Автомобиль на повороте "ведет себя" по-иному, нежели при движении
по прямой. В результате воздействия дополнительных внешних сил у
него возникает боковой крен, изменяются условия управления, ярче
проявляются такие конструктивные свойства как устойчивость и
управляемость. Причем под управляемостью понимают способность
автомобиля подчиняться различным управляющим воздействиям водителя,
а под устойчивостью - его способность выдерживать заданное
направление в разнообразных дорожных условиях без опрокидывания и
бокового скольжения колес.
Действие внешних сил. Проявление сил, действующих на автомобиль при
движении (рис, 1), может оказаться неожиданным для неопытного
водителя и привести к дорожно-транспортному происшествию (ДТП).
1. Силы, действующие на автомобиль на закруглениях дорог при
равномерном движении
Чтобы этого избежать, необходимо научиться учитывать эти
силы и рационально их использовать, а для этого нужно знать, при
каких условиях они возникают и как действуют. К. ним относятся: сила
сопротивления качению, затрачиваемая на деформирование шины и
дороги, на трение шины о дорогу, трение в подшипниках колес и др.;
сила сопротивления воздуха, величина которой зависит от формы
(обтекаемости) и лобовой площади автомобиля и резко возрастает с
увеличением скорости; боковая инерционная сила, направленная в
противоположную от поворота сторону; силы сопротивления шин боковому
скольжению.
Трогание автомобиля на горизонтальной поверхности возможно только
при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с
поверхностью дороги, в противном случае колеса пробуксовывают. Сила
сцепления зависит от массы, приходящейся на колесо, от состояния
покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора.
Для оценки влияния состояния дороги на силу сцепления служит
коэффициент сцепления, который определяют делением силы сцепления
ведущих колес автомобиля на силу тяжести автомобиля, приходящуюся на
эти колеса. Этот коэффициент зависит от вида покрытия дороги и от
его состояния. Мокрая, грязная дорога уменьшает величину
коэффициента, а следовательно, и силу сцепления примерно наполовину.
Гололед уменьшает сцепление почти до 10%. Уменьшение коэффициента
сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости
движения. Так, при возрастании скорости на сухой дороге с
асфальтобетонным покрытием с 30 до 60 км/ч коэффициент сцепления
уменьшается примерно на 20%.
При выборе безопасной скорости движения водителю следует учитывать
силу сцепления колес с дорогой и уменьшать скорость так, чтобы можно
было своевременно остановить автомобиль в случае возникновения
опасности.
Как только автомобиль переходит из равномерного прямолинейного
движения в криволинейное, на него начинает воздействовать боковая
инерционная сила, являющаяся дополнительной.
2. Изменение положения центра тяжести
Она воздействует на автомобиль в поперечном .направлении,
стремясь сместить его от центра поворота. Водитель обычно сразу
ощущает это, его отклоняет во внешнюю повороту сторону. Если боковая
инерционная сила превышает силы бокового сцепления колес с дорогой,
то автомобиль начинает скользить вбок (заднеприводный - заносить),
увеличивая радиус поворота. Поэтому он может не <вписаться> в
поворот, съехать с дороги и даже опрокинуться.
Боковая инерционная сила приложена к центру тяжести автомобиля.
Центр тяжести - это теоретическая точка, в которой сосредоточен вес
автомобиля и положение которой меняется в зависимости от
распределения груза на автомобиле (рис. 2). Из практики известно,
что чем выше расположен центр тяжести тем легче опрокидывается
автомобиль. Опрокидывающий момент вычисляется произведением боковой
инерционной силы на плечо. При одной и той же величине этой силы
опрокидывающий момент будет возрастать с увеличением плеча, т. е.
высоты расположения центра тяжести. А при одном и том же плече этот
момент возрастает с увеличением боковой инерционной силы, т. е. с
увеличением скорости движения автомобиля или при уменьшении радиуса
поворота. Следовательно, водителю, перевозящему крупногабаритные,
тяжелые грузы, оказаться неожиданным для неопытного водитёля и
привести к дорожно-транспортному происшествию (ДТП). Чтобы этого
избежать, необходимо научиться учитывать эти силы и рационально их
использовать, а для этого нужно знать, при каких условиях они
возникают и как действуют. К. ним относятся: сила сопротивления
качению, затрачиваемая на деформирование шины и дороги, на трение
шины о дорогу, трение в подшипниках колес и другая сила
сопротивления воздуха, величина которой зависит от формы
(обтекаемости) и лобовой площади автомобиля и резко возрастает с
увеличением скорости; боковая инерционная сила, направленная в
противоположную от поворота сторону; силы сопротивления шин боковому
скольжению.
3. Опрокидывание из-за смещения груза в
кузове автомобиля
Действие боковой инерционной силы изменяется а зависимости от
радиуса по- необходимо обязательно снижать скорость перед входом в
поворот. Опрокидывание может также произойти в результате смещения
груза в кузове автомобиля (рис. 3). Отсюда вторая рекомендация:
закреплять грузы в кузове и располагать их так, чтобы они как можно
меньше выступали над бортами.
ворота: чем радиус поворота больше, тем ее действие меньше. Отсюда
вытекает ; правило: водитель должен стремиться максимально
увеличивать радиус поворота, используя всю ширину полосы движения
или проезжей части на загородной дороге, но i не выезжая на полосу
встречного движения.
Боковая инерционная сила изменяется также пропорционально квадрату
скорости. Вам не составит особого труда ехать на легковом
автомобиле, например, по кругу радиусом 7 м со скоростью 20 км/ч, в
то время как движение по такому кругу со скоростью 40 км/ч
практически невозможно. Боковая инерционная сила возрастает при этом
в 4 раза и вызывает боковое скольжение, иногда занос автомобиля.
Поэтому правило безопасности гласит: прежде чем начать поворот, надо
достаточно снизить скорость. Важно также подчеркнуть, что скорость
следует снижать заблаговременно, до входа в поворот. Тормозить на
закруглений опасно.;
Что же происходит с автомобилем, когда на него начинает действовать
боковая инерционная сила? Известно, что у автомобиля при повороте
возникает боковой крен. В этот момент шины одной стороны автомобиля
сплющиваются (рис. 4, а), рессоры распрямляются (пружины сжимаются),
а с другой стороны прогибаются (пружины растягиваются). В это время
боковая инерционная сила воспринимается подвеской, и все колеса
сохраняют сцепление с поверхностью. Правда, оно различно; для колес
прижатой стороны,- больше, для разгруженной стороны - меньше. Если
скорость на повороте была велика, или радиус поворота мал, то с
подвеской происходит следующее. Упругость узлов подвески
использована полностью (рис. 4, б), сцепление колес с дорогой
нарушается, колеса разгруженной стороны отрываются йт дороги,
автомобиль стремится опрокинуться.
4. Действие боковой инерционной силы на
автомобиль: а - сцепление колес с дорогой сохраняется; б - сцепление
колес с дорогой нарушено, начало опрокидывания
Большинство современных автомобилей сконструировано так, что,
прежде чем опрокинуться, у них возникает боковое скольжение. Это
достигается определенным сочетанием высоты расположения центра
тяжести и размером колеи автомобиля, причем чем шире колея, тем
автомобиль устойчивее. Опрокидывание же возникает, как правило,
вследствие заноса и удара о бордюр или другое препятствие на дороге,
либо из-за съезда с неё. Опрокидывание может также возникнуть из-за
различных дефектов дороги, например неправильного сочетания уклона
виража и поворота дороги.
