2.2.6 Управляемость автомобиля
Управляемостью называют способность автомобиля устойчиво сохранять заданное направление движения и вместе с тем быстро изменять его при воздействии водителя на рулевое управление.
Управляемость обеспечивается соответствующими элементами конструкции автомобиля: углами установки управляемых колес, определенным соотношением углов поворота правого и левого колес, правильным соотношением давления в шинах передних и задних колес.
От технического состояния автомобиля в большой мере зависит его управляемость. На нее отрицательно влияют неправильная установка управляемых колес, увеличенные зазоры в рулевом механизме и приводе, перекосы осей, слишком низкое или высокое давление в шинах. Биение колес на большой скорости может вызвать их виляние, что также ухудшает управляемость.
Подавляющее большинство опасных дорожных ситуаций (до 80– 85%) водитель ликвидирует путем своевременного поворота рулевого колеса и изменения направления движения автомобиля. При этом водитель может, либо, повернув автомобиль, отвести его от опасной зоны под углом к прежнему направлению движения, либо выехать в соседний ряд.
Если с правой и с левой сторон автомобиля установлены шины с различной степенью износа, то при торможении возникает момент, который может привести к повороту автомобиля и к аварии. Вместе с тем, по мере изнашивания протектора и уменьшения его высоты увеличивается сопротивление шины уводу. Поэтому при установке на переднюю ось более изношенных шин автомобиль может приобрести излишнюю поворачиваемость, что ухудшит его управляемость.
Неисправности шин приводят к нарушению устойчивости и управляемости автомобиля. Когда давление в одной из шин начинает падать, происходит изменение креновой и шинной поворачиваемости. Рулевое колесо для движения прямо приходится дополнительно поворачивать на определенный угол. Кроме того, отклонение автомобиля от намеченной траектории (“рысканье”) происходит с некоторым запаздыванием. Автомобиль начинает заносить в сторону проколотой шины из-забольшой неравномерности сопротивлений качению колес правой и левой сторон.
Полуспущенные шины задних колес влияют на изменение траектории значительно меньше, чем шины передних колес.
Если воздух из поврежденной шины выходит не медленно, а вырывается с большой скоростью, то слышен звук лопнувшей шины и затем чувствуется резкий увод автомобиля и вращение рулевого колеса.
В такой ситуации надо прежде всего постараться не дать автомобилю уйти с покрытия на обочину, так как на обочине управлять транспортным средством труднее. Поворотом рулевого колеса необходимо компенсировать начинающееся отклонение машины от направления движения. Для этого надо прочно удерживать рулевое колесо.
Поперечные силы, действующие на автомобиль, особенно велики на высоких скоростях. Чтобы удержаться на дороге и не опрокинуть машину, при всех обстоятельствах следует избегать резкого торможения.
Применение бескамерных шин повышает безопасность, т.к. герметичный внутренний слой охватывает проколовший шину гвоздь или другой предмет, за счет чего выход воздуха предотвращается или сильно замедляется.
Зачастую потеря управляемости происходит внезапно. Какое-либо повреждение рулевого механизма и связанных с ним деталей (обрыв, ослабление, заклинивание) лишает водителя контроля над управлением автомобиля. В таких ситуациях мало что можно сделать, за исключением нажатия на педаль тормоза.
Наиболее опасные последствия могут возникнуть при внезапном обрыве рулевой тяги. Такая неисправность опасна потому, что оба колеса мгновенно отсоединяются от рулевого колеса. Поэтому, если водитель почувствует, что рулевое колесо не оказывает сопротивления при повороте и его поворот на любой угол не влияет на изменение траектории движения, это — критическая ситуация.
Опытные водители знают, что спешить с торможением в такой обстановке не следует, так как неуправляемые колеса могут в одно мгновение повернуться до предела вправо или влево. И в этом, и в другом случае происходит либо опрокидывание, либо удар об ограждение, либо столкновение автомобилей. Поэтому, как только рулевое колесо начинает вращаться очень легко, следует не тормозить сразу, а отпускать педаль управления дросселем карбюратора, если скорость выше 30-40км/ч. Если же скорость ниже, то можно тормозить. Если тормозить в данном случае, то надо тормозить на “юз” до полной остановки, не отпускать педаль тормоза до тех пор, пока автомобиль не остановится. В данной ситуации передние колеса заблокированы, и автомобиль скользит в первоначальном направлении.
При внезапном обрыве поперечной рулевой тяги вначале чувствуется мгновенное облегчение усилия на рулевом колесе (в момент обрыва), а затем некоторое увеличение усилия, как при управлении автомобилем со спущенной шиной переднего колеса. При попытке перестроиться на другую полосу движения машина ведет себя неестественно: поворачивается значительно медленнее, чем обычно, вследствие чего траектория ее движения существенно отличается от намеченной.
В такой ситуации необходимо плавно, как и при обычном неаварийном торможении, остановиться и убедиться в исправности поперечных тяг.
