Определение влияние наклонной установки колёс на склонность автомобиля к поперечному опрокидыванию.

Определённо точно можно сказать, что чем выше находится центр тяжести автомобиля, тем большую он имеет склонность к поперечному опрокидыванию и казалось бы, выход очень прост, уменьшение клиренса. С одной стороны действительно, этот способ очень действенный и применяется в автоспорте. Однако, стоит понимать, что повседневные реалии отличаются от мира гонок, и если спортивные болиды зачастую ездят по идеально ровным трекам, то в жизни рядового гражданского автомобиля есть такие значительные нюансы как грунтовые дороги, неровности дорожного полотна и прочие вещи, преодолевая которые с низким клиренсом есть большая вероятность повредить свой автомобиль. Цель моей выпускной квалификационной работы найти метод увеличить устойчивость автомобиля не ухудшая его функциональные качества и характеристики. Как было выяснено из раздела 2 текущей работы, отрицательный развал благотворно влияет на управляемость автомобиля, лёгкость его управления и главное расширяет колею автомобиля. Соответственно, чем шире база автомобиля, тем он устойчивее. Опираясь на работу доктора технических наук Балабина Игоря Венедиктовича, хочу предложить способ улучшения устойчивости автомобиля, путём придания всем его колёсам отрицательного развала более 10 градусов в совокупности с увеличением колеи транспортного средства.

Таким методом уже пользуется концерн «Мерседес-Бенц». В процессе анализа данного решения необходимо выяснить целесообразность применения такой конструкции с точки зрения устойчивости движения не только по прямой, но и при движении по криволинейным траекториям, а так же выяснить влияние наклонной установки колёс на тяговую динамику, а так же сравнить сопротивления качения в случае такой установки колёс и при отсутствии развала. Для детального анализа влияние отрицательного развала колёс ТС на его устойчивость, требуется рассмотреть, какие силы действуют на автомобиль при его движении. На рисунке (да дада я пажилойчеловечекадэбэбдэб) представлена упрощённая схема автомобиля при его движении с воздействием на него боковых возмущений, возникающей центробежной силой и не учитывающая жёсткость подвески и шин. Основными силами являются сила тяжести G и центробежная сила F _цб, из пункта 3 делаем вывод, так как при движении автомобиля возникают, продольные и поперечные реакции опоры, в купе с центробежной силой и силой тяжести на левых и правых колёсах возникают реактивные нормальные F _£л F _£п и боковые F _yл F_{y п} силы. С увеличение угла отрицательного развала α который определяется положением колёс относительно линии перпендикулярной твёрдой опорной поверхности, ширина колеи приобретает большую ширину. Изменение этого параметра можно выразить зная динамический радиус колеса r при нулевое значении развала и синус угла уже установленного развала. Соответственно имеем:

Δ B=2r*sinα

Соответственно имея данные о изменении ширины, применив не сложные геометрические операции, выведем формулу для изменения центра масс транспортного средства.

Δ h_c = r-rcosα=r*(1-cosα)

Процесс поперечного опрокидывания начинается тогда, когда сила F _£л или F _£п (зависит от направления силы бокового возмущения) приравняется к нулю. Так как на схеме на рисунке (пажилой дедушка оаоаоаоао) центробежная сила приложена на левую сторону, то и сумму моментов будем составлять относительно точки контакта левого колеса.

F _£л = (B + Δ B)- G + F _цб (h_c -Δ h_c)=0.

Из чего следует:

F _£л = =0.

F _цб= .

Центробежная сила автомобиля есть не что иное, как произведение его массы на квадрат скорости, с которой он двигается, делённое на радиус проходимой кривой. Зная это и то, что сила тяжести это масса автомобиля, умноженная на ускорение свободного падения g, выведем формулу центростремительного ускорения автомобиля.

a_n= = = .