Определение критической скорости ТМ по боковому скольжению (заносу)

    При равномерном движении ТМ на повороте по горизонтальной дороге (рисунок 8.1, участок «3-4») боковое скольжение её колёс может возникнуть в результате действия поперечной силы F _цY в тот момент, когда она становится равной силе сцепления колёс с дорогой в боковом направлении F_φY, т.е.

 

F_цY = F_φY = R _Y1н+ R _Y1в +R _Y2в +R _Y2н = m_тм∙ V_тм²/R,

 

где R _{Y 1н}, R _{Y 1в},R _{Y 2в},R _{Y 2 н} – поперечные реакции дороги.

    Подставим в это выражение значения поперечной составляющей центро-бежной силы из выражения и силы сцепления шин в поперечной плоскости:

                                                                     ,

где φ _Y – коэффициент сцепления шин в поперечной плоскости.

Учитывая, что в этом случае V_а= V _{кр φ} , находим критическую скорость, м/с:

                                          V _{кр φ} =                               

 

    Критической  скоростью по боковому скольжению или заносу называется предельная скорость, после достижения которой возможен занос ТМ.

    Таким образом, при прохождении поворота на критической скорости по боковому скольжению заноса у ТМ может и не возникнуть. Занос её в этом случае может произойти при любом минимальном боковом возмущении (порыв ветра, боковой удар колеса о дорожную неровность, поперечный уклон дороги), а также при увеличении скорости движения ТМ или уменьшении радиуса поворота, что приведёт к увеличению поперечной составляющей центробежной силы F_цY.

    ТМ может потерять поперечную устойчивость и во время прямолинейного движения, если водитель очень резко повернёт управляемые колёса, хотя бы на небольшой угол. При этом возникает сила инерции, поперечная составляющая которой, приложенная в центре тяжести ТМ C (рисунок 8.1), может весьма быстро достичь значения силы сцепления колёс с дорогой в боковом направлении F_φY и вызвать занос.

 

 

Определение критической скорости ТМ по боковому опрокидыванию

    При повороте на горизонтальной дороге поперечная составляющая центро-бежной силы F _цY (рисунок 8.2), действующая на ТМ, может вызвать не только боковое скольжение, но и опрокидывание ТМ.

FцY

RZB

RYH

RZB

RZH

A

В

R

 

hg

Gтм

Рисунок 8.2  –  Схема сил, действующих на ТМ при её боковом

опрокидывании на повороте

 

    Опрокидывание ТМ происходит относительно её наружных колёс (точка А). В момент отрыва внутренних колёс от дороги нормальные реакции R_ZB=0, и весь вес ТМ воспринимается наружными колёсами (R_ZH = G_тм). В этом случае опрокидывающий момент М_оп, создаваемый поперечной силой F_цY, превышает или уравновешивается восстанавливающим моментом М_в от веса ТМ:

                                               М_оп= М_в .

Подставив значения моментов, получим: F_цY ∙ h_g = G_тм ∙0,5 ∙B.

Или с учётом значения поперечной силы [ G_тм ∙ V _тм ² /(g ∙ R) ] ∙ h _g =G_тм ∙ 0,5 ∙ B. Cокративправую и левую части последнего выражения на G_a, получим: h _g ∙ V_a ² /(g ∙ R)= 0,5 ∙ B.

  Учитывая, что в этом случае V_тм=V _{кр оп}, находим критическую скорость, м/с:    

g ∙ R ∙B

2 ∙ hg

                                              V _{кр оп} =               

                    

 

    Критической скоростью по боковому опрокидыванию называется предельная скорость, при превышении которой возникает опрокидывание ТМ.