Кинематический центр поворота – точка, вокруг которой происходит поворот автомобиля при неизменном положении управляемых колес во время установившегося движения со скоростью, при которой силы инерции пренебрежимо малы, а внешние силы отсутствуют.

Центр поворота находится в точке пересечения перпендикуляров к векторам скоростей передней и задней осей автомобиля.

Наличие увода коренным образом изменяет характер движения автомобиля, его скорости, ускорения и траекторию. Автомобиль с эластичными шинами может поворачивать и двигаться криволинейно, даже если управляемые колеса находятся в нейтральном положении (при действии поперечных внешних сил). Мгновенный же центр поворота также не будет совпадать (рис. 3.11, точки О и О1) , т. е. автомобили с жесткими и эластичными шинами будут поворачиваться вокруг разных точек.

Рис. 3.11. Схема поворота автомобиля с эластичными шинами.

Поворачиваемостью автомобиля называют его свойство отклоняться в результате увода от направления движения, определяемого положением управляемых колес.

Измерителем поворачиваемости автомобиля может служить разность углов увода передней и задней осей ( и ) .

Если углы увода передней и задней осей равны, то =и поворачиваемость автомобиля называется центральной. Однако это не означает, что траектория автомобиля с жесткими шинами совпадает с траекторией автомобиля, имеющего нейтральную поворачиваемость, так как центр поворота в этих случаях занимает различные положения (см. рис. 3.11.). траектория центра тяжести автомобиля с жесткими шинами (пунктирная линия) не совпадает с траекторией движения центра тяжести автомобиля с эластичными шинами (сплошная линия).

Рассмотрим влияние поперечной эластичности шины на величину радиуса поворота, для чего изобразим схематично движение автомобиля (см. рис. 3.11).

Для автомобиля с эластичными шинами можно записать

= +.

(3.52)

Если углы, и малы, то

=

(3.53)

Для автомобиля с жесткими шинами

=

(3.54)

Следовательно, если траектория автомобиля с жесткими шинами зависит только от угла поворота передних колес, то у автомобиля с шинами, эластичными в поперечном направлении, она зависит также и от углов увода и .

Различны траектории и при прямолинейном движении. В случае действия поперечной силы на прямолинейно движущийся автомобиль, имеющий жесткие шины, он будет двигаться в прежнем направлении, пока сила (поперечная) не увеличится до значения, вызывающего скольжение колес.

Автомобиль, имеющий нейтральную поворачиваемость, будет в результате увода двигаться также прямолинейно, но под углом к прежнему направлению движения (рис. 3.12, а), т. е. по линии ВВ.

Для движения по направлению АА (рис. 3.12. б) водитель должен повернуть автомобиль так, чтобы его продольная ось составила с траекторией АА угол .

Рис. 3.12. Схема движения автомобиля с нейтральной поворачиваемостью:

а – по линии ВВ; б – по линии АА

Если угол >, то для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой того же радиуса передние колеса нужно повернуть на угол, больший, чем при жестких шинах. Это свойство автомобиля называется недостаточной поворачиваемостью.

При действии какой-либо поперечной силы (например, силы ветра, бокового толчка от неровности дороги) такой автомобиль начинает поворачиваться вокруг центра О1 (рис. 3.13), хотя передние колеса могут находиться в нейтральном положении. В результате поворота возникает центробежная сила , поперечная составляющая которой направлена в сторону, противоположную возмущающей силе , и увод шин быстро уменьшается. Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью устойчиво сохраняет прямолинейное направление движения.

Если угол <, то для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой того же радиуса нужно повернуть передние колеса на угол, меньший, чем при жестких колесах.

Это свойство автомобиля называют излишней поворачиваемостью. Под действием поперечной силы такой автомобиль также движется по кривой, однако поперечная составляющая центробежной силы в этом случае направлена в ту же сторону, что и возмущающая сила (рис. 3.14.), вследствие чего увод увеличивается. Это приводит к дальнейшему увеличению центробежной силы, и, если водитель не повернет передние колеса в противоположную сторону, автомобиль начнет двигаться по кривой непрерывно уменьшающегося радиуса, что может вызвать занос или опрокидывание автомобиля.

Рис. 3.13 Схема движения автомобиля с недостаточной поворачиваемостью

Рис. 3.14 Схема движения автомобиля с излишней поворачиваемостью

В экспертной практике встречаются ДТП, возникающие при обстоятельствах, похожих на те условия, которые вытекают из приведенных выше условий «поведения» автомобиля, обладающего определенным видом поворачиваемости, особенно излишней.

Так, иногда водитель утверждает, что его автомобиль «потянуло» в сторону, он пытался выправить его, поворачивая рулевое колесо, однако это только усугубило неуправляемое движение и привело к происшествию.

Для решения вопроса о том, какой поворачиваемостью обладает данный автомобиль (недостаточной, нейтральной или избыточной), необходимо испытать автомобиль и измерить углы увода. Если эксперт не располагает оборудованием и для исследования достаточна лишь качественная оценка, то может быть применен упрощенный эксперимент.

На площадке горизонтального профиля с сухим ровным покрытием наносится окружность радиусом около 25м. исследуемый автомобиль выводится на площадку и движется с небольшой скоростью – примерно 10-15 км/ч так, чтобы переднее колесо следовало по размеченной окружности. Затем водитель плавно увеличивает степень открытия дроссельной заслонки, увеличивая скорость. Если при увеличении скорости водителю приходится поворачивать рулевое колесо от центра окружности, то данный автомобиль обладает излишней поворачиваемостью, если же в сторону центра окружности – недостаточной. Такая оценка является лишь качественной, зная которую, эксперт может исключать (или допускать возможность) явления, вытекающие из основных теоретических положений, изложенных выше.

При осмотрах автомобиля следует измерить давление в шинах. Значительное снижение давления в задних шинах по сравнению с давлением в передних шинах может вызвать излишнюю поворачиваемость. Это же явление можно наблюдать у автомобиля, имеющего шины с радиальным расположением нитей корда на задних колесах, а с диагональным – на передних.

Водитель, управляя автомобилем с излишней поворачиваемостью (что бывает редко, так как большинство автомобилей имеет недостаточную поворачиваемость), через некоторое время привыкает к этому свойству автомобиля и может успешно работать, хотя и затрачивает больше энергии на его управление. Но если водитель пересел с одного автомобиля на другой и не успел привыкнуть к его свойствам, то возможно происшествие.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81