Вопрос 45. Критические параметры движения по опрокидыванию.

Условие потери устойчивости, при котором происходит опрокидывание – достижение равенства нулю нормальных реакций на внутренних колесах обеих мостов. Запишем условие равновесия при движении на вираже:

(Р cos - G sin )h = (G cos + Р sin )m, (4.7)

Размер плеча m зависит от целого ряда факторов:

- расположения центра масс в поперечной и продольной плоскостях

- колеи передних и задних колес

- угловой жесткости подвески и плеча крена, определяющих смещение центра подрессоренной массы. Принимая как допущение, что плечо m равно половине колеи, рассмотрим случай опрокидывания в сторону действия силы Р . Подставляя в полученное выражение Р = m V /R и m = В/2 и решая относительно скорости, имеем:

V = , (4.8)

 

Соответственно, при движении по горизонтальной дороге:

V = , (4.9)

Если Р cos G sin , то увеличивается опасность опрокидывания в сторону действия составляющей силы тяжести G sin тем больше, чем меньше скорость и больше угол косогора. Решая равенство относительно , имеем:

= arctg , (4.10)

Минимальное значение = arctg B/2h , (4.11)

Следует отметить, что полученные выражения критических параметров не учитывают наклона кузова, т.е углов крена. Если при каких либо возмущениях, меняется крен кузова, то это приводит к уменьшению плеча m и увеличению h , что в свою очередь увеличивает вероятность опрокидывания даже до достижения критических параметров, рассчитываемых по полученным ранее формулам. В принципе водитель может вмешаться в развитие процесса, пока опрокидывание происходит не очень быстро, уменьшив силу Р , снизив скорость или увеличив радиус.

Из формул видно, что наличие виража повышает критические скорости. Это обстоятельство используют для повышения устойчивости движения на автомобильных дорогах. В России устраивают виражи на всех кривых с R 3000 м на дорогах первой категории и на кривых с R 2000 м – на остальных дорогах. Обычно угол виража не превышает 6 .

При проектировании АТС за счет конструктивных соотношений обеспечивают выполнение условия V , которое иллюстрируется графиком зависимости критических скоростей (рис. 9).

Рис. 9 График зависимости критических скоростей движения

от радиуса поворота

Вопрос 46. К-т поперечной устойчивости.

Потеря устойчивости по опрокидыванию опаснее, чем по боковому скольжению, поэтому АТС стараются спроектировать так, чтобы V . Если подставить в это неравенство выражения, полученные ранее, то получится другое неравенство: B/2h .

Это условие является универсальным для устойчивости движения и положения.

Конструктивный параметр B/2h = принято называть к-том поперечной устойчивости. В условиях эксплуатации значения не остаются постоянными, поскольку высота центра тяжести зависит от загрузки АТС. Чтобы надежно обеспечить выполнения неравенств, с учетом того, что при их выводе не учитывалось изменение m и наличие крена, желательно, чтобы 1.

Это требование практически всегда выполняется для легковых автомобилей и в большинстве случаев для не груженых грузовых. Для грузовых АТС и автопоездов с полной загрузкой выполнение данного условия затруднительно, особенно при перевозке грузов малой плотности и контейнеров.

Кроме того, критический угол опрокидывания может быть использован как обобщающий критерий выполнения 1. Нормативы НАМИ указывают следующие нормы:

= (42,4 - 2,4 ) при 0,55 1 и = (25 + 15) при 1.

Минимально допустимое значение = 21 , за исключением автомобилей контейнеровозов, предназначенных для эксплуатации на дорогах 1 и 2 категорий. Для них устанавливаются также допустимые углы поперечного крена подрессоренной массы.

Правильный выбор к-та поперечной устойчивости уменьшает вероятность опрокидывания, но не исключает её вовсе. Так, если при боковом скольжении колеса встретят препятствие, то при наличии боковой скорости может произойти опрокидывание. Как показывают расчеты и результаты экспериментов для большинства автомобилей минимальная боковая скорость при превышении которой начнется опрокидывание не превышает 5…6 м/с.