Основные элементы теории движения автомобиля

Силы, действующие на автомобиль

Торможение автомобиля

Устойчивость автомобиля

Управляемость автомобиля

Проходимость автомобиля

Автомобиль перемещается с определенной скоростью в результате действия на него движущих сил и сил, оказывающих сопротивление движению (рис. 1).

К силам, препятствующим движению автомобиля, относятся: силы сопротивления качению Рf, сопротивле­ние, создаваемое подъемом дороги Рa, сопротивление воздуха Pw, сопротивление сил инерции Рj. Для преодо­ления этих сил автомобиль оснащен источником энер­гии — двигателем. Возникающий в результате работы двигателя крутящий момент передается через силовую передачу и полуоси на ведущие колеса автомобиля. Их вращению препятствует сила трения, которая появляет­ся между колесами и поверхностью дороги.

Во время вращения ведущие колеса создают окруж­ные силы, которые действуют на дорогу, стремясь как бы оттолкнуть ее назад. Дорога, в свою очередь, ока­зывает равное противодействие (касательную реакцию) на колеса, что и вызывает движение автомобиля.

Силу, которая приводит автомобиль в движение, на­зывают силой тяги и обозначают Ph. Связь между этими величинами или предельное условие движения автомо­биля, при котором обеспечивается равновесие между силой тяги и силами сопротивления движения, можно выразить формулой

Pk = Pf±Pa+Pw + Pj.

Это уравнение называется уравнением тягового ба­ланса и позволяет установить, как тяговая сила распре­деляется по различным видам сопротивлений.

Сопротивление дороги

Сопротивление качению шины по дороге является следствием затрат энергии на гистерезисные (внутрен­ние) потери в шине и на образование колеи (внешние) потери. Кроме того, часть энергии теряется в результате поверхностного трения шин о дорогу, сопротивления в подшипниках ступиц ведомых колес и сопротивления воздуха ьращению колес. Ввиду сложности учета всех факторов сопротивление качению колес автомобиля оце­нивают по суммарным затратам, считая силу сопротив­ления качению внешней по отношению к автомобилю. При качении эластичного колеса по твердой дороге внешние потери незначительны. Слои нижней части ши­ны то сжимаются, то растягиваются. Между отдельны­ми частицами шины возникает трение, выделяется теп­ло, которое рассеивается, и работа, затрачиваемая на деформацию шины, не возвращается полностью при по­следующем восстановлении формы шины. При качении эластичного колеса деформации в передней части шины возрастают, а в задней — уменьшаются.

Когда жесткое колесо катится по мягкой деформи­руемой дороге (грунт, снег), потери на деформацию ши­ны практически отсутствуют и энергия затрачивается лишь на деформацию дороги. Колесо врезается в грунт, выдавливает его в сторону, спрессовывая отдельные частицы, образуя колею.

Когда же деформируемое колесо катится по мягкой дороге, энергия затрачивается на преодоление как внут­ренних, так и внешних потерь.

При качении упругого колеса по мягкой дороге де­формация его меньше, чем при качении по твердой до­роге, а деформация грунта меньше, чем при качении жесткого по тому же грунту.

Величина силы сопротивления качению может быть определена из формулы

Pf = Gf cos a,

где:

Pf — сила сопротивления качению;

G — вес автомобиля;

а — угол, характеризующий крутизну подъема или спуска;

f — коэффициент сопротивления качению, кото­рый учитывает действие сил деформации шин и покрытия, а также трение между ними в различных дорожных условиях.

Величина коэффициента сопротивления качению ко­леблется от 0,012 (асфальтобетонное покрытие) до 0,3 (сухой песок).

Рис. 1. Силы, действующие на движущийся автомобиль

Сопротивление подъему. Автомобильные дороги со­стоят из чередующихся между собой подъемов и спусков и крайне редко имеют горизонтальные участки боль­шой длины. Крутизну подъема характеризуют величи­ной угла а (в градусах) или величиной уклона дороги t, представляющей собой отношение превышения Н к за­ложению В (см. рис. 1):

i=H/B = tg a.

Вес автомобиля G, движущегося на подъеме, можно разложить на две-составляющие силы: G sina, направ­ленную параллельно дороге, и Gcosa, перпендикулярную к дороге. Силу G sin a называют силой сопротивления подъему и обозначают Ра.