2.2.7 Влияние подвески автомобиля на активную безопасность
Одним из элементов активной безопасности автомобиля является подвеска, обеспечивающая устойчивость автомобиля на дороге. Считается, что безопасность автомобиля гарантируется лишь в том случае, если его шасси рассчитано на большую скорость, чем та, которую может обеспечить двигатель.
На автомобиле ЗАЗ 1102 передная подвеска типа «качающаяся свеча» (Mac Pherson) см. ниже
Жесткая пространственная конструкция хорошо воспринимает нагрузки, возникающие в элементах подвески при движении автомобиля.
Амортизационно-пружинная качающаяся стойка Mac Pherson упирается верхним концом в чашку, расположенную в вершине передней надколесной арки, несколько впереди перегородки между отсеком двигателя и салоном. Основной недостаток этой подвески — необходимо несколько ограничить свободу перемещения колеса в вертикальном направлении. В противном случае, витки пружины могут плотно прижаться друг к другу при максимальном ходе сжатия подвески, и удар передается на кузов. Усилие на рулевом колесе в значительной степени зависит от величины смещения точки пересечения осевой линии поворотного шкворня с поверхностью дороги относительно центра отпечатка шины. Поэтому, при малейшем нарушении балансировки колеса или биении шины во время качения колеса, возникающие вибрации передаются непосредственно на амортизационную стойку.
Задняя подвеска с торсионной балкой. Она состоит из двух продольных рычагов, соединенных с поперечной балкой, которая сверху шарнирно крепится к кузову, а колеса прикрепляются снизу. Такой тип подвески хорош с точки зрения структурной и пространственной эффективности и обеспечивает преимущества настоящей независимой подвески.
2.2.8. Органы управления автомобилем
Важным связующим звеном между водителем и автомобилем являются органы управления, поскольку их характеристики оказывают огромное влияние на точность и надежность процесса управления.
К конструкции органов управления предъявляются следующие требования:
-высокий уровень автоматизации управления автомобилем;
-малые время и усилия, необходимые для выполнения рабочих движений;
-удобная траектория движения рук и органов управления;
-травмобезопасная конструкция органов управления;
-обеспечение информативности и удобная форма рукояток;
-соответствие эстетическим требованиям.
Расположение органов управления на исследуемом автомобиле является достаточно эргономичным, что повышает активную безопасность автомобиля.
Что влияет на управляемость автомобиля
Устойчивость и управляемость автомобиля
Устойчивость — это способность автомобиля двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания, заноса и увода.
Управляемость — способность точно следовать заданному водителем направлению движения. Понятия устойчивость и управляемость тесно переплетаются и их следует рассмотреть совместно. Причинами, вызывающими нарушение устойчивости и управляемости автомобиля, наиболее часто являются воздействующие на автомобиль боковые силы.
В движении боковые силы имеются практически всегда. Наиболее часто они порождаются центробежной силой при движении автомобиля по кривой. При этом на повороте боковые силы тем больше, чем больше скорость движения автомобиля и меньше радиус закругления дороги. Да и на прямой дороге водители объезжая препятствия или неровности дороги, удерживают автомобиль от увода в сторону поворотами рулевого колеса. И здесь тоже возникает центробежная сила.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
- Обеспечение безопасности движения при вождении автомобиля в различных условиях
- Дополнительное оборудование автомобиля
- Дорожно-транспортные происшествия и ответственность водителей
- Движение через железнодорожные переезды
- Преодоление брода
- Вождение в ночное время и при тумане
- Движение в горных условиях
- Движение по проселочной дороге и песку
- Движение по заснеженной дороге и при гололедице
Боковые силы возникают также при торможении, когда у колес левой и правой стороны автомобиля различные силы сцепления с дорогой (левые катятся по сухому асфальту, а правые по корке льда или мокрой обочине). Разные коэффициенты сопротивления качению на колесах, разные усилия, создаваемые тормозными механизмами, разное давление воздуха в шинах и их износ, нарушение регулировок переднего моста — все это порождает боковые силы. Наконец, поперечный уклон и неровности дороги, ветер — это тоже боковые силы.
Наиболее частое проявление неустойчивости и неуправляемости — увод шин и соответственно увод автомобиля от заданного водителем направления движения. Дело в том, что глина под воздействием боковых сил искривляется, ось ее отпечатка на дороге становится не параллельна, а под некоторым углом к плоскости колеса и автомобиль отклоняется от заданного направления движения. Явление увода шин особенно сильно проявляется на крутых поворотах с большой скоростью. Увод зависит не только от боковой силы, но и от давления воздуха в шине и вертикальной нагрузки на нее — чем они больше, тем увод меньше. Вследствие этого у каждого автомобиля шины имеют, как правило, различную склонность к уводу. Когда увод шин задних колес больше, чем передних, автомобиль приобретает излишнюю поворачиваемость, склонен к заносу и, следовательно, менее безопасен. И наоборот, если увод шин задних колес меньше, чем передних, автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость и более устойчив.
