Контрольні запитання і завдання

1. За якими формулами можна розрахувати теоретичні та дійсні значення максимального сповільнення, мінімальних шляху і часу гальмування автомобіля та автопоїзда?

2. Записати і проаналізувати формулу для визначення зупинного шляху, запропоновану професором Великановим Д.П.

3. Дати визначення часу реакції водія, спрацьовування гальмівної системи.

4. Що враховує коефіцієнт зниження ефективності гальмування?

5. Яким умовам відповідають нормативні значення показників ефективності робочих гальмівних систем?

6. Чому дорівнюють нормативні сповільнення та гальмівний шлях для легкових і вантажних автомобілів, автопоїздів?

7. Проаналізуйте вплив на ефективність гальмування таких факторів: зменшення часу реакції водія та часу спрацьовування гальмівної системи; одночасного гальмування коліс; утримання системи в справному технічному стані.

Лабораторна робота №10 поперечна стійкість автомобіля під час криволінійного руху

Мета роботи – освоєння методики експериментального визначення та аналізу поперечної стійкості автомобілів під час криволінійного руху.

Обладнання. Лабораторна установка, тахометр, лінійка, кутомір.

Загальні відомості

На поперечну стійкість трактора та автомобіля під час криволінійного руху суттєво впливають інерційні сили [1, с.271–274; 2, с.254–257; 3, с.143–144].

У процесі повороту колісної машини на горизонтальній ділянці з усталеною швидкістю та постійним радіусом (рис. 10.1, а) центр повороту О розташований в точці перетину осей всіх коліс машини. Відцентрова сила інерції Р_ц , що виникає на повороті, прикладається до центру тяжіння і спрямована по радіусу від центру повороту:

(10.1)

де G – вага машини;

ω_п – кутова швидкість обертання машини навколо центру повороту, с^–1;

R_цт – радіус повороту центру тяжіння.

Повздовжня складова сили Р_ц зумовлює перерозподіл нормальних навантажень між передніми і задніми колесами, а поперечна намагається перекинути машину вбік:

(10.2)

де γ_ц – кут нахилу відцентрової сили до поперечної площини;

V – поступальна швидкість руху машини на повороті, м/с;

R – радіус повороту, м.

Під час входу в поворот відбувається відносне обертання центру тяжіння машини навколо середини заднього моста О₂ з тангенціальним прискоренням ј_τв :

а) б)

Рис. 10.1. Схема сил, що діють під час криволінійного руху і повороту:

а) на колісну машину в горизонтальній площині; б) на автомобіль

у поперечній площині.

(10.3)

де а – повздовжня координата центру тяжіння (радіус відносного обертання);

dω_п /dt – зміна кутової швидкості повороту ω_п .

У результаті виникає тангенціальна сила інерції Р_τв , яка прикладена до центру тяжіння машини і діє у тому ж напрямі (рис. 10.1, а), що й відцентрова сила:

(10.4)

Тангенціальна сила інерції Р_τв істотно залежить від прискорення dω_п /dt, тобто від різкості повороту, яка може зумовити значне збільшення сумарної поперечної сили , що намагається порушити стійкість машини.

При виході з повороту радіус обертання поступово збільшується, внаслідок чого напрям прискорення j_τв змінюється, і тангенціальна сила інерції Р_τв віднімається від сили .

Переважно відцентрова сила Р_ц на порядок вища від інших сил. Винятком є момент входу машини в поворот, коли сили інерції Р_ц та Р_τв співрозмірні. Як правило на початку входу в поворот бокові сили невеликі, а тому можна оцінювати стійкість машини під час кругового руху з постійною швидкістю.

Поперечна стійкість автомобіля суттєво залежить від поперечного профілю полотна дороги на заокругленнях. Якщо поперечний нахил дороги β спрямований від центру заокруглення, тоді бокова складова Gsinβ ваги автомобіля та складова відцентрової сили діють в одному напрямі, намагаючись перекинути автомобіль вбік. У випадку поперечного нахилу дороги до центру заокруглення сили Gsinβ та спрямовані в різні сторони, в результаті чого стійкість автомобіля на повороті підвищується.

За умови усталеного руху автомобіля на заокругленнях, що мають нахил, спрямований до осі заокруглення Y–Y (рис. 10.1, б), перекидання можливе навколо осі О˝. Оскільки на початку перекидання ліві колеса відриваються від дороги і реакція Y΄ дорівнює нулю, умова рівноваги автомобіля відносно можливої осі перекидання О˝ описується наступним співвідношенням:

(10.5)

де h_цт – вертикальна координата центру тяжіння;

В – ширина колії.

Підставляючи у (10.5) значення , отримуємо:

(10.6)

Для дотримання умови рівноваги максимальна швидкість руху V_max на повороті:

(10.7)

де β_п – граничний статичний кут поперечного схилу

Якщо поперечний нахил дороги спрямований від центру заокруглення, тоді:

(10.8)