VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Движение транспортного средства (ТС) по дороге с поперечным уклоном (косогором, виражем) или с радиусом кривизны связано с появлением поперечных сил, вызывающих разгрузку колес одной стороны автомобиля и дополнительную нагрузку колес второй стороны. Под действием этих сил возможна потеря поперечной устойчивости автомобилем, выражающаяся либо в боковом скольжении шин по дороге (занос), либо в опрокидывании автомобиля.

Известны четыре критерия поперечной устойчивости: _oи _з – предельные углы косогора по условиям опрокидывания или бокового скольжения, (град);_ои _з– критические скорости движения по опрокидыванию или заносу, (км/ч). В курсах теории автомобиля для определения значений _oи _з считают, что в случае движения автомобиля по кривой поперечной силой является только центробежная сила инерции, а при движении по косогору – поперечная составляющая силы тяжести Gsin.

Приравнивая к нулю сумму вертикальных реакций на менее нагруженных колесах, что справедливо для начала опрокидывания автомобиля, составляют уравнения моментов, решая которые, получают значения _ои _o. Предполагая также, что продольные силы отсутствуют, и сцепление шин с дорогой полностью использовано, проецируют все силы на плоскость дороги, после чего получают выражения для определения _з и _з.

Как показала практика эксплуатации и результаты экспериментальных исследований, величины _ои _o, вычисленные подобным образом, нельзя считать точными. В действительности, разгруженные колеса отрываются от дороги при значениях скорости и углов косогора, меньших, чем это определяют имеющиеся формулы, так как при их выводе учитывают лишь самые общие геометрические размеры автомобиля: колею В и высоту центра масс h_g,а остальные особенности конструкции не учитывают. Согласно известным формулам для достижения одинаковой устойчивости различных автомобилей достаточно лишь, чтобы значения В и h_gбыли соответственно равны. В действительности этого условия недостаточно.

Движение автомобиля по косогору и кривой связано с некоторыми дополнительными явлениями, усиливающими вероятность опрокидывания автомобиля и не учитывающимися в расчетах. Сюда относится, например, перемещение масс наливных, насыпных грузов в сторону действия поперечной силы. Это перемещение вызывает изменение положения подрессоренных центров масс, незначительно неподрессоренных масс, вследствие которых возрастает опасность опрокидывания автомобиля. Под действием поперечных сил происходит деформация шин одновременно в двух направлениях: радиальном и боковом.

Таким образом, возникает противоречие:с одной стороны, все в большей мере проявляет себя тенденция увеличения количества специализированных ТС, предназначенных для перевозки наливных, насыпных грузов, с изменяемыми координатами центров масс в поперечных и вертикальных направлениях на уклонах и поворотах. Кроме того, реальные значения общепринятых критериев поперечной устойчивости ТС (_о, _о) меньше чем теоретически определенные по существующим методикам. Это требует уточнения существующих методик и формул для оценки поперечной устойчивости. С другой стороны – недостаточное исследование влияния степени изменения координат центров масс на устойчивость ТС на боковых уклонах и поворотах, особенно на высоких скоростях и при движении по сложным кривым маршрутам.

Предполагается, что в большинстве принятых математических моделей, представленных в виде уравнений, недостаточно учитывается упругость шин и подвески шасси и упругость шин и подвески перевозимых ТС. Для наливных (насыпных) ТС не учитывается смещение центра масс [1]. Противоречие частично может быть разрешено проектированием несущих систем ТС с устройствами для автоматического регулирования заданных координат центров масс [2].

Для этого существует необходимость разработки методики учета влияния масс ТС и грузов, сложных упругодемпфирующих связей между ними (в том числе упругости шин), проявляющихся в вертикальных и поперечных координатах.

Библиографический список

1. Овечкин С.Л., Свиридов Е.В. Метод определения нагрузок при оценке поперечной устойчивости транспортного средства // Вестник Пермского нац. исслед. политехн. ун.-та. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности / ПНИПУ – Пермь, 2013. – № 1. – С. 113–118.

2. Овечкин С.Л., Свиридов Е.В. Перспективы повышения поперечной устойчивости автомобильной техники // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. Т.1: мат.-лы Международ. науч.-практич. конф. – Пермь: Изд.-во ПНИПУ, 2014. – С. 188–191.

Код для цитирования: Скопировать