На автомобильных дорогах с твердым покрытием уг­лы подъема невелики и не превышают 4 — 5°. Для таких малых углов можно считать

i = tg a ~ sin а, тогда Ра — G sin а = Gi.

При движении на спуске сила Ра имеет противопо­ложное направление и действует как движущая сила. Угол а и уклон i считают положительными на подъе­ме и отрицательными при движении на спуске.

У современных автомобильных дорог нет четко вы­раженных участков с постоянным уклоном; их продоль­ный профиль имеет плавные очертания. На таких доро­гах уклон и сила Р непрерывно меняются в процессе движения автомобиля.

Сопротивление неровностей. Ни одно дорожное по­крытие не является абсолютно ровным. Даже новые цементобетонные и асфальтобетонные покрытия имеют неровности высотой до 1 см. Под действием динамиче­ских нагрузок неровности быстро увеличиваются, умень­шая скорость автомобиля, сокращая срок его службы и увеличивая расход топлива. Неровности создают до­полнительное сопротивление движению.

При попадании колеса в длинную впадину оно уда­ряется о ее дно и подбрасывается вверх. После сильно­го удара колесо может отделиться от покрытия и снова удариться (уже с меньшей высоты), совершая затухаю­щие колебания. Переезд через короткие впадины и вы­ступы сопряжен с дополнительной деформацией шины под действием силы, возникающей при ударе о выступ неровности. Таким образом, движение автомобиля по неровностям дороги сопровождается непрерывными уда­рами колес и колебаниями осей и кузова. В результате происходит дополнительное рассеивание энергии в шине и деталях подвески, достигающее иногда значительных величин.

Дополнительное сопротивление, вызываемое неров­костями дороги, учитывают, условно увеличивая коэф­фициент сопротивления качению.

Величины коэффициента сопротивления качению f и уклона i в совокупности характеризуют качество дороги. Поэтому часто говорят о силе сопротивления дороги Р, равной сумме сил Рf и Ра:

Р = Pf -f Ра = G (f cos а -f sin а) ~G (f + i).

Выражение, стоящее в скобках, называют коэффи­циентом сопротивления дороги и обозначают буквой Ф. Тогда сила сопротивления дороги

Р = G (f cos a -f sin а) = G ф.

Сопротивление воздуха. При движении автомобиля на него оказывает сопротивление и воздушная среда. Затраты мощности на преодоление сопротивления воз­духа складываются из следующих величин:

— лобового сопротивления, появляющегося в резуль­тате разности давлений спереди и сзади движущегося автомобиля (около 55 — 60% всего сопротивления воз­духа);

— сопротивления, создаваемого выступающими час­тями: подножками, крыльями, номерным знаком (12 — 18%);

— сопротивления, возникающего при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство (10-15%);

— трения наружных поверхностей о близлежащие слои воздуха (8 — 10%);

— сопротивления, вызванного разностью давлений сверху и снизу автомобиля (5 — 8%).

При увеличении скорости движения увеличивается и сопротивление воздуха.

Прицепы вызывают увеличение силы сопротивления воздуха вследствие значительного завихрения воздуш­ных потоков между тягачом и прицепом, а также из-за увеличения наружной поверхности трения. В среднем можно принять, что применение каждого прицепа уве­личивает это сопротивление на 25% по сравнению с одиночным автомобилем.

Сила инерции

Кроме сил сопротивления дороги и воздуха влияние на движение автомобиля оказывают силы инерции Р). Всякое изменение скорости движения сопровождается преодолением силы инерции, и ее величина тем больше, чем больше обитая м,аееа автомобиля:

P=G*j/g

Время равномерного движения автомобиля обычно мало по сравнению с общим временем его работы. Так, например, при работе в городах автомобили движутся равномерно 15 — 25% времени. От 30% до 45% времени занимает ускоренное движение автомобиля и 30 — 40% — движение накатом и торможение. При трогании с мес­та и увеличении скорости автомобиль движется с уско­рением — его скорость при этом неравномерна. Чем быстрее автомобиль увеличивает скорость, тем больше ускорение автомобиля. Ускорение показывает, как за каждую секунду возрастает скорость автомобиля. Прак­тически ускорение автомобиля достигает 1 — 2 м/с2. Это значит, что за каждую секунду скорость будет возрас­тать на 1 — 2 м/с.