В. движении автомобиль удерживается от боковых сил на дороге силой сцепления, которая используется не только на создание силы тяги или тормозной силы, она же обеспечивает и устойчивость (на управляемых колесах она еще обеспечивает изменение направления движения автомобиля при повороте рулевого колеса). Если представить графически силу сцепления, создаваемую на ведущих колесах, то наиболее наглядно она будет показана в виде круга радиусом, равным ее значению. В пределах этого круга сила сцепления может быть использована либо на создание силы тяги или тормозной силы, либо на удержание автомобиля на дороге от действия боковых сил. Векторы создаваемых при этом сил не должны выходить за пределы круга. Если силу сцепления превышает сила тяги, возникает буксование колес, если тормозная сила — юз, а если боковые силы — занос. В движении чаще всего наблюдается сочетание боковых сил либо с силой тяги, либо с тормозной силой, и сила сцепления в таких случаях используется на реализацию их равнодействующей. Превышение силы тяги над силой сцепления возникает при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала (резким нажатием на педаль управления дроссельной заслонкой), при резком торможении рабочим тормозом, резком включении сцепления. Во всех этих случаях автомобиль теряет устойчивость. При движении по неровностям типа гребешков на большой скорости колеса автомобиля на какие-то мгновения отрываются от дороги. Опускаясь затем снова на дорогу, колеса рывком воспринимают силу тяги, утерянную во время нахождения их в воздухе. Как правило, в этот момент сила тяги значительно больше силы сцепления, и автомобиль также теряет устойчивость.
Рис. 1. Силц, действующие на автомобиль при повороте (налево): Р сц—силы сцепления; Pj — сила инерции; ЦМ — центр масс автомобиля; Q а — сила тяжести автомобиля; 2Л , Z„ — силы реакции дороги на опоры колес; Мп — опрокидывающий момент
Потеря устойчивости наиболее вероятна на дорогах с малым коэффициентом сцепления. Но при очень крутом повороте на большой скорости боковые силы настолько велики, что потеря устойчивости (занос) может возникнуть даже на дорогах с большим коэффициентом сцепления (например, на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием).БЮ
Рис. 2. Сила сцепления колес с дорогой, изображенная в виде круга, используется: а — на создание силы тяги (вектор Р); б — на создание тормозной силы (вектор Рт ); в — на удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рб); г — на создание силы тяги и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Рs ); д — на создание тормозной силы и удержание автомобиля от боковых сил (вектор Ръ )
Когда величина боковых сил превышает силу сцепления колес с дорогой, происходит произвольное перемещение колес автомобиля в поперечном направлении, так называемый занос. Обычно водитель сталкивается с заносом задних колес, занос передних, если он возникает, тут же гасится появляющейся при этом центробежной силой.
Занос задних колес крайне опасен, так как всегда возникает внезапно, и погасить его, когда он уже возник, совсем непросто.
При возникновении заноса реакция водителя должна быть мгновенной. Он немедленно начинает действовать, чтобы погасить занос сразу. Быстрым, коротким поворотом рулевого колеса в сторону заноса он выравнивает автомобиль, не допуская при этом замедления или ускорения движения. При небольшом заносе нет необходимости в крутом повороте рулевого колеса на большой угол. При крутом повороте руля, не соответствующем величине заноса, возникает еще больший занос в обратную сторону (антизайос). Антизанос вы зывает у водителя чувство растерянности к нередко приводит к опрокидыванию автомобиля. Необходимый угол поворота рулевого колеса при заносе приобретается лишь опытом и никаких более конкретных рекомендаций здесь дать нельзя.
Боковое опрокидывание (через борт) может произойти при воздействии на автомобиль очень больших боковых сил и большом коэффициенте сцепления колес е дорогой, а также при большом поперечном уклоне дороги. Опрокидыванию может предшествовать занос, прк котором автомобиль утыкается колесами в неподвижное препятствие. Вероятность бокового опрокидывание зависит также от ширины колеи автомобиля (чем он« больше, тем боковая устойчивость лучше) и от расположения центра масс автомобиля (чем он ниже, тем устойчивость лучше). Боковое опрокидывание чаще происходит при большой скорости на крутом повороте, при высоко расположенном центре масс (что бывает у автомобиля с тяжелым грузом в багажнике на крыше), при большом поперечном уклоне дороги (на косогоре) или при сочетании этих факторов.
Продольное опрокидывание через ось задних колес у легковых автомобилей практически не наблюдается. Опрокидывание через ось передних колес может произойти при резком торможении (или утыкании в препятствие) при движении с большой скоростью на крутом спуске. Наиболее вероятно при движении с полностью загруженным багажником на крыше.
Почти все отечественные легковые автомобили обладают хорошей устойчивостью и управляемостью, особенно при неполной загрузке. Лучшими в этом плане являются переднеприводные, на устойчивость которых мало влияет и степень их загрузки. Наиболее удачным следует признать ВАЗ -2108, имеющий низко расположенный и смещенный вперед центр масс и недостаточную пово-рачиваемость. Наихудшую характеристику по устойчивости имеет ЗАЗ -968 М «Запорожец».
