УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Основные понятия и определения

В предыдущих главах были рассмотрены эксплуатационные свойства автомобилей для случаев прямолинейного движения. Однако в общем случае траекторию движения любого автомобиля всегда можно рассматривать как криволинейную с изменяющейся кривизной. Если кривизна траектории близка к нулю, то такое движение условно принято называть прямолинейным. Кри- волинейность движения обусловлена необходимостью совершать повороты в соответствии с задаваемой водителем траекторией, а также неизбежным отклонением автомобиля от заданной траектории вследствие действия внешних возмущений.

Криволинейное движение автомобиля характеризуется изменением во времени положения его продольной и вертикальной осей, а также наличием продольных и, главным образом, поперечных ускорений. Процесс изменения траектории состоит из входа в поворот, движения с постоянным радиусом (этот этап иногда может отсутствовать) и выхода из поворота. При входе в поворот и выходе из него кривизна траектории центра масс автомобиля меняется по закону, близкому к линейному, что соответствует приблизительно равномерному повороту рулевого колеса. Количество криволинейных участков, их протяженность и радиусы кривизны на дорогах различных категорий существенно отличаются (табл. 9).

Движение по грунтовым дорогам (V категории) характеризуется почти беспрерывным воздействием водителя на рулевое колесо. Время условного прямолинейного движения в этом случае составляет всего 30...35 % от общего времени движения.

Способность АТС совершать движение по задаваемым траекториям оценивается двумя свойствами: управляемостью и устойчивостью.

Таблица 9

Относительная длина криволинейных участков на дорогах различных категорий, %

Категория

дороги

Радиус закругления, м

Всего

1000...600

600...300

300... 100

> 100

I

1,85

0,05

-

-

1,9

II

3,80

1,2

0,235

-

5,235

III

6,6

2,2

0,8

0,1

9,7

IV

8,3

3,21

1,4

0,4

13,31

Под управляемостью понимается эксплуатационное свойство ТС, характеризующее его способность изменять параметры движения под воздействием водителя.

Управляемость автомобиля тесно связана со свойствами устойчивости. При движении автомобиля на него, кроме управляющих сил, действуют различного рода случайные силы за счет взаимодействия колес с неровностями дороги, ее наклона, сил инерции, аэродинамических сил и др.

Эти силы, а также их кинематические последствия называют возмущающими. Влияние возмущающих сил на характер движения автомобилей различно. Эти влияния будут рассмотрены при изучении вопросов устойчивости.

Под устойчивостью понимается эксплуатационное свойство ТС, характеризующее его способность сохранять заданные параметры движения или положения, т. е. свойство противодействовать силам, стремящимся отклонить его от заданных параметров движения или положения.

Устойчивость и управляемость автомобиля взаимосвязаны, поскольку они определяются, в основном, одними и теми же конструктивными параметрами: компоновкой автомобиля, габаритами и массой, колеей, базой, координатами центра масс, точками нейтральной поворачиваемости, расположением сцепного устройства на тягаче и прицепе, распределением массы по осям, массой прицепного звена, особенностями конструкции и характеристиками рулевого управления (размеры рулевого колеса, передаточное число рулевого механизма и всего привода, наличие усилителя), характеристиками подвески и ее составных частей (упругих элементов, амортизаторов, направляющих устройств, стабилизаторов поперечной и продольной устойчивости), конструкцией и выходными характеристиками шин (конструкция каркаса и брекера, толщина и рисунок протектора, давление воздуха в шине, размеры колеса, коэффициент сцепления, нормальная, радиальная и крутильная жесткость и др.), конструкцией и характеристиками управляемого моста и его составных частей (балки, шкворни, поворотные цапфы, шаровые опоры, углы установки управляемых колес и осей их поворота).

Принципиальное же различие между понятиями управляемости и устойчивости заключается в том, что управляемость - эго способность автомобиля выходить на задаваемую водителем траекторию движения, а устойчивость - это способность сохранять движение по заданной траектории при действии возмущающих сил. Поэтому влияние одних и тех же параметров автомобиля на устойчивость и управляемость может быть различным. Например, с увеличением массы автомобиля увеличивается его момент инерции, а увеличение момента инерции относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс, улучшает устойчивость при прямолинейном движении автомобиля и ухудшает управляемость при поворотах. То есть при проектировании автомобиля выбор параметров, обеспечивающих наилучшие характеристики управляемости и устойчивости, является задачей оптимизации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >