Способы повышения устойчивости автомобиля

Приемы повышения устойчивости автомобиля на плохой дороге

Первый прием, который можно использовать для обеспечения устойчивости – цепляться внутренней частью колеса за выступающую поверхность дорожного полотна либо за небольшой кусок трассы, где имеется лучшее сцепление колес с дорогой. К этому приему можно добавить вариант опускания колес за край дороги или заезда колесами на обочину. Чтобы зацепиться колесами, можно использовать любые холмики, возвышенности, разного рода ямы или участки с прижатым снегом.

Однако здесь есть свои трудности. Во время выполнения маневра, наружное колесо максимально нагружается, а внутреннее, в свою очередь, разгружается. Это провоцирует выход из зацепа, в результате чего все действия идут насмарку.

Этот способ не настолько эффективен, поскольку после того, как машина выйдет из зацепа, ее буквально начнет сносить с дороги.

В зимнее время года такой метод не получится использовать на всей траектории. Он подойдет только для наиболее опасных участков, при этом стоит помнить о том, что скорость и обороты двигателя необходимо снизить перед выходом на чистый лед. Возможно, придется приготовиться к экстренной стабилизации автомобиля. В колее зацеп довольно эффективен при использовании с приемом «упор», о котором будет рассказано ниже.

Упор

На скользком дорожном покрытии во время поворота центробежная сила намеренно пытается выбросить машину на край дороги. Спасти от такого поворота событий поможет снег вдоль трассы в виде сугробов или насыпи, послужив своеобразной опорой. В него достаточно опереться задним или передним крылом, а может дверью либо боком колеса.

Представленный прием позволяет быстро снизить скорость, остановить занос, снос или скольжение автомашины.

В отдельных случаях метод подходит для экстренной остановки.

Особенности перехода на упор:

• Если к возникшему препятствию первым подъезжает переднее колесо, то важно чтобы первое соприкосновение с опорой осуществлялось не протектором. В противном случае, это приведет к блокировке колеса, в результате чего машину начнет заносить.
• Если впереди оказалось заднее колесо, от резкого соприкосновения машину может отбросить, в результате чего провоцируется вращение в обратном направлении.

Поворачивая, целесообразнее опираться наружной частью ведущего колеса на упор. Таким образом, появляется возможность противостоять центробежной силе.

Несколько рекомендаций при переходе на упор:

• Начинать маневр лучше под острым углом.
• Выполнение маневра лучше осуществлять ведущим колесом или его крылом.
• Тяговую силу нужно предельно увеличить, можно до пробуксовки, чтобы смягчить удар.
• Во время прикосновения с упором переднее колесо нужно максимально быстро повернуть вовнутрь поворота, главное не на предельный угол, чтобы сохранить управляемость автомобиля.
• Если используете упор, как метод контактного торможения, то лучше воспользоваться боковой поверхностью крыла, которое имеет запас пассивной безопасности.

Данный метод достаточно эффективен, однако стоит помнить, что любая преграда после скольжения может спровоцировать опрокидывание автомобиля.

Боковая разгрузка

Если вдруг на вашем пути появилась большая выбоина, которую нет возможности объехать, а применять торможение уже бессмысленно, то чтобы не нанести подвеске сильных повреждений, достаточно воспользоваться методом, который называется боковая разгрузка.

Он базируется на использовании центробежной силы, которая появляется во время поворота, когда машину начинает кренить и большая часть ее массы переносится с борта на борт. Другими словами происходит разгрузка одной части машины. Колеса, которые идут по внутренней дуге, намного проще справляются с препятствиями на своем пути. Жесткие элементы подвески разжаты и могут обоюдно работать с амортизаторами на полную мощь, поскольку основная масса машины начинает давить на внешние колеса. Такой эффект можно использовать и на прямой дороге, посредством резкого поворота руля в разные стороны. Если правильно выполнять маневр, можно даже оторвать пару колес от дороги и пропустить под ними возникшее препятствие. Прием еще часто сравнивают со стоянием на одной ноге и одновременным подниманием другой.

