Курсовая работа: Безопасность транспортных средств

При определении критической скорости поперечного скольжения часто допускают, что продольные силы отсутствуют и колеса обоих осей автомобиля скользят в поперечном направлении одновременно. Такое явление в практике наблюдается очень редко, обычно раньше начинают скользить колеса или переднего, или заднего мостов.

Без учета динамических нагрузок критическую скорость скольжения колес передней оси определяют по следующей формуле:

 (36)

а задней:

 (37)

где:  - удельная касательная реакция, ;

 и  - коэффициенты изменения вертикальных реакций при разных режимах движения;

 - угол поворота управляемых колес.

Для двухосных автомобилей в активном режиме =0,8-0,9; =1,05-1,1; в режиме торможения - =1,2-1,3; =0,7-0,8.

При активных режимах движения у заднеприводных автомобилей , , т.е. , а при торможении - Поэтому во всех случаях , т.е. наиболее вероятен занос заднего моста, что приводит к изменению мгновенного радиуса поворота автомобиля, соответственно, к росту центробежной силы и непрерывному изменению радиуса поворота. Такое движение автомобиля называется заносом. Занос чрезвычайно опасен, т.к. развивается очень быстро и может привести к опрокидыванию АТС.

В данной работе по приведенным выше формулам определяем значения , ,  и  согласно заданию.

Величина высоты центра тяжести  зависит от марки автомобиля, степени нагрузки. По формуле (32) можно определить также величину , если задан коэффициент , значения которого для отечественных автомобилей находятся в пределах: для легковых - 0,95-1,15; для грузовых - 0,6 - 0,8; для автобусов - 0,9-1,2.

Рассчитаем значения критических скоростей скольжения и опрокидывания в зависимости от радиуса поворота дороги:

Для значения радиуса поворота 20

Для значения радиуса поворота 40

Для значения радиуса поворота 60

Для значения радиуса поворота 80

Для значения радиуса поворота 100

Для значения радиуса поворота 120

Рассчитаем значения угла опрокидывания и скольжения в зависимости от скорости автомобиля и радиуса поворота:

Для значения скорости 5 и радиуса поворота 20

Для значения скорости 10 и радиуса поворота 40

Для значения скорости 15 и радиуса поворота 60

Для значения скорости 20 и радиуса поворота 80

Для значения скорости 25 и радиуса поворота 100

Для значения скорости 30 и радиуса поворота 120

Результаты расчетов заносим в таблицы 8 и 9.

Таблица 8.Расчетные значения  и в зависимости от

Таблица 9.Расчетные значения  и  в зависимости от скорости автомобиля

Графики зависимости критической скорости заноса и опрокидывания от радиуса поворота дороги показывает что чем больше радиус поворота, тем больше значение критических скоростей по заносу и опрокидыванию, данная зависимость практически прямая и показывает, что опрокидывание автомобиля во время прохождения поворота, практически не возможно в следствии высоких зачетных скоростей опрокидывания. Так скорость опрокидывания при повороте радиусом 20 метров, составляет 10,39м/с, что является еще достижимым значением для современных автомобилей. Для радиуса поворота в 60 метров скорость опрокидывания составит уже 17,99 м/с.

Графики зависимости опрокидывания и скольжения от скорости автомобиля показывают что чем выше скорость автомобиля, тем меньше значение уклона который может вызвать скольжение или опрокидывание автомобиля.

5. Поворачиваемость автотранспортных средств

5.1 Определение шинной поворачиваемости автомобиля

Поворачиваемостью называют способность автомобиля изменять направление движения баз поворота управляемых колес. Существуют две причины поворачиваемости под действием боковых сил: увод колес в результате поперечной деформации шин; поперечный крен, обусловленный упругой деформацией рессор, пружин и других упруго-деформируемых элементов автомобиля.

Уводом называют качение колеса под углом к своей плоскости. Причиной увода является то, что шины обладают не только радиальной, но и боковой эластичностью. Под действием боковых сил (поперечный уклон дороги, поворот автомобиля, боковой ветер) шины колес деформируются в поперечном направлении и колесо начинает катиться под некоторым углом  к первоначальной, т.е. заданной водителем траектории. Этот угол называют углом увода.

Между боковой силой и углом увода существует определенная зависимость. При малых боковых силах шина деформируется без скольжения элементов ее контакта с дорогой, сила увода и угол при этом увода связаны зависимостью

 (37)

где:  - коэффициент сопротивления уводу,

Величина , зависит от многих факторов: вертикальной  и касательной сил, приложенных к колесу; угла наклона колеса к вертикали (угол развала); давления воздуха в шине; ширины обода колеса; жесткости каркаса шины; степени износа протектора и т.д. Их влияние на  учитывается экспериментальными поправочными коэффициентами :

где: и т.д.- коэффициенты, учитывающие влияние указанных факторов на коэффициент сопротивления уводу.

Для шин легковых автомобилей =15 - 40 , а для грузовых автомобилей и автобусов =30 - 100 .

Максимальные углы увода шин составляют 12 - 14, а средние – 2 - 6 градусов.

При наличии увода центр поворота автомобиля смещается пропорционально углу увода задних колес, если смотреть по схеме от точки  в точку  и мгновенный центр поворота уменьшается до. . Из схемы очевидно, что

 (38)

Из выражения (38) имеем

 (39)

Схема движения автомобиля на повороте с эластичными шинами

 - угол поворота управляемых колес;

 и  - векторы скоростей качения передней и задней осей колес;

 - колесная база

Из зависимости (39) следует, что под действием боковых сил автомобиль может двигаться криволинейно и при , т.е. когда управляемые колеса не поворачиваются, а кривизна траектории зависит от соотношения углов  и . Если , то радиус  равен бесконечности, т.е. автомобиль, движется прямолинейно. Тогда шинную поворачиваемость автомобиля называют нейтральной. Однако автомобиль, имеющий нейтральную поворачиваемость, под действием боковых сил будет двигаться прямолинейно, но под углом  к прежнему (заданному водителем) направлению движения. Если  - шинную поворачиваемость называют недостаточной. При прямолинейном движении в таком случае автомобиль поворачивается вокруг центра, но составляющая центробежной силы  направлена в сторону противоположную поперечной силе, что уменьшает результирующую силу.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6