Сила инерции изменяется в процессе движения ав­томобиля в соответствии с изменением ускорения. Для преодоления силы инерции расходуется часть тяговой силы. Однако в тех случаях, когда автомобиль движет­ся накатом после предварительного разгона или при торможении, сила инерции действует по направлению движения автомобиля, выполняя роль движущей силы. Принимая это во внимание, некоторые труднопроходи­мые участки пути можно преодолевать с предваритель­ным разгоном автомобиля.

Величина силы сопротивления разгону зависит от ускорения движения. Чем быстрее разгоняется автомо­биль, тем большей становится эта сила. Ее величина меняется даже при трогании с места. Если автомобиль трогается плавно, то сила эта почти отсутствует, а при резком трогании она может даже превысить тяговую силу. Это приведет или к остановке автомобиля, или к буксованию колес (в случае недостаточной величины коэффициента сцепления).

В процессе работы автомобиля непрерывно меняют­ся условия движения: тип и состояние покрытия, вели­чина и направление уклонов, сила и направление ветра. Это приводит к изменению скорости автомобиля. Даже в наиболее благоприятных условиях (движение по усо­вершенствованным автомагистралям вне городов и населенных пунктов) скорость автомобиля и тяговая сила редко остаются неизменными в, течение продолжитель­ного времени. На средней.скорости движения (опреде­ляемой как отношение пройденного пути ко времени, затраченному на прохождение этого пути с учетом вре­мени остановок в пути) сказывается помимо сил сопро­тивления влияние весьма большого количества факто­ров. К ним относятся: ширина проезжей части, интен­сивность движения, освещенность дороги, метеорологи­ческие условия (туман, дождь), наличие опасных зон (железнодорожные переезды, скопление пешеходов), со­стояние автомобиля и т. д.

В сложных дорожных условиях может случиться так, что сумма всех сил сопротивления превысит тяго­вую силу, тогда движение автомобиля будет замедлен­ным и он может остановиться, если водитель не примет необходимых мер.

Сцепление колеса автомобиля с дорогой

Для того чтобы неподвижный автомобиль привести в движение, одной силы тяги недостаточно. Необходи­мо еще трение между колесами и дорогой. Иначе гово­ря, автомобиль может двигаться лишь при условии сцеп­ления ведущих колес с поверхностью дороги. В свою очередь, сила сцепления зависит от сцепного веса авто­мобиля Gv, т. е. вертикальной нагрузки на ведущие ко­леса. Чем больше вертикальная нагрузка, тем больше сила сцепления:

Pсц = ФGk,

где Pсц — сила сцепления колес с дорогой, кгс; Ф — коэффициент сцепления; GK — сцепной вес, кгс. Условие движения без буксования колес

Рk < Рсц,

т. е. если тяговая сила меньше силы сцепления, то ве­дущее колесо катится без буксования. Если же к веду­щим колесам приложена тяговая сила, большая, чем сила сцепления, то автомобиль может двигаться только с пробуксовкой ведущих колес.

Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния покрытия. На дорогах с твердым покрытием величина коэффициента сцепления обусловлена главным образом трением скольжения между шиной и дорогой и взаимо­действием частиц протектора и мнкронеровностей по­крытия. При смачивании твердого покрытия коэффи­циент сцепления уменьшается весьма заметно, что объ­ясняется образованием пленки из слоя частиц грунта и воды. Пленка разделяет трущиеся поверхности, ослаб­ляя взаимодействие шины и покрытия и уменьшая ко­эффициент сцепления. При скольжении шины по дороге в зоне контакта возможно образование элементарных гидродинамических клиньев, вызывающих приподнима­ние элементов шины над микровыступами покрытия. Не­посредственный контакт шины и дороги в этих местах заменяется жидкостным трением, при котором коэффи­циент сцепления минимален.

На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит от сопротивления грунта срезу и величины внут­реннего трения в грунте. Выступы протектора ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют и уплотняют его, что вызывает увеличение сопротивления срезу. Од­нако после некоторого предела начинается разрушение грунта, и коэффициент сцепления уменьшается.

На величину коэффициента сцепления влияет также рисунок протектора шины. Шины легковых автомоби­лей имеют протектор с мелким рисунком, обеспечиваю­щим хорошее сцепление на твердых покрытиях. Шины грузовых автомобилей имеют крупный рисунок протек­тора с широкими и высокими выступами-грунтозацепа-ми. Во время движения грунтозацепы врезаются в грунт, улучшая проходимость автомобиля. Истирание высту­пов в процессе эксплуатации ухудшает сцепление шины с дорогой.