В основном прием применяется для того, чтобы спасти переднее колесо, поскольку оно намного важнее, чем заднее. Все потому, что переднее колесо – управляемое, а если у машины полный привод, еще и ведущее. При повороте внутренние колёса неодинаково разгружаются. Передний стабилизатор поперечной устойчивости, работая как амортизатор, стремится к тому, чтобы поднять переднее внутреннее колесо, а сзади, когда стабилизатор отсутствует, этого эффекта нет.

• Прием нужно выполнять в пределах одной полосы;
• Чтобы сделать разгрузку максимальной, можно раскачать машину, сделав дополнительный поворот в сторону, противоположную стороне выполнения маневра;
• Газ необходимо оставить на прежнем уровне – не сбрасывать;
• Если препятствие слишком близко, необходимо производить молниеносные рывки рулем: первый — по направлению к препятствию, не выжидая время, второй — чтобы вернуть машину в обычное положение. Задерживать колеса в повороте ни в коем случае нельзя, в противном случае машину может начать заносить.
• Чем быстрее движется машина, тем меньшую амплитуду рывкового руления необходимо производить. Момент исполнения маневра соотносится с быстротой движения и инерцией рулевого управления. Чем больше скорость, тем раньше надо начать маневр;
• В заключительной фазе приема – возврату в обычное положение, нужно выполнить компенсирующие движения рулем, чтобы стабилизировать машину по курсу. При стабилизации возможен «отбой» подвески;
• Движения рулем по возможности делать плавные, если одновременно прибавлять газ.

Источник

Устойчивость тракторов и автомобилей. Способы повышения продольной и поперечной устойчивости

Один из важных эксплуатационных показателей проходимости трактора — устойчивость, которая характеризует его способность работать на продольных и поперечных уклонах без опрокидывания. Различают продольную и поперечную устойчивость трактора. Устойчивость оценивают статическими углами продольного и поперечного уклонов, на которых может стоять, не опрокидываясь, заторможенный трактор без прицепа и навесной машины. Оценка устойчивости трактора в агрегате с машиной в динамике представляет большие трудности ввиду большого числа взаимодействующих факторов, влияющих на устойчивость движения системы трактор-машина.

Продольная устойчивость

Опрокидывание наступает при подъеме, когда передние колеса трактора и автомобиля полностью разгружаются. Весь вес машины воспринимается задними колесами. В этом случае опрокидывание определяется координатами центра тяжести машины.

При движении под уклон опрокидывание наступает при полностью разгруженных задних колесах. В этом случае опрокидывание определяется координатами центра тяжести и расстоянием между осями колес.

Поперечная устойчивость

При стоянке трактора или автомобиля на поперечном уклоне одна из сторон их разгружается. При полной разгрузке одной из сторон наступает опрокидывание, которое определятся шириной колеи и вертикальной координатой центра тяжести. В связи с этим при работе на уклонах у колесных тракторов увеличивают колею.

Принято считать, что тракторы, не оборудованные специальными приспособлениями для предупреждения опрокидывания, могут работать на склонах крутизной не более 12° (гусеничные) и 8° (колесные).

Большие площади плодородных земель нашей страны расположены в горной местности, что обусловило необходимость создания для горного земледелия специальных тракторов повышенной устойчивости, которые называют также крутосклонными.

Способы повышения устойчивости

При наиболее простом способе повышения продольной устойчивости в передней части трактора на раме 2 размещают специальные балластные грузы 1. Такой способ используют для повышения продольной устойчивости колесного трактора при агрегатировании с тяжелыми, навешиваемыми сзади машинами, поскольку при разгрузке передних колес управляемость трактора нарушается, а грузы способствуют восстановлению ее.

Один из эффективных способов повышения устойчивости трактора как в продольном, так и в поперечном направлении — понижение его центра тяжести в результате уменьшения дорожного просвета. Этот способ применен на модифицированной модели трактора ЛТЗ-55АМН.

Трактор ЛТЗ-55АМН предназначен для работ общего назначения и транспортировки грузов на склонах крутизной до 16° и равнинной местности. Он может также работать на склонах крутизной до 20°, на участках с ровным микрорельефом и при ограниченной скорости движения. Высота трактора уменьшена в сравнении с базовой моделью на 0,34 м, а агротехнический просвет — на 0,32 м.

