6.2 Потеря продольной устойчивости автомобиля

При потере продольной устойчивости автомобиль может опрокинуться относительно передней или задней оси, а также скользить (сползать) в продольном направлении. Современные автомобили имеют низко расположенный центр масс, сравнительно большие базу и массу, поэтому продольное опрокидывание наблюдается крайне редко, лишь при некоторых особых условиях, например при съезде с дороги в обрыв или под откос.

В момент начала проскальзывания ведущих колес сила сцепления равна силе сопротивления подъему, т.е.

, кН (6.18)

где G и Gпp — вес автомобиля и прицепа, кгс;

α — угол подъема дороги, град;

Z — вертикальная реакция задних ведущих колес, кгс;

φ — коэффициент сцепления.

Наибольший (критический) угол подъема дороги, при котором начинается буксование ведущих колес одиночного автомобиля, определяется по формуле:

, (6.19)

где b – расстояние по горизонтали от центра масс до оси задних колес, м;

L — база автомобиля, м;

hg — высота центра масс, м;

f — коэффициент сопротивления качению.

На дорогах хорошего качества можно принять, что

. (6.20)

У автомобиля со всеми ведущими колесами (колесные формулы 4X4, 6X6)

. (6.21)

У автопоезда с прицепами наибольший угол подъема, при котором начинается пробуксовка задних ведущих колес тягача, рассчитывается по формуле:

,

где ∑GПР — суммарный полный вес всех прицепов, кгс.

При движении на подъем автопоезда, состоящего из седельного тягача с полуприцепом, наибольший угол подъема определяется по формуле:

. (6.22)

Рисунок 6.6 Статическая неуравновешенность колеса

Вертикальная составляющая центробежной силы Рb = Рцsinωt (рисунок 6.6), т.е, имеет синусоидальный характер изменения (угол ωt отсчитывается от горизонтальной оси). В горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, центробежная сила стремится повернуть колесо около шкворня сначала в одном, а затем (через 180°) в противоположном направлении.

Рисунок 6.7 Виляние колес вокруг шкворней, вызываемое неуравновешенностью колес

На рисунке 6.7 показаны передние колеса легкового автомобиля. Они не уравновешены. При движении автомобиля может возникнуть такое положение, когда неуравновешенная часть одного колеса (показанная кружком) окажется направленной вперед (рисунок 6.7, а), а уравновешенная часть другого колеса — назад. Тогда и центробежные силы, вызываемые этими неуравновешенными частями, окажутся направленными в разные стороны и будут стремиться повернуть управляемые колеса вокруг шкворня, в сторону, показанную на рисунке 6.7 стрелками. Когда колеса сделают пол-оборота (рисунок 6.7, б), неуравновешенные части изменят своё положение и центробежные силы будут стремиться вызвать поворот колес уже в противоположном направлении. Следовательно, за каждый оборот колес направление центробежных сил будет дважды изменяться. При малых скоростях центробежные силы неуравновешенных частей малы и не могут преодолеть сил трения шин о дорогу и в рулевом управлении и возбудить угловые колебания колес. Однако при скоростях движения 60—70 км/ч и более эти силы могут возрасти настолько, что вызовут виляние управляемых колес. Когда колеса делают вокруг шкворня более 6— 3 колебаний в секунду, управление автомобилем сильно затрудняется: возникает угроза потери устойчивости.