При увеличении внутреннего давления в шине коэф­фициент сцепления вначале увеличивается, а затем уменьшается. Максимальное значение коэффициента сцепления соответствует примерно величине давления, рекомендуемого для данной шины.

При полном скольжении шины по дороге (буксова­ние ведущих колес или юз тормозящих колес) величи­на ф может быть на 10 — 25% меньше максимальной. Коэффициент поперечного сцепления зависит от тех же факторов, и его обычно принимают равным 0,7Ф. Сред­ние значения коэффициента сцепления колеблются в широких пределах от 0,1 (обледенелое покрытие) до 0,8 (сухое асфальте- и цементобетонное покрытие).

Сцепление шин с дорогой имеет первостепенное зна­чение для безопасности движения, так как оно ограни­чивает возможность интенсивного торможения и устой­чивого движения автомобиля без поперечного скольже­ния.

Недостаточная величина коэффициента сцепления является причиной в среднем 16%, а в неблагоприят­ные периоды года — до 70% дорожно-транспортных про­исшествий от общего их числа. Международной комис­сией по борьбе со скользкостью дорожных покрытий установлено, что величина коэффициента сцепления по условиям безопасности движения не должна быть меньше 0,4.

ТОРМОЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Надежные и эффективные тормоза позволя­ют водителю уверенно вести автомобиль с большой ско­ростью и вместе с тем обеспечивают необходимую без­опасность движения.

В процессе торможения кинетическая энергия авто­мобиля переходит в работу трения между фрикционны­ми накладками колодок и тормозными барабанами, а также между шинами и дорогой (рис. 2).

Величина тормозного момента, развиваемого тормоз­ным механизмом, зависит от его конструкции и давле­ния в приводе. Для наиболее распространенных типов тормозных приводов, гидравлического и пневматическо­го, сила нажатия на колодку прямо пропорциональна давлению, развиваемому в приводе при торможении.

Тормоза современных автомобилей могут развивать момент, значительно превышающий момент силы сцеп­ления шины с дорогой. Поэтому весьма часто в прак­тике наблюдается юз, когда при интенсивном торможе­нии колеса автомобиля блокируются и скользят по до­роге, не вращаясь. До блокировки колеса между тор­мозными накладками и барабанами действует сила трения скольжения, а в зоне контакта шины с дорогой — сила трения покоя. После блокировки, наоборот, между трущимися поверхностями тормоза действует сила тре­ния покоя, а в зоне контакта шины с дорогой — сила трения скольжения. При блокировке колеса затраты энергии на трение в тормозе и на качение прекращаются и почти все тепло, эквивалентное поглощаемой кине­тической энергии автомобиля, выделяется в месте кон­такта шины с дорогой. Повышение температуры шины приводит к размягчению резины и уменьшению коэф­фициента сцепления. Поэтому наибольшая эффектив­ность торможения достигается в случае качения колеса на пределе блокировки.

При одновременном торможении двигателем и тор­мозами достижение величины силы сцепления на веду­щих колесах происходит при меньшей силе нажатия на педаль, чем при торможении только тормозами. Дли­тельное торможение (например, во время движения на затяжных спусках) в результате нагрева тормозных ба­рабанов резко уменьшает коэффициент трения фрикци­онных накладок, а следовательно, и тормозной момент. Таким образом, торможение с неотъединенным двигате­лем, применяемое в качестве дополнительного способа уменьшения скорости, позволяет увеличить срок службы тормозов. Кроме того, при торможении с неотъединен­ным двигателем увеличивается поперечная устойчивость автомобиля.

Рис. 2. Силы, действую­щие на колесо автомоби­ля при торможении

Различают экстренное и служебное торможение.

Служебным называется торможение для остановки автомобиля или снижения скорости движения в заранее назначенном водителем месте. Снижение скорости в этом случае осуществляется плавно, чаще комбиниро­ванным торможением.

Экстренным называется торможение, которое произ­водится в целях предотвращения наезда на неожиданно появившееся или замеченное препятствие (предмет, ав­томобиль, пешеход и пр.). Это торможение может быть охарактеризовано остановочным путем и тормозным пу­тем автомобиля.

