Индикатори за стабилност при преобръщане
Показателите за напречна устойчивост на превозното средство са критичната скорост за странично плъзгане (занасяне)vs, km/h, критичната скорост за преобръщанеvo, km/h, критичният ъгъл на напречния наклон на пътя (наклона) за странично плъзгане β3, °, критичният ъгъл на напречния наклон на пътя (наклона) за преобръщане βо, °, коефициентът на напречна устойчивост. ηп.
Критична скорост за странично приплъзване (занасяне) Когато автомобилът се движи равномерно на завой по хоризонтален път (фиг. 11.1), страничното приплъзване на колелата му може да възникне в резултат на действието на странична силаРu(центробежна, сила на вятъра или странични удари поради неравности на пътя) в момента, когато страничната сила стане равна на силата на сцепление на колелата с пътя, т.е.
Заменете в този израз стойностите на центробежната сила и кохезионната сила:
където φyе коефициентът на напречна адхезия.
Като вземем предвид, че в този случайv=vз, намираме критичната скорост на автомобила при странично приплъзване или занасяне, км/ч:
Критичната скорост на странично приплъзване е максималната скорост, при която превозното средство може да се приплъзне.
По този начин, при преминаване на завой с критична скорост по странично приплъзване, колата може да не се плъзне. В този случай плъзгане може да възникне само при минимални странични смущения (порив на вятъра, страничен удар на колелото върху неравност на пътя, напречен наклон на пътя), както и при увеличаване на скоростта или намаляване на радиуса на завиване, което води до увеличаване на страничната силаRu.
Зависимоститеvна радиуса на завиванеRи коефициента φуса показани на фиг. 11.2.
Критичноскорост на преобръщане При завиване на хоризонтален път, страничната силаRu(виж Фиг. 11.1), действаща върху автомобила, може да причини не само странично приплъзване, но и преобръщане. Превозното средство се преобръща спрямо външните си колела (точкаА).В момента на отделяне на вътрешните колела от пътя нормалните реакцииRzв=0 и цялото тегло на превозното средство се възприема от външните колела (Rzн=G).В този случай преобръщащият момент, създаден от страничната сила се балансира от възстановителния момент, дължащ се на теглото на превозното средство:
Замествайки стойностите на моментите в този израз, получаваме
,
или като се вземе предвид стойността на напречната сила
.
Имайки предвид, че в този случайv = vo, ние определяме критичната скорост на превозното средство чрез преобръщане, km/h:
Критичната скорост на преобръщане е максималната скорост, при която превозното средство може да се преобърне.
Следователно, когато превозното средство се движи на завой с критична скорост на преобръщане, преобръщането му може да не се случи. Преобръщането на автомобила в този случай е възможно само при минимално странично смущение и увеличаване на скоростта или намаляване на радиуса на завиване. Зависимостиvо отRиhР са показани на фиг. 11.3.
Критичният ъгъл на напречния наклон на пътя за странично приплъзване Когато автомобил се движи направо по път с напречен наклон (по наклон), загубата на страничната му устойчивост се причинява от компонента на гравитацията на превозното средство (фиг. 11.4), успоредна на равнината на наклона:
където β е ъгълът на напречния наклон на пътя.
Страничното плъзгане на превозно средство по хълм може да започне в момента, в който
Ориз. 11.3. Зависимостикритична скорост на преобръщане от радиуса на завиване и височината на центъра на тежестта на превозни средства със същата следа:
hц1,hц2 - стойности на височината на центъра на тежестта на две превозни средства
Ориз. 11.4. Схема за определяне на критичните ъгли на напречния наклон на пътя за странично приплъзване и преобръщане
Ориз. 11.5. Зависимост на критичния ъгъл на напречния наклон на пътя при странично приплъзване от коефициента на сцепление
Замествайки стойностите на силите в последния израз, получаваме
Като се има предвид, че в този случай β = βз, определяме критичния ъгъл на напречния наклон на пътя според страничното приплъзване:
Критичният ъгъл на напречния наклон на пътя за странично приплъзване е ограничаващият ъгъл, при който все още е възможно да се кара автомобил направо по наклон без странично приплъзване на колелата. Страничното плъзгане на превозното средство при тези условия започва под действието на всяко минимално напречно смущение.
Ъгълът βз зависи линейно от коефициента φy(фиг. 11.5).
Критичният ъгъл на напречния наклон на пътя при преобръщане. Когато се движите направо по път с напречен наклон (вижте Фиг. 11.4), преобръщането на превозното средство може да започне, когато преобръщащият момент, генериран от страничната сила, се балансира от възстановяващия момент, дължащ се на нормалния компонент на гравитацията на превозното средство:
Заместете в този израз стойностите на моментите:
Като се има предвид, че в този случай β = βo, намираме критичния ъгъл на напречния наклон на пътя за преобръщане:
или
Ориз. 11.6. Зависимостта на критичния ъгъл на напречния наклон на пътя при преобръщане от съотношението на следата на колелата и височината на центъра на тежестта на автомобила
Критичен ъгъл на напречния наклонпът за преобръщане се нарича ограничаващият ъгъл, при който все още е възможно да карате кола направо по наклон без преобръщане.
Преобръщане на автомобила в този случай може да се случи само при минимално странично смущение.
Стойността на критичния ъгъл на напречния наклон на пътя при преобръщане зависи от вида на превозното средство. И така, за леки автомобили този ъгъл е 40,50°, за камиони - 30,40° и за автобуси - 25,35°. Ъгълът βo зависи линейно
от отношението (фиг. 11.6).
Коефициент на стабилност при търкаляне. Коефициентът на стабилност при търкаляне на превозно средство е съотношението на колелата на превозното средство към удвоената му височина на центъра на тежестта:
Коефициентът на странична стабилност ви позволява да определите кой от двата вида загуба на странична стабилност (поднасяне или преобръщане) е по-вероятен по време на работа.
Например, разгледайте случая на автомобил, който се движи, докато завива по хоризонтален път. За тази цел приравняваме критичните скорости за странично приплъзване и преобръщане:
От този израз следва, че ако коефициентът на странично сцепление на колелата с пътя е по-малък от коефициента на странично
стабилност (φуηп), преобръщането на превозното средство може да се случи без предварителното му занасяне, което е възможно на пътища с висок коефициент на сцепление.
Стойността на коефициента на странична стабилност зависи от типа превозно средство. И така, за камиони е 0,55. 0,8, за автобуси - 0,5. 0,6 и автомобили - 0,9. 1.2. Колкото по-голяма е стойността на коефициента на странична стабилност, толкова по-стабилна е колата срещу странично преобръщане.