То что не вошло в другие темы
Алексей
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 09 дек 2016, 14:02

Устойчивость и управляемость автомобиля

Сообщение Алексей » 23 мар 2017, 15:00

Устойчивость — это способность автомобиля двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания, заноса и увода. Понятия устойчивость и управляемость тесно переплетаются и их следует рассмотреть совместно. Причинами, вызывающими нарушение устойчивости и управляемости автомобиля, наиболее часто являются воздействующие на автомобиль боковые силы. Особенно высокие требования к устойчивости предъявляются при работе автомобиля на скользких дорогах и при движении с большими скоростями.

Различают:
-продольную;
-поперечную;
-боковую устойчивость автомобиля.

Безымянный.png
Безымянный.png (58.85 КБ) 5811 просмотров

Рис. 1. Силы, действующие на автомобиль при повороте (налево): Р сц—силы сцепления; Pj — сила инерции; ЦМ — центр масс автомобиля; Q а — сила тяжести автомобиля; 2Л , Z„ — силы реакции дороги на опоры колес; Мп — опрокидывающий момент

Под продольной устойчивостью понимают способность автомобиля сохранять устойчивость в продольном направлении (вдоль дороги) при преодолении подъемов и движении на спусках. Чем короче база автомобиля (расстояние между осями), меньше тяговое усилие на ведущих колесах, круче уклон дороги, тем меньше продольная устойчивость. При движении на подъеме нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние уменьшается. Уменьшение давления передних колес на дорогу также уменьшает продольную устойчивость. Однако потеря автомобилем продольной устойчивости (опрокидывание через переднюю или заднюю ось) сравнительно редкое явление и может быть в исключительных случаях - при очень крутом спуске в горных условиях и т. п.

Способность автомобиля сохранять устойчивость в поперечном направлении (поперек дороги) называется поперечной устойчивостью, например при движении по дороге с поперечным уклоном или по косогору. Потеря автомобилем поперечной устойчивости (опрокидывание через левые или правые колеса) тем менее вероятна, чем шире колея (расстояние между колесами) и ниже расположен центр тяжести. Значительное повышение центра тяжести вследствие высоты груза снижает поперечную устойчивость автомобиля.
Технический Регламент Таможенного Союза (ТР ТС 018/2011) предъявляет требования к поперечной статической устойчивости транспортного средства при испытаниях при опрокидывании для транспортных средств категорий M, N, O (применительно к категории М1 – только для транспортных средств категории G только в отношении подпункта 4.2.1, Приложение 3).
ТР ТС 018/2011 определяет, что под углом статической устойчивости αсу понимается угол наклона опорной поверхности α опрокидывающей платформы относительно горизонтальной плоскости, при котором произошел отрыв всех колес одной стороны одиночного транспортного средства максимальной массы от опорной поверхности платформы. Величина угла αсу, полученная в результате технического расчета, должна быть не менее нормативного значения αн = 21° зависящего от коэффициента qs поперечной устойчивости транспортного средства и определяемого расчетным путем по формулам.

Боковой устойчивостью называют способность автомобиля противостоять влиянию боковых сил, вызывающих скольжение задней или передней оси в сторону (боковой занос).

2.png
2.png (67.9 КБ) 5811 просмотров

Рис. 2. Сила сцепления колес с дорогой, изображенная в виде круга, используется: а — на создание силы тяги (вектор Р); б — на создание тормозной силы (вектор Рт ); в — на удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рб); г — на создание силы тяги и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рs ); д — на создание тормозной силы и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Ръ )

Загородное шоссе иногда имеет выпуклый поперечный профиль, часто переходящий на повороте в односторонний уклон, как в сторону центра поворота, так и в сторону от центра поворота. В последнем случае боковая устойчивость автомобиля резко снижается, так как боковая сила, вызывающая занос, и центробежная сила, опрокидывающая автомобиль, направлены в одну сторону от центра поворота.

Известны случаи, когда боковой занос заканчивается опрокидыванием автомобиля. Опрокидывание автомобиля может также произойти от резкого поворота руля на высокой скорости.