Из соображений безопасности в кабине применен жесткий каркас, защищающий тракториста в случае опрокидывания трактора. В кабине под щитком приборов установлена панель сигнализации креномера, предупреждающего тракториста о предельном крене трактора.

Рисунок. Повышение устойчивости трактора: а — балластировка грузами: 1 — грузы; 2 — рама трактора; б — шарнирный механизм стабилизации остова

Трактор, находящийся в неподвижном состоянии на склоне, опрокидывается под действием силы G sina, где G — его вес. Опрокидывание трактора произойдет при некотором угле аmах, когда направление действия силы G будет проходить левее точки опоры. Опасность опрокидывания уменьшится, если правую и левую части трактора соединить шарнирным механизмом, позволяющим трактору сохранять вертикальное положение в некотором диапазоне значений угла склона a. Этот принцип реализован в конструкциях некоторых колесных крутосклонных тракторов.

Устойчивое движение такого трактора по склону обеспечивается механизмом выравнивания, выполненным в виде поворотных конечных передач и свободной подвески переднего моста на механизме шарнирного параллелограмма.

Гусеничные тракторы более приспособлены для работы на горных склонах, так как центр их тяжести расположен относительно низко, динамическая устойчивость лучше и они менее подвержены сползанию со склона. Эти тракторы используют для наиболее энергоемких работ на горных, овражных и балочных склонах крутизной до 20°, расположенных на высоте до 2 км над уровнем моря.

Для лучшей безопасности гусеничные тракторы оборудуют специальной опорой, которая при помощи рычажной системы и гидравлического цилиндра устанавливается в сторону крена и препятствует опрокидыванию. Колея и продольная база этих тракторов увеличены.

Источник

ГЛАВА 7. Повышение управляемости и устойчивости в процессе поворота (часть 1)

7.1. Способы скоростного прохождения поворотов

Удержать автомобиль, проходящий поворот на максимальной скорости в управляемом и устойчивом состоянии, — искусство, которым владеют лишь гонщики высшей квалификации. Их опыт, добытый дорогой ценой, существенно поможет всем водителям повысить свою безопасность, не повторять ошибок, которые порой совершали начинающие спортсмены на пути к высшему мастерству.

Мастерство скоростного преодоления поворотов включает в себя следующие моменты:

· безошибочную оценку поворота по крутизне, покрытию, степени опасности, чтобы выбрать способ прохождения в рамках гарантированной безопасности;

· знание законов физики и механики, чтобы центробежные силы инерции не превысили сцепных качеств автомобиля;

· технику управляющих действий водителя, позволяющую поступать наиболее рационально, исключить ошибки, а при необходимости воспользоваться приемами активной безопасности;

· тактику управления, которая заключается в умении построить безопасную траекторию, выбрать способ прохождения и приемы стабилизации автомобиля;

· психологическую подготовку для преодоления стресса и исключения явления «двигательный паралич» в критической ситуации;

· способность тонко ощущать поведение автомобиля в ответ на собственные управляющие действия и контролировать его на ранней стадии потери устойчивости и управляемости.

В спортивной практике выделены три основных способа скоростного прохождения поворотов: вкатывание, силовое скольжение, управляемый занос. Но сама техника их прохождения включает еще многие нестандартные подходы в зависимости от вида спортивной деятельности (картинг, шоссейно-кольцевые гонки, трековые гонки, автокросс, ралли и т. д.) и конкретных условий дорожного покрытия.

7.1.1. Способы скоростного прохождения поворотов. Вкатывание

ВКАТЫВАНИЕ. Авторы способа — супергонщики шоссейно-кольцевых автогонок и, в частности, пилоты «Формулы-1». Лучшими исполнителями этого стиля вождения следует признать многократных чемпионов мира М. Шумахера, А. Сенну, А. Проста, хотя многие элитные спортсмены «Формулы-1», в том числе и молодые дарования Ф. Алонсо, К. Райконен, Д. Батон и др. тоже блестяще демонстрируют элементы высшего мастерства в этом упражнении.

