Влияние различных факторов на поворачиваемость автомобиля

На поворачиваемость автомобиля существенное влияние ока­зывают различные конструктивные факторы. Основными среди них являются давление воздуха в шинах передних и задних колес, рас­положение центра тяжести автомобиля, тип и конструкция под­вески передних и задних колес, а также компоновка автомобиля по приводу ведущих колес.

Давление воздуха в шинах. Значение давления воздуха в шинах существенно влияет на сопротивление уводу передних и задних колес и на величину углов их увода. При уменьшении давления воздуха снижается сопротивление колес уводу (уменьшается к_уВ), увеличивается угол увода колес, и наоборот. Так, например, умень­шение давления воздуха в шинах передних колес по сравнению с задними приводит к большему их уводу (δ₁, > δ₂). Следовательно, для достижения у автомобиля недостаточной поворачиваемости в шинах его передних колес следует создавать меньшее давление, чем в шинах задних колес.

Этот эффективный метод получения недостаточной поворачи­ваемости. Он применяется для грузовых автомобилей, у которых разница в давлении воздуха в шинах передних и задних колес до­стигает нескольких атмосфер, что также связано с разной нагруз­кой на колеса.

Для легковых автомобилей подобный способ достижения не­достаточной поворачиваемости неприемлем, так как давление воздуха в шинах их передних и задних колес почти одинаково.

Расположение центра тяжести. Размещение центра тяжести по базе автомобиля определяет нагрузку, приходящуюся на колеса. Так, чем ближе центр тяжести автомобиля расположен к перед­ним или задним колесам, тем большая нагрузка приходится на эти колеса. Даже при равном давлении воздуха в шинах увод будет больше у тех колес, на которые приходится большая нагрузка.

Таким образом, для получения недостаточной поворачиваемо­сти автомобиля его центр тяжести должен быть расположен бли­же к передним колесам, что будет способствовать большему их уводу по сравнению с задними колесами (δ₁ > δ₂).

Этот эффективный метод получения недостаточной поворачи­ваемости используется для грузовых автомобилей. Их компоновка позволяет располагать груз в кузове таким образом, чтобы центр тяжести автомобиля был ближе к передним колесам.

Для заднеприводных легковых автомобилей данный метод дос­тижения недостаточной поворачиваемости не применяется, так как их компоновка исключает существенное смещение центра тя­жести к передним колесам.

Конструкция подвески колес. Тип и конструкция подвески пе­редних и задних колес оказывают влияние на наклон колес при действии на автомобиль боковой силы (центробежной, силы вет­ра и т. п.). От наклона колес зависит их увод. Так, если боковая сила действует в сторону наклона колес, то их увод увеличивается и, наоборот, уменьшается при действии силы в сторону, проти­воположную наклону колес.

На рис. 9.8 показаны схемы различных подвесок колес автомо­билей, а также влияние их типа на наклон колес и, следовательно, на поворачиваемость автомобилей.

При зависимой подвеске (рис. 9.8, а) под действием боковой силы Р_у колеса почти не наклоняются и их небольшой наклон может произойти вследствие разной степени деформации шин.

 

Рис. 10. Схемы подвесок и наклон колес при крене кузова автомобиля:

а — зависимая; б—г — независимые

При независимой подвеске на двух поперечных (рис. 10, б)или на продольных (рис. 10, в)рычагах колеса наклоняются в сторону действия боковой силы Р_у и их увод увеличивается.

При независимой подвеске на одном поперечном рычаге (рис. 10, г)колеса наклоняются в сторону, противоположную действию боковой силы, и увод колес уменьшается.

Таким образом, для получения недостаточной поворачиваемости у легковых автомобилей целесообразно делать переднюю под­веску колес независимой на продольных или двух поперечных рычагах, а заднюю — зависимой. Это подтверждает практика экс­плуатации легковых автомобилей, которые двигаются на поворо­тах с большой скоростью, когда центробежная сила достигает зна­чительной величины.

Для грузовых автомобилей влияние подвески колес на повора-чиваемость имеет меньшее значение, чем для легковых. У грузо­вых автомобилей подвески передних и задних колес обычно вы­полняются зависимыми. Эти автомобили двигаются на поворотах с меньшей скоростью, чем легковые автомобили.