Под остановочным путем понимают расстояние, кото­рое пройдет автомобиль от момента обнаружения води­телем опасности до момента остановки автомобиля.

Тормозным путем называют часть остановочного пу­ти, который пройдет автомобиль с момента начала тор­можения колес до полной остановки автомобиля.

Общее время t0, необходимое для остановки автомо­биля с момента возникновения препятствия («остано­вочное время»), можно представить в виде суммы не­скольких составляющих:

t0 = tр + tпр + tу + tT,

где tр — время реакции водителя, с;

tпр — время между началом нажатия на тормозную педаль и началом действия тормозов, с;

tу — время увеличения замедления, с;

tT — время полного торможения, с.

Сумму tnp+ty часто называют временем срабатыва­ния тормозного привода.

Автомобиль в течение каждого из составляющих ин­тервалов времени проходит определенный путь, и их сумма является остановочным путем (рис. 3):

S0 = S1 + S2 + S3, м,

где S1, S2, S3 — соответственно пути, пройденные авто­мобилем за время tр, tПр+tу, tт.

За время tр водитель осознает необходимость тормо­жения и переносит ногу с педали подачи топлива на пе­даль тормоза. Время tр зависит от квалификации води­теля, его -возраста, утомляемости и других субъектив­ных факторов. Оно колеблется от 0,2 до 1,5 с и более. При расчетах обычно принимают tр = 0,8 с.

Время tnp необходимо для выбирания зазоров и пе­ремещения всех деталей привода (педали, поршней тор­мозных цилиндров или диафрагмы тормозных камер, тормозных колодок). Это время зависит от конструкции тормозного привода и его технического состояния.

Рис. 3. Путь торможения и дистанция безопасности автомобиля

В среднем для исправного гидравлического привода мо­жно принять tпp = 0,2 с, а для пневматического — 0,6 с, У автопоездов с пневматическим приводом тормозов время tпр может достигать 2 с. Отрезок tу характеризу­ет время постепенного увеличения замедления от нуля (начало действия тормозов) до максимального значения. Это время составляет в среднем 0,5 с.

В течение времени tp+tпp автомобиль движется рав­номерно с начальной скоростью Vа. За время tу скорость несколько уменьшается. В течение временя tт замедле­ние сохраняется примерно постоянным. В момент оста­новки автомобиля замедление уменьшается до нуля практически мгновенно.

Остановочный путь автомобиля без учета силы сопро­тивления дороги можно определить по формуле

S = (t*V0/3.6) + kэ(Va2/254Фх)

где S0 — остановочный путь, м;

VA — скорость движения автомобиля в начальный момент торможения, км/ч;

kэ — коэффициент эффективности торможения, ко­торый показывает, во сколько раз действи­тельное замедление автомобиля меньше теоре­тического, максимально возможного на данной дороге. Для легковых автомобилей kэ~1,2, для грузовых автомобилей и автобусов kэ~1,3 — 1,4;

Фх — коэффициент сцепления шин с дорогой,

t=tр + tпр + 0,5tу.

Выражение kэ= V2 /(254 ух) — представляет тормозной путь, величина которого, как это видно из формулы, пропор­циональна квадрату скорости, с которой двигался авто­мобиль перед началом торможения. Поэтому при увели­чении скорости движения вдвое, например, с 20 до 40 км/ч, тормозной путь увеличится в 4 раза.

Нормативы эффективности действия ножного тормо­за автомобилей в условиях эксплуатации приведены в табл. 1 (начальная скорость торможения 30 км/ч).

При торможении на снежных и скользких дорогах тормозные силы всех колес автомобиля достигают зна­чения силы сцепления практически одновременно. По­этому при Фх<0,4 следует принимать кэ= 1 для всех ав­томобилей.

Таблица 1

Вид транспортного средства	Тормозной путь, м, не более	Максималь­ное замедле­ние, м/с2, не менее
Легковые автомобили и другие, сконструи­рованные на их базе	7,2	5,8
Грузовые автомобили с разрешенной мас­сой до 8 т, а также автопоезда, сконструи­рованные на их базе; автобусы длиной до 7,5 м	9,5	5,0
Грузовые автомобили с разрешенной мас­сой более 8т, а также автопоезда, сконст­руированные на их базе; автобусы длиной более 7,5 м	11,0	4,2

Замедление величины изменения (уменьшения) ско­рости движения автомобиля в течение одной секунды является важным оценочным показателем эффективно­сти действия тормозов. Величина замедления при тор­можении пропорциональна тормозной силе, действую­щей на автомобиль, зависит она также и от величины коэффициента сцепления:

jз= (Фхg)/kэ, м/с2.

