5.2. Условие устойчивости автомобиля против опрокидывания

Практически эта задача сводится к установлению минимальных радиусов, горизонтальных кривых для дорог данной категории, т.е. при определенной расчетной скорости движения.

При прохождении горизонтальных кривых возможно опрокидывание автомобиля под действием центробежной силы в сторону от центра горизонтальной кривой.

Установлено, что для устойчивого прохождения автомобилями горизонтальных кривых минимально необходимый радиус кривой Rmin должен быть равен

,

где V- скорость автомобиля (расчетная скорость, обеспечиваемая конструкцией дороги для безопасного движения одиночного автомобиля), м/сек; g -ускорение свободного падения, м/сек² ; in - поперечный уклон проезжей части; «+» - при односкатном поперечном профиле, т.е. при наличии виража, и «-» -при двухскатном поперечном профиле, т.е. когда вираж отсутствует; µ -коэффициент поперечной силы ,

, (5.6)

где Y - равнодействующая сил, параллельных поверхности дороги (большая часть центробежной силы и часть веса автомобиля); G - вес автомобиля.

Условие устойчивости автомобиля против опрокидывания с учетом смещения центра тяжести автомобиля наружу кривой на величину (принимается равным = 0,2м) под действием центробежной силы имеет вид:

, (5.7)

где h - расстояние от центра тяжести автомобиля до покрытия; а - колея автомобиля (расстояние между внешними краями следа наиболее широко расставленных колес).

Исходя из самого неблагоприятного соотношения (для легковых автомобилей , для грузовых , для автобусов ), установлено, что для обеспечения устойчивости автомобиля против опрокидывания коэффициент поперечной силы не должен быть больше 0,6, т.е. µ ≤ 0,6.

5.3. Условие устойчивости автомобиля против заноса

Приложенная к ведущему колесу автомобиля - поперечная сила Ук и тяговое (или тормозное) усилие Рк создают в плоскости контакта колеса с покрытием суммарное сдвигающее усилие Q, равное

, (5.8)

Значения Q, Рк, Ук определяются по зависимостям:

, (5.9)

где GK - нагрузка от колеса на покрытие с учетом перераспределения нагрузки под влиянием поперечного уклона и центробежной силы, а также временной разгрузки при движении по неровной поверхности; φрас - расчетное значение коэффициента сцепления; обычно φрас принимается равным φ1; ν -коэффициент тяговой силы - часть общего коэффициента сцепления, расходуемого на создание силы тяги или тормозного усилия; ν = (0,7-0,8) φрас.

При превышении силой тяги значения Gk*ν возникнет пробуксование менее нагруженного внутреннего ведущего колеса. При развившемся буксовании коэффициент сцепления снизится еще более, и создадутся условие для заноса автомобиля.

Предельное значение поперечной силы, воспринимаемой колесом без пробуксования на основе формул (5.8 и 5.9) определится по зависимости

. (5.10)

.

Для обеспечения устойчивости автомобиля против заноса при ν=(0,7:0,8) φрас коэффициент поперечной силы должен находиться в пределах: µ ≤ (0,6 - 0,7) φрас.