Продольная устойчивость автомобиля. Определение критического угла подъема автомобиля.

При нарушении продольной устойчивости автомобиль может опрокинуться относительно оси передних или задних колес, а также скользить в продольном направлении.

Опрокидывание вокруг осей колес возможно только у автомо­биля с очень короткой базой и высоким расположением центра тяжести. Однако для большинства современных автомобилей, име­ющих низкое расположение центра тяжести, опрокидывание в про­дольной плоскости маловероятно. Возможно 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.

Определим критический угол подъема по буксованию для ав­томобиля. С этой целью рассмотрим равномерное движение авто­мобиля на максимальном подъеме (рис. 11.11), так как разгон на нем невозможен. При преодолении максимального подъема ско­рость движения автомобиля небольшая, поэтому силой сопротив­ления воздуха Р_в пренебрегаем. При этом сцепление ведущих ко­лес с дорогой полностью используется касательной реакцией до­роги (R_X2 = Р_сц = R_Z2φ_x), а касательной реакцией дороги на перед­них колесах пренебрегаем, так как она мала по сравнению с каса­тельной реакцией R_x2

R_Z2L = Gh_nsinα+ Gl₁cosα; R_x = Gsina.

Максимальное значение ка­сательной реакции дороги на ве­дущих колесах автомобиля огра­ничена сцеплением колес с до­рогой:

R_x2= R_Z2φ_x

Подставим в это выражение значения реакций дороги R_Z2 и R_X2 и разделим обе части урав­нения на cosα. Учитывая в дан­ном случае, что α = α_б, опреде­лим критический угол подъема по буксованию:

tg α_б=φ_xl1/L-h_цφ_x

Критическим углом подъема по буксованию называется предель­ный угол, при котором еще воз­можно движение автомобиля на подъеме без буксования ведущих колес.

Критический угол подъема по буксованию во многом зависит от коэффициента сцепления φ_x/Так, например, при φ_x= 0,3 (асфальт влажный и грязный или покрытый снегом) для автомобилей с колес­ной формулой 4x2 угол α_б = 10... 15°.

Для автомобиля со всеми веду­щими колесами критический угол подъема по буксованию

tgα₆ =φ_x

Следовательно, такого типа автомобили могут преодолевать кру­тые подъемы без потери продольной устойчивости.

Угол а_б линейно зависит от коэффициента ср* (рис. 11.12).

Определение понятия “управляемость” АТС. Оценочные показатели и характеристики управляемости. Методики экспериментального определения оценочных показателей управляемости. Показатели управляемости автомобиля.

Управление автомобилем является главной производственной функцией водителя. Основным назначением автотранспортных средств является перемещение грузов или пассажиров, поэтому под управлением следует понимать целенаправленную организацию процесса движения.

Анализ особенностей криволинейного движения автомобиля в различных условиях позволяет выделить два режима поворотов: с малыми радиусами и невысокими скоростями — характеризует в основном маневренность и с большими радиусами, высокими скоростями — характеризует ус­тойчивость и управляемость.

У подавляющего большинства автомобилей изменение курсовых и боковых пара­метров движения осуществляется в резуль­тате поворота рулевого колеса - управ­ляющего воздействия. Возникающие в результате управляющего воздействия из­менения курсовых и боковых параметров являются кинематической реак­цией автомобиля на управляющее воздействие.

Для поворота рулевого колеса водитель должен создать некоторый момент, значе­ние которого зависит от изменений пара­метров движения. Сопротивления повороту рулевого колеса при этом будем называть силовой реакцией автомобиля на управляющее воздействие.

Характер функциональной зависимости между управляющими воздействиями и реакциями на них может служить оценкой свойств автомобиля как управляемого объекта Исходя из этого управляемостью называют совокупность свойств, определя­ющих характеристики кинематических и силовых реакций на управляющие воздействия.             

Оценочными показателями устойчивости управления являются:

1) устойчивость уп­равления траектории, балл;

2) устойчи­вость курсового управления, балл;

3) ус­тойчивость управления траекторией при торможении, балл;

4) устойчивость курсо­вого управления при торможении, балл;

5) предельная скорость выполнения манев­ра v_пр, км/ч;

6) скорость начала снижения устойчивости управления траекторией v_тр, км/ч;

7) скорость начала снижения устойчивости курсового управления v_курс, км/ч.

Показатели 1...4 определяют в эксплуа­тационных (штатных) режимах движения со скоростями v_max на специальных доро­гах и скоростями, разрешенными правила­ми дорожного движения, на дорогах категории 1. При оценке показателей 3 и 4 тор­можение происходит отv₀ до v =0,5v₀ с замедлением j₃≈0,5 g. Оценку дают в баллах по субъективным ощуще­ниям испытателя (органолептическим ме­тодом) по шкале, приведенной ниже.

Удовлетворительные оценки:

отлично, улучшать не требуется                                          5

не ясно, хорошо или отлично                  4,5

хорошо, желательно улучшить              4

не ясно, посредственно или хорошо    3,5

посредственно, необходимо улучшить

при модернизации ...................................                                 3

не ясно, удовлетворительная или нет     2,5

Неудовлетворительные оценки:

плохо, но бывает и хуже .... 2

не ясно, бывает ли хуже .... 1,5

хуже быть не может............................................       I

На основании протоколов испытаний, проводимых на различных дорогах ав­тополигона и в обычных условиях, определяют комплексные оценки устойчи­вости управления, которые должны быть не ниже заданных нормативных значений.

Показатели 5...7 определяют при испы­таниях на критических (нештатных) режи­мах движения, которые заключаются в вы­полнении заданных разметкой маневров «переставка» , «поворот», «тор­можение на повороте» с посте­пенно увеличивающейся скоростью по ме­тодике, указанной в РД 37.001. 005—82.

По субъективным оценкам контролера, находящегося вне объекта испытаний, и водителя-испытателя выставляется ком­плексная оценка устойчивости управления в баллах при различных скоростях движе­ния и строится график (зависимость скорость - баллы_)

Кроме этого, имеется целый ряд показа­телей и характеристик, из которого для оценки управляемости могут быть выделе­ны следующие:

1) характеристика статической траекторной управляемости;

2) характеристика «рывок руля»;

3) харак­теристика выхода из поворота;

4) харак­теристика легкости рулевого управления;

5) предельная скорость входа в заданный поворот;

6) предельная скорость входа в заданную переставку;

7) средняя угловая скорость поворота рулевого колеса на прямолинейном участке дороги.