Управляемость автомобиля
Управляемость — свойство автомобиля изменять направление движения при изменении положения управляемых колес. Качественно это свойство можно оценивать по степени приближения фактической траектории движения автомобиля к желаемой. В реальных дорожных условиях постоянно возникает необходимость корректирования или изменения направления движения автомобиля. Это достигается воздействиями водителя через рулевое управление на управляемые колеса. Действия водителя, направленные на сохранение или изменение величины и направления скорости движения, а также ориентации продольной оси автомобиля, называются управлением. Управление автомобилем является основной производственной функцией водителя. Для успешного осуществления этой функции автомобиль должен обладать соответствующими свойствами: адекватно реагировать на управляющие воздействия водителя; обеспечивать устойчивое прямолинейное движение и движение на повороте; сохранять нейтральное положение управляемых колес (занимаемое ими при прямолинейном движении) и автоматически возвращаться в него после совершения поворота; исключать колебания управляемых колес. Эти свойства определяют надежность и эффективность управления автомобилем и его устойчивое движение. Свойства управляемости и устойчивости тесно взаимосвязаны и имеют много общих черт. Они зависят от одних и тех же параметров механизмов автомобиля — рулевого управления, подвески, шин, распределения масс между мостами и др. Различие состоит лишь в способах оценки критических параметров движения автомобиля. Параметры, характеризующие свойства устойчивости, определяются без учета управляющих воздействий, а параметры, характеризующие свойства управляемости, — с их учетом. Для оценки управляемости автомобиля предложено множество показателей. Устойчивость управления характеризуется свойством системы водитель — автомобиль выполнять с оговоренной заранее точностью на заданном отрезке пути задаваемые характеристики движения. Характеристики движения определяют зависимости изменения скорости, траектории, курсового угла и угла крена подрессоренной массы в функции времени или пути. В правилах ООН № 79, в ГОСТ Р 31507-2012 и предусмотрены следующие показатели и характеристики управляемости автомобиля и автопоезда [20]:

1) скорость самовозврата рулевого колеса;

2) остаточное значение угла поворота рулевого колеса;

3) заброс угла поворота рулевого колеса;

4) время стабилизации;

5) усилие на рулевом колесе при повороте на месте;

6) усилие на рулевом колесе при движении автомобиля по круговой траектории;

7) характеристика траекторной управляемости при установившемся круговом движении;

8) характеристика заброса угловой скорости автомобиля (или прицепа) над установившимся значением этой скорости при входе в поворот;

9) характеристика обратного заброса угловой скорости прицепа при входе в поворот;

10) характеристика времени 90% -ной реакции автомобиля (или прицепа) при входе в поворот;

11) максимальная скорость выполнения маневра «поворот»;

12) характеристика углов поворота рулевого колеса;

13) характеристика скоростей поворота рулевого колеса;

14) средняя скорость корректирующих поворотов рулевого колеса при прямолинейном движении.

Рекомендуемые предельные значения показателей управляемости даны в правилах ООН № 79, , ГОСТ Р 31507-2012. Согласно этим нормативным документам, показатели управляемости определяют экспериментально. Эти показатели можно также определять посредством математического моделирования.

Рассмотрим физические свойства автомобиля, обеспечивающие его движение по заданной траектории на опорной плоскости дороги. Для обеспечения движения по заданной траектории водитель изменяет углы поворота управляемых колес, поворачивая рулевое колесо в ту или иную сторону на некоторый угол. Однако он не может обеспечить абсолютно точного движения по заданной траектории. Это обусловлено рядом причин. Во-первых, водитель не видит центра масс автомобиля и о совпадении действительной траектории с задаваемой может судить лишь по некоторым косвенным признакам. При управлении направлением движения автомобиля водитель ориентируется на некоторую точку, расположенную на дороге впереди автомобиля, называемую направляющей точкой. Направляющая точка меняет свое положение вместе с перемещением автомобиля. Во-вторых, на автомобиль постоянно действуют различные возмущения, стремящиеся изменить его траекторию. В-третьих, автомобиль обладает значительными инерционными свойствами, а его колеса - упругими свойствами в боковом направлении, поэтому реакция автомобиля на управляющее воздействие имеет определенное запаздывание. В-четвертых, углы бокового увода колес изменяются в широких пределах, так как изменяются продольные, боковые и нормальные реакции дороги на колеса, а также сцепление колес с дорогой. Рассмотрим реакции автомобиля на поворот рулевого колеса. Одной из важнейших характеристик управляемости автомобиля является зависимость кривизны траектории от угла поворота рулевого колеса, называемая характеристикой траекторией управляемости. Зависимость позволяет определить коэффициент чувствительности автомобиля к повороту. Чем больше изменяется кривизна траектории при определенном повороте рулевого колеса, тем выше чувствительность автомобиля к повороту и больше величина реакции автомобиля на управляющее воздействие водителя.

Устойчивость автомобиля вместе с его управляемостью и тормозной динамичностью обусловливают безопасность движения.

http://www.aae-press.ru/
http://stroy-technics.ru
эксперт ПТИА-АВТО
(495) 741-96-43, (495) 741-94-71
http://www.ptiafond.ru/

Вернуться в «Прочее»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 5 гостей