Нормы эффективности торможения, которые преду­смотрены правилами движения, рассчитаны на дороги с асфальто- или цементобетонным покрытием с коэффи­циентом сцепления не ниже 0,6. При торможении авто­мобиля под действием силы инерции создается момент, увеличивающий нагрузку на передние колеса и умень­шающий нагрузку на задние, т. е. происходит так назы­ваемое перераспределение динамического веса между осями. В этом случае передняя часть автомобиля нагру­жается и прижимается к дороге, а задняя, наоборот, разгружается и приподнимается. Это явление проявля­ется тем заметнее, чем интенсивнее торможение. В ре­зультате происходящей разгрузки задние колеса более склонны к затормаживанию «на юз», особенно у автомо­билей, имеющих в статическом состоянии примерно рав­ную нагрузку на оси. Во время торможения автомобиля величины тормозных сил на колесах правой и левой стороны могут быть неодинаковы. В результате этого образуется момент, поворачивающий автомобиль вокруг вертикальной оси, что может вызвать занос автомобиля. Причинами подобного явления могут быть различное состояние накладок и барабанов, разрегулировка и уве­личение зазора между накладками и барабаном, раз­личное состояние шин и т. д.

Ухудшение тормозной динамичности может также на­ступить вследствие проникновения в тормоза масла, во­ды или грязи, уменьшающих тормозной момент.

Значительное влияние на величину тормозного пути оказывает состояние покрытия. Новое покрытие имеет шероховатую поверхность, микроскопические выступы которой, вдавливаясь в резину покрышки, увеличивают её сцепление с дорогой. По мере износа покрытия микронеровности уменьшаются, поверхность становится гладкой и. коэффициент сцепления уменьшается.

На зимних заснеженных и обледенелых дорогах ус-, ловия сцепления резко ухудшаются, и стирается разлит чне в.тормозной динамичности автомобилей всех типов, характерное при торможении на сухих покрытиях.

УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Под управляемостью понимают способ­ность автомобиля сохранять или изменять направление движения, заданное водителем, с минимальной затра­той физической энергии. Именно поэтому управляемость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свойства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управляемости автомобиля его конструктивные па­раметры должны соответствовать психофизиологическим особенностям водителя.

Управляемые колеса под воздействием случайных, ударов и толчков постоянно отклоняются от нейтраль­ного положения даже во время прямолинейного движения автомобиля по дороге с ровным асфальтобетонным покрытием. Свойство управляемых колес сохранять ней­тральное положение и автоматически в него возвращать­ся называется стабилизацией. Автомобиль с плохой ста­билизацией колес произвольно меняет направление сво­его движения, вследствие чего водитель вынужден непрерывно поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить управляемые колеса в исходное положение. Плохая стабилизация требует значительных затрат физической энергии водителя, ухуд­шает устойчивость автомобиля, повышает износ шин и деталей рулевого механизма.

У автомобиля с хорошей стабилизацией колеса при выходе из поворота автоматически возвращаются в ней­тральное положение, и автомобиль сохраняет прямоли­нейное направление, даже если водитель не держит ру­левое колесо.

Для достижения хорошей управляемости конструк­ция а.втомобиля должна удовлетворять следующим тре­бованиям:

— управляемые колеса при повороте должны катить­ся без бокового скольжения;

— рулевой привод должен обеспечивать правильное соотношение углов поворота управляемых колес;

— размеры направляющих элементов подвесок и упругие характеристики подвесок и шин должны быть подобраны таким образом, чтобы углы увода передней и задней осей находились в определенном соотношении;

— управляемые колеса должны иметь хорошую ста­билизацию и отсутствие произвольных колебаний;

— в рулевом управлении обязательно наличие об­ратной связи, позволяющей водителю судить о величине и направлении сил, действующих на управляемые, ко­леса.

Значительное влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Это влияние возрастает с увеличением боковых сил, действующих на автомобиль-

и имеет существенное значение при движении автомо­биля по криволинейной траектории.