Главная особенность способа — движение на грани скольжения колес автомобиля. Опасности, в первую очередь, подвержены передние колеса, которые в отдельных случаях имеют минимальный снос, и доворот их на дуге, в случае выноса автомобиля с траектории, почти всегда является началом критической ситуации, связанной с потерей управляемости. К особенностям управления следует отнести очень плавную работу педалью «газа» и филигранную коррекцию устойчивости рулем (при сносе колес угол поворота колес уменьшается, а затем возвращается к исходному и все это с минимальной амплитудой руления). Наиболее важна здесь совместная работа рулем и «газом» и способность к компенсации даже мелких ошибок в рулении с помощью педали «газа».

Балансируя на грани устойчивости и управляемости, гонщик обеспечивает высокую скорость движения и собственную безопасность, непрерывно получая и перерабатывая информацию и реагируя на нее опережающими действиями.

7.1.2. Способы скоростного прохождения поворотов. Силовое скольжение.

СИЛОВОЕ СКОЛЬЖЕНИЕ. Если способ вкатывания подходит для всех типов привода, то эта технология имеет конкретный адрес, т. е. каждому типу соответствует «своя песня». Началу движения почти всегда предшествует прием, позволяющий поставить автомобиль под углом к траектории, направив его «лицо» внутрь поворота. Этот прием может выглядеть как «контрсмещение» или «контрзанос» или заброс задней оси к внешней стороне дуги поворота ее управляемым скольжением для заднего привода.

а) Передний привод. Наблюдать эффект силового скольжения можно на трековых автомобильных гонках. Спортсмены на скользком покрытии поворачивают колеса внутрь на средний по амплитуде угол и посылают на них мощную тягу в режиме максимального крутящего момента. Автомобиль движется по дуге с пробуксовкой колес, притом часть тяги используется для поддержания скорости, а часть — для противодействия центробежным силам.

Спортсмен может произвольно изменять угол атаки поворота. На уменьшение тяги автомобиль отвечает увеличением угла заноса, на увеличение — соскальзыванием передних колес к внешней стороне дуги поворота.

б) Задний привод. Гонщики «Формулы-1» применяют этот способ чаще всего при входе в поворот на запредельной скорости, добиваясь с его помощью эффекта торможения скольжением. Для реализации способа используется прием «нулевой газ» или уравновешивающая тяга двигателя. Во время бокового скольжения автомобиля важно опередить момент начала заноса и его следствие — неуправляемое скольжение. Управление таким стилем возможно при относительно однородном коэффициенте сцепления, т. к. грань устойчивости очень ненадежна.

в) Полный привод. Способ силового скольжения чаще всего используют раллисты на полноприводных моделях и кроссовики на автомобилях «багги». Он очень эффективен, потому что автомобиль, расположенный под углом к повороту, постоянно скользит боком, буксуя всеми колесами. Если угол атаки выбран правильно, то в таком положении автомобиль полностью сохраняет управляемость, реагируя на поворот колес внутрь или вовне по желанию спортсмена.

В этом приеме поражает то, что колеса «смотрят прямо» по отношению к автомобилю, а вся коррекция осуществляется минимальными по амплитуде поворотами руля.

7.1.3. Способы скоростного прохождения поворотов. Управляемый занос

УПРАВЛЯЕМЫЙ ЗАНОС. Этот способ более характерен для заднего привода. Он намного безопаснее вкатывания и силового скольжения, но уступает им по скорости прохождения, т.к. часть мощности двигателя расходуется на преодоление центробежных сил инерции. Баланс устойчивости обеспечивается многократными действиями рулем (внутрь — вовне) и педалью «газа» (больше — меньше), притом количество этих действий достигает четырех в секунду. В отличие от силового скольжения, здесь колеса у автомобиля повернуты в противоположную от поворота сторону. При распределении сил движения и противодействия проявляется зависимость между углом заноса и скоростью движения: чем больше угол — тем меньше скорость. Управляемый занос чаще всего применяется на участках с низким коэффициентом сцепления и при прохождении крутых поворотов.