Устойчивость против бокового опрокидывания у всех легковых автомобилей с колесной формулой 4X2 хорошая, так как колея у них почти в 2 раза больше высоты центра масс. Опрокидывание таких машин может произойти лишь на косогоре с уклоном более 30%.
Итак, что может и должен делать водитель, чтобы максимально улучшить устойчивость и управляемость своего автомобиля?
Во-первых, тщательно следить за техническим состоянием автомобиля, особенно за исправностью тормозов, рулевого управления, колес, амортизаторов. Поддерживать рекомендуемое давление воздуха в шинах, устанавливая в задних колесах несколько увеличенное давление в сравнении с передними.
Во-вторых, не перегружать автомобиль, размещать пассажиров на переднем сиденьи, не перевозить тяжелый и крупногабаритный груз в багажнике на крыше.
В-третьих, не допускать резкого управления автомобилем, уменьшать скорость перед поворотами, создавать такой режим движения, при котором возникает как можно меньше боковых сил, избегать движения по скользким дорогам.
Под устойчивостью автомобиля понимается способность его сохранять заданное движение без опрокидывания, сползания и заноса. Потеря устойчивости происходит при продольном и поперечном опрокидывании, а также при боковом перемещении и сползании на подъеме.
Боковая устойчивость определяет устойчивость автомобиля против заноса колес одной оси вбок. Боковой занос автомобиля происходит вследствие потери сцепления между ведущими (или заторможенными) колесами и дорогой. Такой занос может возникнуть при движении по скользкой дороге во время торможения или при повороте.
Поперечная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно боковых колес (левых и правых) и зависит от ширины колеи и высоты расположения центра тяжести. Чем шире колея и ниже расположен центр тяжести, тем больше устойчивость против опрокидывания вбок. Опрокидывание вбок может также произойти при движении вдоль по крутому склону.
Продольная устойчивость — это устойчивость автомобиля против опрокидывания относительно передней или задней оси, зависит от расположения центра тяжести, базы автомобиля, величины тягового усилия на ведущие колеса и уклона дороги.
Устойчивость автомобиля при торможении может быть потеряна даже при движении автомобиля по прямой. Это объясняется тем, что наличие большого тягового или тормозного усилия на ведущих колесах уменьшает их устойчивость. Устойчивость при торможении нарушается, если тормозное усилие, приложенное к окружности колеса, по своей величине приблизится к силе сцепления между колесами и дорогой.
Наличие на автомобиле тормозов на всех четырех колесах увеличивает тормозное усилие, которое может быть передано через колеса без нарушения устойчивости автомобиля.
Устойчивость автомобиля против опрокидывания характеризуется коэффициентом устойчивости (Ку), который определяется по формуле:
Управляемость автомобиля зависит от рулевого управления, подвески, шин и давления в них. На управляемость влияют неправильная установка управляемых колес, наличие зазоров в рулевом механизме и приводе, перекосы осей и заднего моста. Поэтому необходимо постоянно следить за исправностью механизмов и деталей автомобиля.
Маневренность автомобиля — это возможность изменять направление движения на минимальной площади. Она зависит от следующих особенностей его конструкции: габаритных размеров, углов поворота передних колес, обзорности как перед автомобилем, так и сзади него.
Легкость управления автомобилем определяется величиной физических усилий и количеством труда водителя, затрачиваемых при управлении автомобилем. Это достигается путем улучшения конструкции рулевого механизма, тормозных систем, устройством и оборудованием рабочего места водителя, обзорностью дороги перед автомобилем, а также предохранением водителя от воздействия шумов, вибрации и вредных газов.
Что влияет на управляемость автомобиля
При изучении движения автомобилей наиболее сложными вопросами являются управляемость и устойчивость. Для скоростных автомобилей эти вопросы имеют первостепенное значение, так как они связаны с безопасностью движения, на что с увеличением скорости должно быть обращено особенно большое внимание.
Устойчивость автомобиля определяется его способностью противостоять боковому заносу и опрокидыванию.
Под управляемостью автомобиля понимается его способность сохранять заданное направление движения (что иногда называют держанием дороги), а при движении на повороте — точно следовать повороту управляемых колес.
Оба эти качества связаны между собой, так как плохая управляемость автомобиля приводит к потере устойчивости и заносу автомобиля. Совместное рассмотрение этих вопросов дает возможность выявить влияние основных конструктивных факторов как в том, так и в другом отношении.
Ниже будут рассмотрены основные условия управляемости и устойчивости автомобиля и факторы, от которых, они зависят, а также указаны способы повышения устойчивости и улучшения управляемости скоростных автомобилей.
Для того, чтобы выявить влияние отдельных факторов на управляемость и устойчивость автомобиля, необходимо рассмотреть отдельно движение автомобиля по прямой и движение на повороте.
При движении по прямой должна быть обеспечена хорошая управляемость, заключающаяся в том, что автомобиль должен сохранять заданное направление, не вызывая у водителя необходимости постоянно выправлять его. В тех случаях, когда колебания одного из колес передаются через органы подвески, рулевого управления и даже раму другому колесу, может наступить явление резонанса, что приводит к колебаниям всего передка автомобиля и вилянию передних колес. Такое виляние колес, нарушив управляемость автомобиля, может привести к потере устойчивости.
