A A A

Siły działające na samochód w ruchu krzywoliniowym

poruszającego się ruchem prostoli­niowym, należy przyłożyć do niego siły boczne. Siłami tymi są reakcje boczne (oznaczone literą Y), działające na koła samochodu. Reakcje te mogą być wywołane działaniem bocznego wiatru, nierównościami drogi itp. lub mogą być wywołane przez kierowcę przez odpowiednie skręcenie kierowanych kół samochodu. W tym ostatnim przypadku reakcje boczne równoważą siłę odśrodkową F działającą na pojazd poruszający się po torze krzywoliniowym (rys. 9.3). Oznaczając przez Y sumę (wektorową) reakcji działających na poszczególne koła można napisać równanie Fr = Y (9.2) gdzie Y = Y; + YPW + + YTZ + YTW Przez YPZ, YPW> Yj^ i YTW oznaczono odpo­wiednio reakq'e (prosto­padłe do płaszczyzn kół) działające na koła: prze­dnie zewnętrzne, prze­dnie wewnętrzne, tylne zewnętrzne i tylne we­wnętrzne. F. = Siła odśrodkowa gdzie: vc — prędkość środka ciężkości C, Re — odległość środka ciężkości od chwilowego środka obrotu O. Reakcje boczne Y działają w płaszczyźnie jezdni i ich wartość jest ograniczona przyczepnością opon do nawierzchni — maksymalna siła boczna nie może być większa od siły przyczepności T = l- Z. Można więc napisać warunek określający wartość maksymalnej siły bocznej, jaką można przy­łożyć do samochodu w celu zmiany kierunku jego ruchu bez utraty przy­czepności Y < (x • Z Na drodze poziomej Z = G, a więc Y< ii-G Z zależności 9.2 i 9.3 wiemy, że Rc Podstawiając tę zależność do wzoru 9.4 można określić maksy­malną prędkość jazdy po łuku o promieniu Rc i współczynniku przyczepno­ści (j., powyżej której nastąpi utrata przyczepności kół i boczny poślizg pojazdu v Obliczona maksymalna prędkość jazdy po łuku, ograniczona przyczepnością, nie zawsze może być osiągnięta, ponie­waż wcześniej może dojść do wywró­cenia samochodu. Wskutek działania siły od­środkowej i%, przyłożonej w środku ciężkości powstaje moment FT • h, dzia­łający w płaszczyźnie poprzecznej sa­mochodu, dociążający koła zewnętrzne i odciążający koła wewnętrzne (rys. 9.4). Aby nie doszło do oderwania się kół wewnętrznych od jezdni, musi być spełniony warunek Zw > 0 Oznacza to, że mimo działania momentu odciążającego koła te muszą być dociskane do jezdni. Reakcje normalne Zz i Zu obliczamy układając równania momen­tów względem punktów styku kół zewnętrznych i wewnętrznych z jezdnią. Równania te mają postać GĄ-Zw-b-Fr-h = Q -G--j + Zz-b-Fr-h = 0 stąd Z=—-F — w 2 r b Z* 2 + r b Jak widać, działanie siły odśrodkowej powoduje zmniejszenie reakcji normalnej Zro, działającej na koło wewnętrzne, o wartość Fr • — oraz powiększenie o taką samą wartość reakcji Zz, działającej na koło zewnętrz­ne. a 2 g Rc Podstawmy do pierwszego z wzorów 9.7 Fr wyrażone wg wzoru 9.3. Otrzymamy wówczas Wstawiając tę zależność do wzoru 9.6 można określić maksymalną prędkość jazdy po łuku, powyżej której nastąpi oderwanie się kół wewnę­trznych od jezdni i wywrócenie samochodu Jak widać, vc ro- jest tym większa, im większy jest rozstaw kół b i im niżej położony jest środek ciężkości. O prawidłowym ruchu pojazdu decyduje oczywiście mniejsza spośród dwu obliczonych prędkości dopuszczalnych. Kierowca bowiem nie może dopuścić ani do utraty przyczepności, ani do wywrócenia pojazdu. Porównując wzory 9.5a i 9.8a można napisać zależność umożli­wiającą określenie, czy w danych warunkach ruchu dojdzie do bocznego poślizgu, czy do wywrócenia pojazdu. Do poślizgu bocznego dojdzie wówczas, gdy vc naxp 0 (nawierzchnia drogi jest pochylona), wówczas wyrażenie w nawiasie jest większe od jedności, a więc prędkość maksymalna jest większa niż w przy­padku drogi o poziomej nawierzchni. Postępując analogicznie jak poprzednio, można na podstawie roz­kładu sił, przedstawionego na rys. 9.5, wyznaczyć reakcję normalną Zn, działającą na koło wewnętrzne, i następnie, podstawiając ją do warunku 9.6, obliczyć maksymalną prędkość jazdy dopuszczalną ze względu na możli­wość wywrócenia samochodu. Pozostawiając czytelnikowi wyprowadzenie tego wzoru napiszemy go już w ostatecznej postaci Podobnie jak wzór 9.10, wzór 9.11 dla a = 0 przyjmuje postać wzoru 9.8, natomiast dla a > 0 wyrażenie w nawiasie jest większe od jed­ności, a więc prędkość dopuszczalna na drodze o pochylonej nawierzchni jest większa od prędkości dopuszczalnej na drodze o poziomej nawierzchni.