СТІЙКІСТЬ АВТОМОБІЛЯ

Під стійкістю розуміють здатність автомобіля протистояти заносу (ковзанню) і перекиданню. Залежно від напрямку ковзання або перекидання розрізняють поздовжню і поперечну стійкість. Більш ймовірне порушення поперечної стійкості, що виникає внаслідок дії бічних сил: відцентрової сили, поперечної складової сили ваги, бічного вітру, ударів по нерівностях дороги.

Стійкість автомобіля що рухається, залежить від наступних факторів: маси автомобіля, висоти його центра ваги, бази, ширини колії; розміру шин, їхньої конструкції і стану; радіусів кривизни дороги і стану її поверхні; конструкції і стану гальм; швидкості й напрямки руху; уміння управляти автомобілем.

Установлено, що чим вище розташовано центр ваги автомобіля і чим вужча колія, тим вища ймовірність перекидання. Для підвищення стійкості колія повинна бути можливо ширшою, а центр ваги - нижчим. Наявність вантажу в кузові, особливо великогабаритного (контейнерів, тюків, пресованого сіна і т.д.), збільшує висоту центра ваги, тим самим знижуючи стійкість.

На повороті істотний вплив на стійкість крім перерахованих факторів справляє також швидкість повороту керованих коліс. Різкий поворот може в певних умовах стати основним фактором, що викликав порушення стійкості автомобіля.

Рух по косогору і по кривій пов'язаний з деякими додатковими явищами, що підсилюють імовірність перекидання автомобіля. Сюди відноситься, наприклад, переміщення пасажирів і вантажів вбік дії поперечної сили. Це переміщення викликає зміна положення центра ваги підресорених мас, внаслідок якого зростає небезпека перекидання автомобіля. Під дією поперечних сил відбувається деформація шин одночасно у двох напрямках - радіальному і поперечному.

При більших значеннях поперечних сил шина стикається із частиною дороги не тільки протектором, але й частиною боковини, менш еластичною в

порівнянні із протектором. При досить великих перевантаженнях можливо також повне сплющування шин і врізання обода колеса у верхній шар дорожнього покриття. Механічне зачеплення, що виникає в цьому випадку, різко збільшує загальну силу поперечного зчеплення шин з дорогою, а разом із цим і ймовірність перекидання автомобіля.

Максимальну припустиму швидкість руху автомобіля на поворотах до появи бічного ковзання можна визначити по наступній формулі:

V₃ = VgRФ_y

де V_з — максимальна швидкість на повороті до появи бічного ковзання автомобіля, м/с;

g —прискорення сили ваги,м/с²;

R —радіус повороту автомобіля,м;

ф_у — коефіцієнт поперечного зчеплення шини з дорогою.

У всіх випадках заносу на автомобіль діє поперечна (відцентрова) сила, що з'являється при всякому відхиленні автомобіля від прямолінійного напрямку. Як видно з останньої формули, виникнення заносу найбільше ймовірно при крутих поворотах автомобіля на слизькій дорозі.

У практиці рідко спостерігається одночасне ковзання обох осей у поперечному напрямку. Набагато частіше починають сковзати колеса однієї осі

- передньої або задньої. Найбільш імовірний занос задньої осі автомобіля, на колеса якої при розгоні і подоланні більших опорів діє дотична реакція, у десятки разів більша, ніж на передню вісь. Під час гальмування ж сила зчеплення задніх коліс зменшується внаслідок перерозподілу навантаження, що також сприяє їхньому заносу. Занос задньої осі в більшості автомобілів не тільки ймовірніший, але і небезпечніший від заносу передньої осі. Останній погашається автоматично, тому що виникаюча відцентрова сила і інерційний момент протидіють повороту передньої частини автомобіля убік заносу. Для гасіння заносу задньої осі звичайно рекомендується повертати керовані колеса убік заносу, зменшуючи тим самим величину відцентрової сили. Якщо передні колеса будуть повернені на досить великий кут, відцентрова сила направиться убік, протилежну заносу, і він припиниться.

Однак різкий поворот передніх коліс на надмірно великий кут може викликати ковзання задньої осі у зворотну сторону й рух автомобіля в напрямку повернених коліс. Тому відразу після припинення заносу передні колеса варто повернути у зворотному напрямку і вивести автомобіль на прямолінійний рух.

Поперечна сила може викликати також перекидання автомобіля щодо опори зовнішніх коліс. Максимальна швидкість руху на повороті до перекидання визначається по формулі

де В — ширина колін автомобіля, м; h — висота центра ваги, м.

Формула дає трохи завищене (на 10 — 12%) значення припустимої швидкості. Це пояснюється тим, що в ній не враховується ряд факторів, зокрема таких, як крен кузова, нерівномірний розподіл вантажу по ширині кузова і т. д. Як видно з формули, чим вище розташований центр ваги автомобіля, тим нижче припустима швидкість руху на повороті за умовами перекидання,

У практиці експлуатації автомобілів втрата поперечної стійкості спостерігається найчастіше при гальмуванні. У цьому випадку в контактах шин з дорогою діють більші гальмові сили, і колеса втрачають здатність сприймати поперечні сили. При повному блокуванні коліс їхній рух стає нестійким. У випадку блокування коліс задньої осі автомобіль легко входить у стан прогресуючого заносу, з якого, однак, його можна вивести поворотом передніх коліс, якщо вони ще не використовували повністю силу зчеплення і не заблоковані. Якщо ж раніше блокуються колеса передньої осі, то прогресуючого заносу автомобіля не виникає; однак він повністю втрачає керованість, тому що поворот заблокованих коліс не міняє напрямку руху.

Безпека руху автомобіля повинна бути збережена протягом усього строку його роботи. Із численних факторів, що змінюються під час експлуатації, на стійкість більшою мірою впливає технічний стан шин і гальм.

У міру зношування протектора шин погіршується зчеплення колеса з дорогою й збільшується ймовірність бічного заносу. Коефіцієнт зчеплення шини, протектор якої зношений до повного зникнення малюнка, майже вдвічі менше коефіцієнта зчеплення нової шини. Тому експлуатація автомобіля зі зношеними шинами неприпустима і заборонена правилами руху.

Неправильне регулювання гальм може привести до різної величини гальмових моментів на колесах правої і лівої сторін автомобіля, а виникаючий при цьому повертаючий момент, - викликати втрату стійкості. Нерівномірність гальмових зусиль на передніх колесах небезпечніше, ніж на задні.

Для безпечного водіння на високих швидкостях необхідно прагнути до підвищення стійкості автомобіля. Це досягається зниженням центра ваги, подовженням бази і розширенням колії автомобіля, а також правильним регулюванням гальм і дотриманням швидкості руху, що відповідає стану дороги.