6 Устойчивость, манёвренность.

Перечисленные свойства АТС оценивают приближенными значениями основных показателей и анализируют полученные результаты с целью последующей разработки рекомендаций по обеспечению безопасной эксплуатации подвижного состава.

6.1 Устойчивость АТС (легкового автомобиля ВАЗ 2105)

Устойчивость АТС оценивают с помощью параметров положения и параметров движения. В настоящее время параметры положения и движения не имеют строгой определенности в терминологии, требованиях и методах оценки. В теории автомобиля широко используют следующие показатели устойчивости (13):

• Критический (предельный) угол бокового крена по скольжению;

• Критический (предельный) угол бокового крена по опрокидыванию;

• Критическая (предельная) скорость установившегося криволинейного движения по заносу (боковому скольжению);

• Критическая (предельная) скорость установившегося криволинейного движения по опрокидыванию;

При наличии бокового ветра и повышенной скользкости дорожного покрытия, что характерно для многих климатических зон страны, определяют и критическую скорость ветра по заносу АТС.

Для получения приближенных значений критических углов бокового крена по скольжению(угла заноса з)

з=arctg() (6.1)

з=arctg(0,5)=26,56

и опрокидыванию (о) используют зависимости, не учитывающие деформацию рессор и шин:

о=arctg () (6.2)

о=arctg () =56,6

где hа – ордината центра масс груженного АТС

Критическую скорость криволинейного движения АТС по заносу находят из условия равенства поперечной составляющей центробежной силы и максимальной по специально суммарной боковой реакции всех колес ПС:

(6.3)

Где  - средний угол поворота управляемых колес;R – радиус поворота подвижного состава (R_min=5,6; R_зад=100 )

(6.4)

Таблица 6.1- Легковой автомобиль ВАЗ 2105

	
	0,1	0,5	0,9
з, град	5,7	26,56	41,98
Vз приRmin	2,2	4,9	6,6
Vз приRзад	9,9	22,1	29,7

Приближенное значение критической скорости про опрокидыванию рассчитывают по зависимости, также не учитывающей деформацию шин АТС :

(6.4)

При R=5,6м

При R=100м

Критическую (предельную) скорость ветра по заносу АТС определяют в следующем порядке. По масштабному чертежу груженного АТС рассчитывают площадь его боковой проекции и определяют геометрический центр этой площади – центр парусности. Выбирают значение коэффициента аэродинамического сопротивления из прил. 4 по принципу примерного соответствия лобовой и боковой поверхности АТС. Затем, приняв, что сила сцепления всех колес с дорогой в боковом направлении больше или равна силе потока воздуха, т.е.

Pв

или с учетом значения силы потока воздуха (ветра)



где F_ - боковая площадь ПС

F_=3,7264; С_х=0,75

откуда критическую скорость бокового ветра, м/с

Vв (6.5)

1. При =0,1Vв

2. При =0,5 Vв79,49

3. При =0,9 Vв106,6

Рекомендации по безопасной эксплуатации АТС (с точки зрения устойчивости) представлены ответами на следующие вопросы:

1. Угол _з= 26,56⁰ лимитирует боковой крен АТС по заносу при _зад=0,5 который соответствует мокрому асфальтобетону, следовательно, чтобы не произошло заноса автомобиль рекомендую не поворачивать рулевое колесо более 26,65 градусов, в данных дорожных условиях.

Угол _о= 56,6⁰ лимитирует боковой крен АТС по опрокидыванию в тех же дорожных условиях, что и выше, следовательно рекомендую не превышать угол поворота свыше 56,6 градусов.

2. Скорость Vз=22,1 м/с, при =0,5 лимитирует скоростной режим АТС на участках дороги с заданным радиусом R(100м) кривых в плане, следовательно на скорости Vз<22,1 м/с следует проходить эти криволинейные участки .

3. При радиусе поворота по оси следа внешнего переднего колеса автомобиля равном 5,6 метрам, получилиVз=4,9 м/с, поэтому следует двигаться со скоростью не более 4,9м/с

2. Маневренность АТС (Легкового автомобиля ВАЗ 2105)

Манёвренность автотранспортных средств характеризуют формой и размерами габаритной полосы их криволинейного движения, под которой понимают площадь опорной поверхности, ограниченной проекциями на её траектории крайних выступающих (габаритных) точек подвижного состава. При криволинейном движении транспортного средства габаритная полоса движения (ГПД) принимает сложную форму, ограниченную траекториями наиболее удаленной от центра поворота (ЦП) точки передней части автомобиля (например, бампер) и наиболее близкой к ЦП точки задней части автомобиля. Ограничивающие кривые называют соответственно наружной и внутренней кривыми. ГПД возможно построить лишь графически, при этом главным элементом, формирующим ГПД, является основная траектория ведущего моста автомобиля обычной компоновки с колесной формулой 4X2, форма которого зависит от управляющего воздействия водителя на автомобиль.