При движении на повороте наибольшее значение приобретает устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания под действием центробежной силы.
При переходе автомобиля к прямолинейному движению после завершения поворота большое значение для управляемости имеет способность автомобиля к быстрому выпрямлению, или так называемая стабилизация. Эта способность автомобиля также зависит от ряда конструктивных факторов.
Конструктивные факторы, влияющие на управляемость автомобиля
Жесткость рамы. Рама должна обладать жесткостью в горизонтальной и вертикальной плоскости. Для скоростных автомобилей наибольшее значение имеет жесткость в горизонтальной плоскости (по сравнению с автомобилями других видов), недостаток этой жесткости может привести к продольному смещению одного лонжерона по отношению к другому, что вызовет ухудшение управляемости. Это явление может произойти при торможении автомобиля с большой скорости, когда вследствие неодинаковой затяжки тормозов правой и левой сторон может появиться сила, стремящаяся сдвинуть один лонжерон по отношению к другому.
Чтобы противостоять скручиванию, рама должна обладать достаточной жесткостью также и в вертикальной плоскости.
Для обеспечения большой жесткости в горизонтальной плоскости рама должна иметь простую треугольную форму. Однако такая форма рамы не получила широкого распространения, так как на ней очень трудно размещать агрегаты силовой передачи. В некоторых случаях для обеспечения жесткости раме придают форму трапеции; большей же частью сохраняют форму рамы прямоугольной и добиваются наибольшей жесткости применением поперечных балок-траверс.
Жесткость рамы в вертикальной плоскости обеспечивается выбором соответствующих размеров и профиля лонжеронов. Значительное повышение жесткости дают к-образные и х-образные поперечные балки.
Эластичность шин. Особенностью шин является то, что, помимо деформации в радиальном направлении, они имеют под действием боковой силы (например, та повороте) некоторую деформацию в боковом направлении, так называемый боковой увод. В этом случае колесо катится не в своей плоскости, а под некоторым углом к ней, называемым углом бокового увода (рис. 131). Как показали исследования академика Е. А. Чудакова*, боковой увод колес оказывает большое влияние на устойчивость автомобиля.
Рис. 131. Деформация шины под действием боковой силы
Благодаря наличию бокового увода колес появляется стабилизирующий момент шины, стремящийся вернуть колесо в его плоскость качения, т. е. выравнять колесо в новом заданном им направлении, полученном в результате поворота.
Значительный боковой увод шин затрудняет управление и нарушает точность работы рулевого механизма. Поэтому для шин скоростных автомобилей боковая эластичность должна быть уменьшена по сравнению с боковой эластичностью шин обычных легковых автомобилей.
Величина боковой эластичности зависит от конструкции шин, ширины профиля шины и внутреннего давления в ней. Повышение внутреннего давления и увеличение жесткости боковин покрышек уменьшают боковую эластичность шин.
Радиальная эластичность шин влияет на управляемость обычно при больших скоростях движения, когда инерция неподрессоренных масс имеет большое значение. При этом от деформации шин и быстрого изменения этих деформаций могут возникать периодические колебания, которые в случае недостаточной чувствительности подвески передаются всем агрегатам автомобиля.
В том случае, когда внутреннее давление повышается относительно немного, шины скоростных автомобилей сохраняют большую чувствительность к неровностям дороги, чем рессорная подвеска, в особенности при наезде на небольшие неровности, которые встречаются на дорогах с усовершенствованным покрытием.
Подвеска автомобиля. Для обеспечения хорошей управляемости автомобиля подвеска должна смягчать толчки и обеспечивать быстрое гашение вызываемых ими колебаний; кроме того, она должна сохранять постоянство ширины колеи как передних, так и задних колес в моменты подъемов и опускания при наезде на неровности дороги.
Уменьшение веса неподрессоренных частей позволяет уменьшить жесткость упругих элементов подвески (рессор, пружин или стержней) и получить мягкую подвеску, почти полностью поглощающую толчки, передаваемые колесами. При значительном увеличении внутреннего давления в шинах скоростных автомобилей толчки от небольших неровностей дороги неполностью поглощаются шинами, а передаются на подвеску, которая должна обеспечить мягкость хода.
Неправильный выбор упругих элементов подвески часто способствует появлению боковых и продольных колебаний, вызывающих соответственно боковую и продольную качки и этим ухудшающих устойчивость автомобиля.
Для ослабления действия колебаний рессоры снабжаются амортизаторами, которые уменьшают амплитуду колебаний рессоры, не сокращая периода этих колебаний. Амортизаторы способствуют улучшению управляемости автомобиля, но они могут уменьшить степень свободы и повысить жесткость рессор. Устранение этих отрицательных последствий зависит от конструкции и регулировки амортизаторов, поэтому амортизаторы, подобранные соответственно параметрам свободных колебаний данной подвески, не должны намного увеличивать ее жесткости.
