Поперечная устойчивость тракторов и автомобилей.

Статическая поперечная устойчивость машины может быть нарушена в результате опрокидывания или сползания на поперечном уклоне. Рассмотрим схему сил, действующих на машину, стоящую на опорной поверхности с поперечным уклоном b Рис.12.6).Примем, что центр масс расположен в продольной плоскости симметрии. Реакции опорной поверхности на колеса, расположенные вниз по уклону, обозначим с индексом «1», расположенные вверх по уклону с индексом «2». Определим предельный статический угол поперечного уклона b_lim, на котором машина стоит не опрокидываясь. В этом случае нормальная нагрузка на колеса, расположенные вверх по уклону, будет равна нулю Р_у2 = 0. Составим уравнение равновесия относительно оси опрокидывания 0,5ВР_тCosb_lim - hP_тSinb_lim = 0

Отсюда . Поперечная устойчивость по опрокидыванию зависит от ширины колеи и высоты центра масс.

Некоторые колесные тракторы имеют качающуюся переднюю ось, которая имеет возможность поворачиваться в вертикально-поперчной плоскости на некоторый угол относительно остова трактора. На поперечном уклоне центр масс трактора смещается в сторону опрокидывания, что снижает поперечную устойчивость на 6...10^о.

У пропашных колесных тракторов со сдвоенным передним колесом опрокидывание возможно относительно одной из боковых осей О-О (Рис.12.7)

Предельный статический угол по поперечному опрокидыванию будет равен d – плечо поперечной устойчивости, расстояние от центра масс до оси опрокидывания.

Уменьшение плеча поперечной устойчивости у 3-х колесных тракторов снижает поперечную устойчивость на 10...15^о.

Для гусеничных тракторов величина предельного статического угла поперечного уклона определяется с учетом ширины звена гусеницы, поскольку опрокидывание может произойти относительно оси, проходящей через наружные кромки гусениц в – ширина звена гусеницы.

У автомобилей, за счет упругости подвески, происходит поперечный крен подрессоренных масс, что смещает центр масс в сторону опрокидывания. Влияние его учитывается коэффициентом поперечного крена К_кр, величина которого находится в пределах К_кр = 0,8...0,9

С учетом этого предельный статический угол по опрокидыванию при поперечном уклоне определится

На боковую устойчивость по опрокидыванию значительно влияют динамические явления, возникающие при внезапном падении ходовых органов, расположенных на одной стороне машины, в канаву, яму, нижерасположенную террасу и т.п., а также наезде на какой-либо выступ или при совместном действии этих факторов. В качестве примера рассмотрим упрощенную схему одного из возможных вариантов бокового опрокидывания (Рис.12.8). Предположим, что машина движется по горизонтальной поверхности и внезапно ходовые органы одного борта попадают в канаву.

Под действием силы тяжести Р_т машина поворачивается относительно продольной оси, проходящей через т. А, до тех пор, пока падающие колеса не достигнут дна канавы (т. В₁), при этом центр масс С переместится в т. С₁. В дальнейшем, под действием кинетической энергии вращательного движения, полученной в процессе падения колес на дно канавы, машина будет продолжать поворачиваться, но уже относительно т. В₁. Если энергии вращательного движения окажется достаточно, чтобы поднять центр масс в т. С₂, расположенную на одной вертикали с т. В₁, произойдет опрокидывание машины. Поперечная устойчивость по опрокидыванию в динамике снижается на 40...60% в зависимости от скорости движения b_дин = (0,4...0,6)b_lim

Вопрос