Применением передней независимой и задней зависимой под­весок колес на легковых автомобилях не всегда достигается недо­статочная поворачиваемость. Это связано с разной нагрузкой на автомобиль. Так, например, заднеприводной легковой автомобиль может иметь недостаточную поворачиваемость в снаряженном со стоянии (с водителем) и излиш­нюю — при полной нагрузке (со всеми пассажирами). В связи с этим безопасность такого автомо­биля с полной нагрузкой ухуд­шается как при движении на по­воротах, так и при прямолиней­ном движении в случае действия боковой силы.

Компоновка автомобиля по приводу ведущих колес. Легковые автомобили с передними управляемыми и ведущими колесами (переднеприводные) обладают недостаточной поворачиваемостью независимо от их нагрузки, т.е. от числа пассажиров, находящих­ся в салоне кузова.

 

 

Рис. 11. Схемы переднеприводных автомобилей с продольным (а) и поперечным (б) расположением двигателей: 1 — двигатель; 2 — ведущий мост.

Из изложенного следует, что для получения недостаточной по-ворачиваемости необходимо, чтобы у грузовых автомобилей дав­ление воздуха в шинах передних колес было меньше, чем в шинах задних колес, а центр тяжести располагался ближе к передним колесам.

Для достижения недостаточной поворачиваемости легковые автомобили должны иметь разные типы подвески колес (незави­симую переднюю и зависимую заднюю) или быть переднепри­водными (рис. 11).

Все это подтверждается конструкторскими разработками и опы­том эксплуатации легковых и грузовых автомобилей.

Контрольные вопросы

1. Что означает понятие поворачиваемости автомобиля и какими по­казателями она характеризуется?

2. Какие виды поворачиваемости могут иметь автомобили?

3. При каком виде поворачиваемости и почему автомобиль более без­опасен?

4. Какими способами достигается недостаточная поворачиваемость у легковых и грузовых автомобилей?

5. Что такое критическая скорость автомобиля по уводу колес и какие автомобили могут ее иметь?

МАНЕВРЕННОСТЬ

Показатели маневренности

 

Автомобили должны обладать хорошей маневренностью. Она требуется при значительном изменении направления движения в условиях города, когда часто приходится совершать повороты на 90°, при необходимости в движении задним ходом или полном развороте. Высокая маневренность также необходима при погруз­ке и разгрузке автомобилей на небольших площадках.

Маневренность характеризует удобство использования автомо­биля и легкость управления им при необходимости движения и выполнения поворотов и разворотов в стесненных условиях, а также проходимость автомобиля при движении по грунтовым до­рогам с крутыми поворотами, по пересеченной местности и че­рез лес. От маневренности автомобилей зависят размеры необхо­димых площадок в местах погрузки и выгрузки, а иногда и затра­ты времени на выполнение этих операций, требуемая ширина проездов в гаражах, на площадках для стоянки и в зонах обслужи­вания.

Основными показателями маневренности автомобиля (рис. 9.1) являются минимальный радиус поворота внутренний и наружный габаритные радиусы поворота, минимальный радиус поворота внутреннего заднего колеса поворотная ширина по колее колес и поворотная ширина автомобиля коридора).

 

Рис. 9.1. Показатели маневренности Рис. 9.2. Схемы автомобилей с передними (а) невренности автомобиля: и всеми (б) управляемыми колесами: О — центр поворота О — центр поворота

Минимальный радиус поворота автомобиля представляет собой расстояние от центра поворота до оси колеи переднего наружного управляемого колеса при максимальном угле его поворота.

Минимальный радиус поворота, м, указывается в техничес­кой характеристике автомобиля. Его можно вычислить по фор­муле

где — база автомобиля; — максимальный угол поворота наружного колеса (рис. 9.2, а).

Внутренним и наружным габаритными радиусами поворота на­зываются расстояния от центра поворота до ближайшей и наибо­лее удаленной точек автомобиля при максимальном повороте уп­равляемых колес.

Поворотная ширина по колее колес — это разность между мини­мальными радиусами поворота переднего наружного и заднего внутреннего колеса:

Поворотная ширина по колее колес автомобиля определяет минимально необходимую ширину проезжей части твердого по­крытия дороги.

Поворотной шириной автомобиля (коридора) называется разность между наружным и внутренним габаритными радиусами поворо­та автомобиля:

Поворотная ширина коридора определяет минимальную ши­рину проезда или ширину полосы движения, необходимую при крутых поворотах, а также возможность движения в проездах за­данных размеров и формы.