Описанные выше свойства подвески могут влиять главным образом на устойчивость в продольной плоскости, т. е. на уменьшение продольных колебаний. При рессорной подвеске каждая рессора подвергается скручиванию от боковых усилий, которые могут вызвать большие изменения в способности автомобиля держать дорогу.
Конструкция и способ крепления подвески влияют как на ее жесткость, так и на сохранение постоянства ширины колеи. При независимой подвеске постоянство ширины колеи наилучшим образом обеспечивается при качании колес в продольной плоскости. Сохранение постоянства ширины колеи необходимо для хорошей управляемости автомобиля. В случае изменения ширины колеи колеса скользят, перемещаясь в поперечном направлении, при этом часть силы сцепления оказывается использованной на это перемещение.
Использование сцепления колес в продольном направлении связано с использованием сцепления колес в поперечном направлении. Практически коэффициент сцепления колес с дорогой можно считать одинаковым в продольном и поперечном направлении. Таким образом, использование части силы сцепления на перемещение колес в поперечном направлении уменьшает сцепление колес в продольном направлении. Для ведущих колес автомобиля это уменьшение сцепления колес с дорого в продольном направлении приводит к пробуксовке и скольжению колес, вследствие чего может наступить занос автомобиля. В случае скольжения управляемых (передних) колес становится невозможным повернуть автомобиль и он будет скользить в прежнем направлении с повернутыми колесами; управляемость автомобиля при этом, конечно, теряется. Кроме того, при колебаниях подвески может возникать гироскопический момент, действующий в горизонтальной плоскости. Этот момент стремится повернуть колесо, что также ухудшает управляемость.
Оба указанных явления, происходящих при изменении ширины колеи, ухудшают управляемость и устойчивость автомобиля.
Механизмы управления и передние колеса. Как указывалось, для обеспечения хорошей управляемости рулевое управление скоростных автомобилей должно иметь относительно небольшое передаточное число и обладать обратимостью. Кроме того, система тяг рулевого привода не должна передавать колебания от одного колеса к другому во избежание возможного резонанса колебаний и появления виляния передних колес.
Легкость управления и стабилизация передних колес в значительной мере зависят от углов установки передних колес.
Углы развала и схода колес для скоростных автомобилей имеют такое же значение, как и для обычных легковых автомобилей.
Углы наклона шкворня назад (α) и вбок (β), определяющие стабилизацию управляемых колес, имеют для скоростных автомобилей весьма важное значение, и их величина отличается от величины соответствующих углов у современных серийных легковых автомобилей.
При наклоне шкворня назад его ось пересекается с дорогой в точке, лежащей впереди точки касания колеса с дорогой. В результате этого при движении автомобиля на повороте боковая реакция Y, возникающая от центробежной силы, приложенная в точке касания колеса с дорогой, образует стабилизирующий момент. Этот стабилизирующий момент М, равный Y c (рис. 132а), стремится вернуть колесо в нейтральное положение.
Рис. 132. Углы установки передних колес
Угол наклона шкворня вбок β (см. рис. 132б) также способствует стабилизации, так как благодаря этому наклону при поворачивании колес из нейтрального положения происходит подъем передней части автомобиля. В результате затраты работы на подъем передней части автомобиля накапливается некоторое количество энергии, использование которой способствует стабилизации колес.
У большинства современных легковых автомобилей углы наклонов шкворня назад и вбок имеют сравнительно небольшое значение. У автомобиля М-20 допускают даже отрицательный угол наклона шкворня назад; величина угла колеблется в пределах ±0,5°. У легковых автомобилей применяют небольшие углы наклона шкворней вследствие установки шин низкого давления, имеющих большую боковую эластичность; стабилизация управляемых колес при этом в основном происходит за счет бокового увода шин.
Для скоростных автомобилей, имеющих шины высокого давления, стабилизация управляемых колес должна обеспечиваться соответствующими углами их установки. Вследствие этого большинство гоночных автомобилей имеет относительно большую величину углов наклона шкворня назад и вбок. У большинства современных гоночных автомобилей угол наклона шкворня назад составляет 2—3°, а угол наклона шкворня вбок 7—9°.
Углы установки колес должны сохраняться во время работы автомобиля, так как от этого зависит стабилизация управляемых колес во время движения.
Нарушения в установке колес вследствие случайных толчков и ударов способствуют появлению вредных колебательных движений (виляние).
Причина виляния заключается в конструктивных особенностях передней части автомобиля. Многие наблюдения показывают, что, помимо чисто конструктивных факторов, виляние вызывается также неравномерностью накачки шин, низким давлением в них и неуравновешенностью колес.
Колесо автомобиля может быть уравновешено статически и динамически. Статически уравновешенное колесо находится в безразличном равновесии по отношению к своей оси вращения, и это равновесие не зависит от распределения веса относительно средней плоскости вращения колеса. Динамически уравновешенное колесо, наоборот, характеризуется тем, что центр тяжести его лежит в средней плоскости вращения. Для скоростных автомобилей особенно важно, чтобы все колеса были динамически сбалансированы. Поэтому противовесы, устанавливаемые при уравновешивании колес, должны иметь симметричное расположение относительно средней плоскости вращения колеса.
