ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Увод колеса и поворачиваемость автомобиля из "Основы теории и конструкции автомобиля " Выше было рассмотрено качение колеса при отсутствии поперечной силы. Качение эластичного колеса, нагруженного поперечной силой, имеет свои особенности, так как шина эластична не только в радиальном, но и в поперечном направлении и деформируется под действием поперечной силы. Поэтому колесо с пневматической шиной может катиться по дороге без скольжения под некоторым углом л своей средней плоскости. Такое качение называют уводом колеса, а угол, который вектор скорости центра колеса образует с его средней плоскостью, — углом увода. [c.206] Если на колесо действуют только силы и (рис. 89), то при качении колеса точка В шины прикоснется к дороге в точке Вх, а точка С — в точке Сх и т. д. Средняя плоскость колёса совпадает с прямой АО , вдоль которой направлена касательная реакция X. [c.206] Приложим к колесу поперечную силу Р . Шина, обладающая эластичностью в поперечном направлении, при этом изогнется, а средняя плоскость колеса сместится относительно центра контакта О на расстояние Ьщ. При качении колеса точка В шины войдет в соприкосновение с дорогой в точке В2, а точка С — в точке С2 и т. д. В результате колесо покатится по направлению АО . При этом средняя плоскость колеса окажется расположенной под углом був к направлению движения. Средняя линия контакта, приблизительно совпадающая с направлением движения, также будет расположена под углом був к средней плоскости колеса. Таким образом, колесо будет катиться с уводом, угол которого равен був. [c.206] Увод может быть вызван также установкой управляемых колес под углом к направлению движения (схождением) и с наклоном к вертикали (развалом). [c.207] На рис. 90, а показан примерный график зависимости угла увода був от поперечной силы Ру, приложенной к колесу. При небольших значениях силы Ру угол увода приблизительно пропорционален ее величине, и участок АВ можно считать прямолинейным. Увеличение силы Ру вызывает проскальзывание в контакте, в результате чего линейная зависимость нарушается (участок В С). [c.208] В случае увеличения силы Ру до значения силы сцепления (pyZ начинается полное скольжение шины. [c.208] Для малых углов увода (до 4—6°) коэффициент кув приближенно можно считать постоянным. Для шин легковых автомобилей он находится в пределах 15—40 кН/рад, а для шин грузовых автомобилей и автобусов — в пределах 30—90 кН/рад. [c.208] На рис. 90, б приведены экспериментальные зависимости угла увода от поперечной силы для шины размером 6,40—13 при двух значениях воспринимаемой ею вертикальной нагрузки 2,0 кН (кривые 5 и 4) и 6,0 кН (кривые 1 и 2) при двух значениях давления воздуха в шине (сплошные кривые соответствуют давлению 0,17 МН/м , а штриховые — давлению 0,12 МН/м ). Как видно из рис. 90, б, зависимости — / (був) в действительности имеют более сложную форму, чем кривые, показанные на рис. 90, а. В частности, прямолинейный участок в начале кривой у них отсутствует, и поэтому считать коэффициент /сув постоянным можно лишь с известным приближением. Увеличение вертикальной нагрузки и давления воздуха в шине сопровождается возрастанием сопротршления уводу шины и поперечной силы, вызывающей полное скольжение. [c.209] При уводе шина деформируется не только в радиальном, но и в поперечном направлениях, вследствие чего внутреннее трение в шине увеличивается. Кроме того, при больших углах увода частицы протектора интенсивно проскальзывают по дороге. В результате при уводе сила, необходимая для качения колеса, резко возрастает. По опытным данным, сила, необходимая для качения колеса с уводом 6—7°, может быть в несколько раз больше силы, которую нужно приложить к нему при качении без увода. [c.209] Увод шин исследуют на стехвдах или динамометрических тележках, сходных по конструкции с теми, которые используют для определения коэффициентов / и ф. Устанавливая шину под различными углами к направлению движения, определяют влияние скорости, вертикальной нагрузки и других факторов на увод. [c.209] Во время дорожных испытаний углы увода определяют при движении автомобиля по прямой или по окружности. В первом случае на оси колеса закрепляют фотоаппарат объективом вниз и так, чтобы продольные границы кадра были параллельны продольной оси автомобиля. Во время движения автомобиля поверхность дороги фотографируют с некоторой выдержкой, в результате чего отдельные пятна и царапины на дорожном покрытии выглядят на снимке в виде линий. При качении колеса с уводом (например, вследствие поперечного наклона дороги) линии на снимке располагаются относительно границ кадра под некоторым углом, равным углу увода шины. [c.209] Определив по формуле (248) угол 9, можно из последних двух выражений найти углы увода. [c.210] Под поворачиваемостью подразумевают свойство автомобиля с эластичными шинами отклоняться вследствие увода от направления движения, определяемого положением - управляемых колес. [c.211] Если угол 61 62, то радиус Лд -й, и для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой радиуса Я управляемые колеса нужно повернуть на угол, меньший, чем при жестких шинах. В этом случае поворачиваемость автомобиля называют излишней. Если к автомобилю с излишней поворачиваемостью, который движется прямолинейно, приложить поперечную силу, то он тоже начнет двигаться криволинейно (рис. 93, б). Однако поперечная составляющая Рщ центробежной силы в этом случае направлена в ту же сторону, что и поперечная сила Р . В результате увод возрастает, что увеличивает кривизну траектории и силу Рщ и т. д. Если водитель не повернет управляемые колеса в нужном направлении, то центробежная сила может увеличиться настолько, что автомобиль потеряет управляемость или устойчивость. [c.213] Таким образом, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью более устойчив и лучше сохраняет направление движения, чем автомобиль с излишней поворачиваемостью. Кроме того, при движении автомобиля с излишней поворачиваемостью возможна потеря управляемости. [c.213] При повышении скорости автомобиля углы увода также увеличиваются, причем угол 62 увеличивается быстрее угла 6 . Это вызывает уменьнюние правой части выражения (254), которая при некоторой так называемой критической скорости Ру оказывается равной нулю. При этой скорости автомобиль начинает двигаться криволинейно, хотя его управляемые колеса находятся в нейтральном положении. Если скорость больше г ув, то разность (62 — 61) ЫНд, и угол 6 становится отрицательным. Это означает, что для поворота автомобиля вправо передние колеса нужно повернуть влево. Следовательно, автомобиль с излишней поворачиваемостью теряет управляемость, если его скорость больше критической скорости Уув. [c.213] У автомобиля с недостаточной или нейтральной поворачн-ваемостью критическая скорость отсутствует, так как при 61 б подкоренное выражение отрицательно, и скорость является мнимой величиной, а при б = 63 она равна бесконечности. [c.214] Следовательно, при таких значениях коэффициентов сопротивления уводу автомобиль не имеет критической скорости и обладает недостаточной поворачиваемостью. [c.214] Чтобы обеспечить недостаточную поворачиваемость автомобиля, несколько уменьшают давление воздуха в шинах передних колес по сравнению с давлением в шинах задних колес и тем самым снижают значение коэффициента ку х- Кроме того центр тяжести автомобиля немного смещают в сторону передней оси, что увеличивает составляющую центробежной силы, действующую на управляемые колеса. [c.214] Существенное влияние на управляемость автомобиля оказывает поперечный крен кузова, который может вызвать поворот оси автомобиля в горизонатальной плоскости или изменить развал управляемых колес. [c.214] Вернуться к основной статье