При курсовом проектировании ГПД определяют применительно к круговому движению автомобиля с минимальным радиусом поворота (приведён в технической характеристики автомобиля).

Построение ГПД одиночного автомобиля с управляемой только передней осью осуществляют следующим образом. Из центра поворота O₁ проводят кривую радиусом Rа, равным масштабному значению траектории внешнего переднего колеса автомобиля. Затем из центра О₁ -ось O₁Y₂ , a на расстоянии базы Lа автомобиля – отрезок Y₁Y₁ параллельно O₁Y₂ до пересечения с кривой радиусом Rа. От точки пересечения А откладывают на отрезке Y₁Y₁^’ масштабную величину колеи передних колес В1, а из середины построенной передней оси восстанавливают перпендикуляр до пересечения с отрезком Y₁Y₂ в точке О, которая является серединой веду­щего моста автомобиля. Отложив на отрезке О₁Y₂ масштабное значение колеи задних колес В₂, получают кинематическую схему ходовой части автомобиля, на которую накладывают масштабное изображение контура общего вида автомобиля в плане. Затем из центра поворота последовательно проводят кривые: радиусом Ro - основную траекторию, Rн – наружную, кривую ГПД и Rв - внутреннюю кривую ГПД. Расстояние между наружной, и внутренней кривыми является масштабной ши­риной ГПД, причем из построений следует, что при криволи­нейном движении одиночного автомобиля ширина ГПД увели­чивается (в сравнении с движением по прямой) за счет наружной составляющей А_н габаритной полосы движения.

По рисунку 6, с учетом масштаба, опреде­лим ширину ГПД_а=2170 мм, ее составляющую Ан=1470мм,

1. Ширина габаритной поло­сы движения увеличивается за счет наружной составляющей.

2. Для разворота АТС только передним ходом на 180 градусов необходима ширина проезжей части не меньше радиуса поворота, наиболее удаленной от центра поворота передней части автомобиля (бампер) – 5,8 метра.

Таблица 6.1 – Массив исходных данных для расчета показателей устойчивости, маневренности, проходимости (ВАЗ 2105)

Параметр	Размер-ность	Значение
		Автомобиль
1. Масса с грузом	кг	1395
в т.ч. на переднюю ось	кг	635
заднюю ось	кг	760
2. Ширина колеи	м	1365
3. База	м	2424
7. Координаты центра масс: Xцм	м	1376
hцм	м	450,7
8.Габаритные размеры: длина	м	4130
ширина	м	1620
9.Задний свес( замерить на рис.)_	м
10. Боковая площадь		3,72
11. Боковой Сх		0,45
12.Коэффициент сцепления min		0,2
зад		0,5
max		0,9
13.Коэф. сопротивления качению, fзад		0,035
14 Плотность воздуха	кг/	1,29
15. Радиус криволинейной траектории Rзад	м	100
Rmin	м	5,6

Таблица 6.2 – Результаты расчета показателей устойчивости АТС

Показатель	Размерность	Автомобиль
Устойчивость:
1. Критические углы бокового крена по скольжению з	град.	26,56º
по опрокидыванию о	град.	56,6º
2. Критическая скорость криволинейного движения по заносу Vз, (Rmin=5,6)	м/с	4,9
Vз, (Rзад=100)		22,1
по опрокидыванию Vo (Rзад=100)	м/с	38,5
Vо (Rmin=5,6)	м/с	9,1
Критическая скорость бокового ветра Vв(min=0,1)	м/с	35,5
Vв(зад=0,5)	м/с	79,49
Маневренность:
4. Ширина ГПД (при Rmin=5,6)	м	2,170
5. Ширина составляющей ГПД: внутренней Ав,	м	----
наружной Ан	м	1,470
6. Сдвиг траектории Ск	м	----
7. Угол складывания автопоезда γтmax	град.	---
Проходимость:
8. Наибольший угол подъема по условию силы тяги тmax	град.	21,35º
по условию сцепления max	град.	13,3º

Угол подъема по условию силы тяги, град:

, (6.2.1)

где -максимальный продольный уклон дороги

^, ( 6.2.2)

Угол подъема по условию сцепления, град:

( 6.2.3)