* Чудаков Е. А., акад. Влияние боковой эластичности колес на движение автомобилей, АН СССР, 1947.
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
Ключевые слова: колесо / управляемость / усилители рулевого управления / блокировка при торможении / подвеска / шины. / Keywords: wheel / controllability / steering amplifiers / blocking during braking / suspension / tires.
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Рассадкин Николай Александрович, Шорников Данила Александрович, Агго Сергей Дмитриевич, Пляшко Александр Николаевич
Аннотация. В данной работе рассматриваются основные аспекты, влияющие на процесс эксплуатации транспортного средства. Простейшие способы повысить управляемость и стабильность автомобиля на дороге. .
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Рассадкин Николай Александрович, Шорников Данила Александрович, Агго Сергей Дмитриевич, Пляшко Александр Николаевич
SCIENTIFIC JUSTIFICATION AND DEVELOPMENT OF SOUR MILK PRODUCT USING BARLEY SEEDLINGS AND ROSE SYRUP
Пути повышения безопасности автотранспортных средств с учетом параметров угловой ориентации управляемых колес
Основные направления оптимизации конструкции механизма рулевого управления автомобиля
Исследование функциональных свойств рулевого управления троллейбуса
Математическое моделирование в изучении переходных процессов и нагруженности элементов гидроусилителя руля с роторным распределителем
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
INFLUENCE OF VARIOUS FACTORS ON VEHICLE HANDLING
Abstract. This paper examines the main aspects that affect the process of vehicle operation. The simplest ways to improve vehicle handling and stability on the road
Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ»
Рассадкин Николай Александрович, Шорников Данила Александрович, Агго Сергей Дмитриевич, Пляшко Александр Николаевич Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, Москва
DOI: 10.24412/2520-2480-2021-390-55-57 ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Nikolay Rassadkin Alexandrovich, Shornikov Danila Alexandrovich, Aggo Sergey Dmitrievich, Plyashko Alexander Nikolaevich
Moscow Automobile and Highway State Technical University, Moscow
INFLUENCE OF VARIOUS FACTORS ON VEHICLE HANDLING
В данной работе рассматриваются основные аспекты, влияющие на процесс эксплуатации транспортного средства. Простейшие способы повысить управляемость и стабильность автомобиля на дороге.
This paper examines the main aspects that affect the process of vehicle operation. The simplest ways to improve vehicle handling and stability on the road.
Ключевые слова: колесо, управляемость, усилители рулевого управления, блокировка при торможении, подвеска, шины.
Keywords: wheel, controllability, steering amplifiers, blocking during braking, suspension, tires.
Управляемость. Это способность транспортного средства легко изменять направление своего движения при повороте рулевого колес, без возникновения ряда ошибок в процессе эксплуатации. Удерживать заданное направление движения также основная задача водителя. Управляемость указывает, как автомобиль реагирует на команды водителя посредством воздействия на него через рулевое колесо на дорожном полотне при движении, в поворотах. Автомобили с хорошими характеристиками управляемости могут входить в повороты без заноса на более высоких скоростях, при этом води-
тель с меньшей долей вероятности потеряет контроль над транспортным средством. Все это достигается за счет использования силы трения, которая выступает против центробежной силы, направленной на автомобиль.
Установка управляемых колес. Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Для улучшения устойчивости автомобиля при его движении и облегчения управляемости конструктивно предусматриваются углы установки управляемых колес.
ТБСИМСЛЬ 8С1Б1ЧСБ / «ШУУШУУМ-ЛШШаИ» #390), 2021
Рис. 1 Углы установки управляемых колес у — угол продольного наклона оси; а — угол развала;
в — угол поперечного наклона оси; 9в — внутренний угол поворота; 9н — наружный угол поворота;
А — расстояние между внутренними поверхностями передней части шин; В — расстояние между внутренними поверхностями задней части шин.
Правильная установка управляемых колес с развалом в вертикальной плоскости и со схождением в горизонтальной, а также регулировка углов развала и схождения колес существенно влияют на управляемость автомобиля. При их отклонении от требуемого положения возрастает сопротивление движению и может произойти изменение соотношения между углами поворота управляемых колес. В результате затрудняется управление автомобилем. При этом увеличивается износ шин и снижается топливная экономичность автомобиля. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо правильно регулировать углы установки управляемых колес автомобиля.
Подвеска и шины. У легковых автомобилей ухудшение управляемости при эксплуатации может быть вызвано остаточной деформацией пружин передней независимой подвески. В результате осадки пружин рычаги подвески при перемещениях изменяют углы развала колес и поперечного наклона шкворней, нарушая при этом установку и стабилизацию управляемых колес. К тому же при осадке одной из пружин подвески указанные углы изменяются только с одной стороны автомобиля. Вследствие этого стабилизирующие моменты на управляемых колесах не будут уравновешиваться при прямолинейном движении и автомобиль начнет уводить в сторону. При уменьшении давления воздуха в одной из шин колес автомобиля увеличивается ее сопротивление качению и снижается
боковая жесткость шины. В связи с этим автомобиль при движении постоянно отклоняется в сторону шины с уменьшенным давлением воздуха.
