2.3. Керованість автомобіля
Для досягнення хорошої керованості повинні виконуватись наступні умови:
керовані колеса при повороті автомобіля повинні котитися без бокового ковзання;
привід керування повинен забезпечувати правильне співвідношення між кутами повороту керованих коліс (рульова трапеція);
геометричні розміри направляючих елементів підвіски і характеристики пружних властивостей підвіски і шин повинні бути підібрані таким чином, щоб кути відведення передньої і задньої осей знаходитися в заданих співвідношеннях;
повинна бути забезпечена необхідна стабілізація керованих коліс і запобігання їх коливання;
в механізмі керування повинно бути забезпечено зворотній зв’язок, що дозволяє водію оцінювати величину і напрямок сил, діючих на керовані колеса.
Для оцінки відповідності конкретної конструкції автомобіля даним вимогам необхідно визначити критичну швидкість по умові керованості Vкер.
Це максимальна швидкість руху, з якою автомобіль може повернути без поперечного ковзання керованих коліс.
Величина Vкер визначається із залежності:
м/с
де – коефіцієнт зчеплення шин з дорогою (φ=0,15; 0,5; 0,8 для льоду, мокрого та сухого асфальту);
f=0,06 – коефіцієнт опору кочення;
L – база автомобіля, м;
- максимальний середній кут повороту керованих коліс автомобіля
( = 35°).
Якщо автомобіль рухається зі швидкістю, більшою, ніж Vкер, то керовані колеса будуть проковзувати в поперечному напрямку (юз) і автомобіль може втратити керованість.
При русі автомобіля з еластичними колесами величину радіуса повороту Rе (рис.4.1) можна розраховувати за формулою:
Рис. 2.1. Схема повороту автомобіля: а – з жорсткими шинами; б – з еластичними шинами.
де, 2 – кути відведення коліс, відповідно, передніх і задніх осей, рад:
Де, Ky2 – коефіцієнти опору відведення одного колеса передньої і задньої осей, Н/град;
P2 – бокові сили, які діють на колеса передньої і задньої осей автомобіля при русі по колу;
, nзк – число задніх коліс.
Величини Ky для коліс сучасних автомобілів наступні:
легкові автомобілі – 500…1000;
вантажні автомобілі – 800…1500.
Граничні значення бокових сил на колесах передньої і задньої осей, при яких колеса котяться ще без бокового ковзання, визначаються з використанням залежностей:
Р2=0,4Р2=0,4 6600=2640
де Р1 ,Р2 – сили зчеплення передніх і задніх коліс з дорогою, Н:
Р2=G2=0,611000=6600
де G1 і G2 – сили ваги, які приходиться на передню і задню осі автомобіля, Н;
- коефіцієнт зчеплення в розрахунках прийняти рівним 0,6.
Після визначення кутів відведення коліс розраховувати радіус Rе і порівняти його з радіусом повороту автомобіля з жорсткими колесами (див. рис. 4.1):
При Rе =R автомобіль має нейтральну, при RеR недостатню і при RеR – надлишкову повороткість.
Необхідно, щоб для проектованого автомобіля повороткість була недостатньою. В цьому випадку критична швидкість автомобіля по умові бокового відведення коліс відсутня.