость автомобиля

Продольное опрокидывание возможно только у автомобиля с очень короткой базой и высоким расположением центра тяжести. Большинство современных автомобилей имеют низкое расположение центра тяжести и опрокидывание в продольной плоскости маловероятно. Имеет место лишь продольное скольжение, вызванное буксованием ведущих колес, что более вероятно для автопоездов.

В связи с этим показателем продольной устойчивости автомобиля является критический угол подъема по буксованию (α_б).

Для определения критического угла подъема по буксованию рассмотрим равномерное движение автомобиля на максимальном подъеме (рис. 10.3), так как разгон на нем невозможен. В этом случае скорость движения автомобиля небольшая, поэтому силой сопротивления воздуха Р_в можно пренебречь. При этом сцепление ведущих колес с дорогой полностью используется касательной реакцией дороги (R_x1 = Р_сц = R_z2φ_x), а касательной реакцией дороги на передних колесах пренебрегаем, так как она мала по сравнению с касательной реакцией R_x2.

Из условий равновесия автомобиля следует, что R_z2L= Gh_цsinα+ Gl₁cosα; R_x2 = Gsinα. Максимальное значение касательной реакции дороги на ведущих колесах автомобиля ограничено сцеплением колес с дорогой: R_x2 = R_z2φ_x.

После подстановки в это выражение значений реакций R_z2 и R_x2 и, разделив обе части уравнения на cosα, учитывая в данном случае, что α = α_б можно определить критический угол подъема по буксованию для одиночных автомобилей и автопоездов соответственно:

(10.10)

h_кр – высота расположения буксирного крюка.

Критический угол подъема по буксованию – предельный угол, при котором еще возможно движение автомобиля на подъеме без буксования ведущих колес.

Рисунок 10.3 – Определение максимального угла подъема по буксованию

Критический угол подъема по буксованию во многом зависит от коэффициента сцепления φ_х. Для автомобиля со всеми ведущими колесами критический угол подъема по буксованию: tgα_б = φ_х.

Контрольные вопросы

1.Что является признаком нарушения устойчивости автомобиля?

2. Какими показателями оценивается поперечная устойчивость автомобиля?

3.Что характеризуют критические скорости автомобиля по заносу и опрокидыванию?

4. Что характеризуют критические углы косогора по боковому скольжению и опрокидыванию?

5. Что определяет коэффициент поперечной устойчивости автомобиля?

6. Что такое вираж и для чего его создают на поворотах дорог?

9.Что может произойти с автомобилем при нарушении продольной устойчивости и какими показателями это оценивается?

2.Потеря какого вида устойчивости автомобиля при эксплуатации наиболее вероятна и опасна?

Лекция 11

|	следующая лекция ==>
Поперечная устойчивость на вираже	|	Геометрические показатели проходимости

Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 580 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