Усилители рулевого управления. В рулевых управлениях автомобилей применяют гидравлические, пневматические и электрические усилители. Среди них наибольшее распространение получили гидроусилители.
Гидроусилитель значительно облегчает работу водителя, который при его наличии прикладывает к рулевому колесу в 2-3 раза меньшее усилие, чем без гидроусилителя. Так, например, для поворота автомобиля средней и большой грузоподъемности и автобусов без рулевых усилителей требуется усилие водителя до 400 Н
Маневренность автомобиля возрастает при быстром и точном действии гидроусилителя. Так, время срабатывания гидроусилителей составляет 0,2. 2,4с. Это приводит к высокой точности при управлении автомобилем в процессе поворота на закруглениях дорог.
Блокировка колес при торможении. При торможении автомобиля одновременная блокировка передних и задних колес может произойти только на дорогах с определенным оптимальным коэффициентом сцепления фопт = 0,4. 0,45. На дорогах с другими значениями коэффициента сцепления происходит блокировка сначала либо передних, либо задних колес. Так, при торможении на дорогах с коэффициентом сцепления меньше оптимального (фх < фопт) у автомобиля первыми
блокируются передние управляемые колеса. Это может привести к потере управляемости автомобиля. При торможении на дорогах с коэффициентом сцепления больше оптимального (фх > фопт) у автомобиля первыми доводятся до юза задние ведущие колеса, что может привести к заносу.
1. Эксплуатационные свойства. Вахла-мов В.К.
2. Электронный ресурс. Управляемость автомобиля | Теория ustroistvo-avtomobilya.ru (дата обращения 20.01.2021)
3. Электронный ресурс autoblogcar.ru (дата обращения 22.01.2021)
Candidate of technical sciences, associate professor Vinnitsa National Agrarian University DOI: 10.24412/2520-2480-2021-390-57-65 SCIENTIFIC JUSTIFICATION AND DEVELOPMENT OF SOUR MILK PRODUCT USING BARLEY
SEEDLINGS AND ROSE SYRUP
State policy in the field of healthy nutrition is a timely and vital task, because inadequate nutrition for the physical needs of the body today poses a threat to national security. The unsatisfactory state of health of the population of Ukraine, as evidenced by the employees of many medical institutions, requires constant consumption offermented milk products by the population. These are products that: are derived from natural ingredients and contain a large number of biologically active substances; can and should be included in the daily diet of man; when used should regulate certain processes in the body (for example, stimulate immune responses, prevent the development of certain diseases, etc., in other words, are designed to improve the health of the consumer and reduce the risk of disease).
Proper nutrition, taking into account living conditions, work and traditions ensures the sustainability of the internal environment of the human body, the activities of various organs and systems.
In recent years, the nutritional status of the population of Ukraine is characterized by negative trends, both in relation to energy adequacy and in relation to the chemical composition of rations. Insufficient intake of vitamins, minerals and trace elements causes significant damage to health, resulting in reduced physical and mental performance, resistance to various diseases, increased negative effects on the body of adverse environmental conditions, harmful factors ofproduction, emotional stress and stress. This leads to rapid wear and tear of the body, reduces active human performance.
The modern concept ofpositive nutrition includes the creation of technology for the production of qualitatively new food products with targeted changes in the chemical composition that meets the physiological needs of man — functional foods.
Functional products are products that occupy a place between products of general consumption, those that are part of the diet of the main groups of the population, and products that have a therapeutic purpose. Such products have a positive effect on the human body, because they contain physiologically functional food ingredients that have a biologically significant effect on the organs and systems of the human body in part or in whole, including — on the digestive system.
Experts attribute the positive effect of fermented milk products on the human body to the presence of physiologically active functional ingredients that are able to exert various types ofphysiological effects. The main among them are: positive effect on the metabolism of various substrates; protection against compounds characterized by oxidative activity; positive effect on the cardiovascular system; positive effect on the physiology of the gastrointestinal tract; positive effect on the state of the intestinal microflora; physiological effects on the state of the immune system, etc.
Keywords: rose hip syrup, fermented milk products, lactic acid bacteria, germinated barley grains.
The role of fermented milk functional products is growing worldwide. The amount of information on the need for special diets for the prevention and treatment of certain diseases is increasing, which is a determining factor that enables the food industry to develop and market new functional dairy products that can actively influence metabolic processes in the body, prevent or restore them violation.
Proper nutrition, taking into account living conditions, work and traditions ensures the sustainability of the internal environment of the human body, the activities of various organs and systems.
In recent years, the state of nutrition of the population of Ukraine is characterized by negative trends, both in relation to energy adequacy and in relation to the chemical composition of rations [9]. Insufficient intake of vitamins, minerals and trace elements causes significant damage to health, resulting in reduced physical and mental performance, resistance to various diseases, increased negative effects on the body of adverse environmental conditions, harmful factors of production, emotional stress and stress. This leads to rapid wear of the body, reduces the active capacity of man [6,7].