Управляемость автомобиля

Управляемость автомобиля определяется степенью соответствия траектории его движения положению управляемых колёс.

Если управляемые колёса повёрнуты на угол q (средний угол поворота обоих управляемых колёс), то точка, лежащая на середине оси неуправляемых колёс, должна двигаться по дуге радиуса R (при отсутствии увода колес):

, (2.6)

где L – база автомобиля, м.

При нейтральном положении управляемых колёс q = 0, а R = ∞, т.е. траектория движения прямая линия. Однако это требование управляемости автомобиля может быть нарушено из-за бокового увода или бокового скольжения управляемых колёс.

Зависимость критической скорости по управляемости V_упр от угла поворота управляемых колёс выражается уравнением:

, (2.7)

где j_y – коэффициент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении (j_y = 0,6);

f – коэффициент сопротивления качению (f = 0,02);

L – база автомобиля, м;

Ө – средний угол поворота управляемых колёс автомобиля, принимаемый в пределах от 0 до 0,7 рад.

Пользуясь уравнением (2.7) проводится расчет критической скорости при различных углах поворота управляемых колес для заданных j_y и f. Результаты расчета сводятся в табл. 2.6 и по этим результатам строится график зависимости V_упр от Ө (рис.2.4).

Таблица 2.6 - Результаты расчёта

Пара-метры	Размер-ность	Значения параметров
Ө	рад	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
V_упр	м/с
R	м

Одним из показателей управляемости является характеристика статической траекторной управляемости, представляющая собой зависимость радиуса поворота от скорости движения автомобиля с учетом эластичности шин.

Радиус поворота автомобиля при наличии увода определяют по выражению:

, (2.8)

где d₁,d₂ – углы увода колёс соответственно передней и задней осей, рад.

; , (2.9)

где P_y₁ и P_y₂ – боковые силы, действующие на колёса соответственно передней и задней осей;

K_d₁ и K_d₂ – коэффициенты сопротивления уводу одного колеса соответственно передней и задней осей, кН/рад.

Рис. 2.4 – График зависимости критической скорости по управляемости

от угла поворота управляемых колес

Средние значения для одного колеса легковых автомобилей составляют от 30 до 60 кН/рад, грузовых – 50- 200 кН/рад (для ряда отечественных автомобилей ориентировочные значения приведены в приложении 1). Принимая значения для одного колеса передней и задней осей, следует учитывать давление воздуха в шинах. Если давление воздуха одинаково для колес передней и задней оси, то можно принимать значения K_d₁ и K_d₂ одинаковыми, если давление воздуха разное, то следует принимать большие значения K_d для шин имеющих большее давление, соответственно меньшие (на 2-4 кН/рад) - для шин с меньшим давлением.

Значения боковых сил зависят от скорости автомобиля, радиуса поворота, массы и расположения центра тяжести. При расчетах удобно пользоваться постоянным радиусом поворота равным 50 метров. Изменяя скорость движения в диапазоне от 0 до 15 м/с определяются действующие боковые силы , а затем величина бокового увода передней и задней осей .

По формуле 2.8 определяются значения эквивалентного радиуса и строится график зависимости от скорости движения автомобиля.

По результатам расчетов проводят сопоставление радиусов R и R , с целью выявления типа поворачиваемости автомобиля. При R = R автомобиль обладает нейтральной поворачиваемостью, при R R - недостаточной, при R R - избыточной.

Для автомобиля с избыточной поворачиваемостью существует понятие критической скорости по условию увода колес осей, которая определяется по формуле:

, (2.10)

где: - масса приходящаяся соответственно на переднюю и заднюю оси.

Рис.2.5 График зависимости от скорости движения автомобиля для различных

типов поворачиваемости автомобиля

У автомобилей с нейтральной и недостаточной поворачиваемостью понятие критической скорости отсутствует.

Дополнительное задание:

Определить тип поворачиваемости и критическую скорость по управлению при угле поворота управляемых колес 0,1 рад, а также максимальный угол поворота внешнего управляемого колеса _п.