Такая эластичность характеризуется углом бокового увода между плоскостью качения диска колеса и осью отпечатка шины на дороге, образуемым под действием боковой силы. Она зависит от конструктивных особен­ностей шины: высоты и ширины профиля, количества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жестко­сти боковины, нагрузки на колесо, внутреннего давле­ния в шине.

Увод шин вызывает отклонение траектории движения автомобиля от той, которая определяется положением управляемых колес, т. е. задается водителем.

Качение колес с боковым уводом оказывает различ­ное влияние на движение автомобилей разных конст­рукций в зависимости от распределения их массы по осям и величины сопротивления уводу передних и зад­них колес. В случае если угол увода передних колес больше угла увода задних колес, считают, что автомо­биль обладает недостаточной поворачиваемостью. Такой автомобиль устойчиво сохраняет прямолинейное направ­ление движения. В противоположном случае автомобиль характеризуется излишней поворачиваемостью. Он более склонен к потере управляемости и устойчивости. Однако недостаточная поворачиваемость затрудняет работу во­дителя, так как для изменения направления движения автомобиля требуется большая сила. Чтобы получить нужное значение показателя поворачиваемое™ автомо­билей, конструкторы несколько уменьшают давление в передних шинах по сравнению с задними и стремятся расположить центр тяжести автомобиля ближе к перед­ней части.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления з одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и уменьшает поперечную жест­кость. Поэтому автомобиль будет постоянно отклоняться в сторону шины с уменьшенным давлением. Изнашива­ние деталей рулевой трапеции и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров, нарушающих уста­новленные кинематические связи и облегчающих воз­никновение произвольных колебаний колес. Большие зазоры могут настолько увеличить виляние и подпрыгивание передних колес, что нарушится сцепление их с до­рогой. Причиной колебаний колес может явиться и их дисбаланс. Этот недостаток особенно часто наблюдается при установке шин, отремонтированных методом нало­жения манжет. Как правило, отремонтированное место имеет большую массу по сравнению с близлежащими участками шины, вызывает влияние колеса, особенно за­метное при движении с большими скоростями (более 80 км/ч) и затрудняющее управление автомобилем.

Стабилизация может ухудшиться и вследствие непра­вильной регулировки рулевого управления. Чрезмерная затяжка пробок продольной тяги, конических подшипни­ков и рабочей пары рулевого механизма увеличивает момент трения, затрудняя возвращение колес в ней­тральное положение, ухудшая обратную связь и услож­няя управление автомобилем.

Управляемость автомобиля и точность выполнения маневра в большой степени зависит от квалификации водителя. Недостаточно опытные водители допускают при повороте много ошибок: выводят автомобиль за осе­вую линию дороги или за пределы занимаемого ряда, «срезают» углы при маневрировании, развивают ско­рость движения, не соответствующую кривизне дороги по условиям устойчивости, и т. д. Точное выполнение поворота возможно лишь при правильном согласовании скорости автомобиля с уголовой скоростью управляемых колес. Вводя автомобиль в поворот и выходя из него, водитель должен правильно выбрать момент, в который следует начать вращение рулевого колеса, а также опре­делить, какова должна быть его угловая скорость.

ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Проходимость — это конструктивное свойство автомобиля, определяющее возможность его произ­водительной работы в тяжелых дорожных условиях и вне дорог. Такие условия характеризуются труднопрохо­димыми участками с различного рода препятствиями, затрудняющими или ограничивающими движение авто­мобиля. К ним относятся грунтовые дороги, скользкие крутые подъемы и спуски, канавы, большие неровности, водные преграды.

По проходимости все автомобили условно делят на три группы:

— автомобили ограниченной проходимости — двухос­ные и трехосные с неведущей передней осью (колесные формулы 4X2, 6X4);

— автомобили повышенной проходимости — двухос­ные, трехосные со всеми ведущими осями (колесные формулы 4X4, 6X6);

— автомобили высокой проходимости, имеющие спе­циальную компоновку или конструкцию, — четырехос­ные или многоосные со всеми ведущими осями, а также полугусеничные и автомобили-амфибии.

Автомобили повышенной и высокой проходимости, специально сконструированные для тяжелых дорожных условий, могут работать без снижения производитель­ности, несмотря на препятствия и труднопроходимые, участки. Эти автомобили являются специфическими транспортными средствами, имеющими свои конструк­тивные и компоновочные особенности, продиктованные их назначением и характером использования.

К основным показателям проходимости автомобиля относят геометрические и опорно-тяговые.