Элементами управляемого заноса можно воспользоваться на полноприводных автомобилях при прохождении обратных поворотов, особенно в тех случаях, когда углы поворота колес не позволяют вписаться в схему поворота.

У переднеприводных моделей нет технических возможностей для движения в постоянном заносе, поэтому здесь чаще всего используется лишь фрагмент этой технологии — разворот на заданный угол при блокировании задних колес основным или стояночным тормозом.

7.2. Повышение управляемости автомобиля перед поворотом

Одна из типичных критических ситуаций возникает при входе в поворот на чрезмерной скорости. Результатом такой ошибки является частичная потеря управляемости — снос передних колес или боковое скольжение. Автомобиль выносит на внешнюю сторону полотна дороги. Неопытный водитель чаще всего реагирует на экстремальную ситуацию двумя последовательными ошибками: вначале резким поворотом рулевого колеса внутрь поворота, а затем торможением с блокированием колес. Следствием этого является полная потеря управляемости. Автомобиль по касательной выходит из поворота и терпит аварию.

Вернуть потерянную управляемость сложно даже для высококвалифицированного водителя, так как за доли секунды нужно прекратить торможение, выровнять колеса и выполнить повторный вход на наружной стороне поворота, преодолевая собственные эмоции и страхуясь от аварии.

Рецепт преодоления критической ситуации связан с опережающими действиями, позволяющими перед входом в поворот существенно повысить управляемость за счет искусственной загрузки передних колес весом автомобиля.

Она достигается следующими приемами:

· торможение двигателем (включением перед поворотом понижающей передачи);

· дросселированием (резким «закрытием газа»);

· торможением (кратковременным усилием, вызывающим «клевок» автомобиля);

· торможением левой ногой при открытом дросселе.

Однако не следует забывать, что действие загрузки продолжается всего 0,1—0,2 с, так как сжатые элементы подвески сразу распрямляются. В связи с этим маневр должен следовать тотчас после загрузки. Пауза может привести к нейтрализации приема или к ухудшению управляемости, если маневр будет начат в тот момент, когда пружинящие элементы распрямляются. Поэтому в автомобильном спорте принято тормозить в последний момент. Это дает возможность очень резко начать поворот, используя эффект загрузки.

Многие водители сталкивались с явлением, когда в хорошо знакомый поворот автомобиль вчера входил без проблем, а сегодня плохо слушается рулевого управления. Если связать эти ситуации с явлениями загрузки и разгрузки передних колес, то легко понять, что в одном случае загрузка точно сочеталась с фазой входа, а в другом торможение оканчивалось рано, передние колеса разгружались реакцией сжатых элементов подвески, а в результате терялась управляемость и возникало скольжение колес.

Рекомендуемый прием может быть успешно применен на длинном крутом повороте многократно в режимах: подход, загрузка, вход, повторный вход, дуга и т. д. Этот тактический прием носит название «двойной вход» и позволяет существенно повысить безопасность прохождения сложных поворотов.

7.3. Повышение управляемости в повороте

Многие молодые водители стремятся продемонстрировать свою лихость в повороте визгом покрышек, считая, что это и есть проявление высокой скорости движения. Однако это глубокое заблуждение. Визг шин в повороте — сигнал водителю о совершенной ошибке, соскальзывании, сносе управляемых колес. Это явление сопровождается торможением и частичной потерей управляемости. Водитель экстракласса стремится к полной бесшумности прохождения поворота на грани сноса передних колес. Если снос возник, то его можно погасить уменьшением оборотов двигателя или выравниванием автомобиля в тех случаях, где это позволяют ширина проезжей части и заданная траектория движения.

Для повышения безопасности без снижения скорости можно воспользоваться специальным приемом. Это легкое подтормаживание левой ногой на дуге длинного крутого поворота при постоянном дросселировании. Таким приемом легко прекратить соскальзывание переднего наружного колеса и загрузить его. Касание тормозной педали должно быть легким и дозированным, исключающим блокирование колес. Нужно помнить, что ошибка чревата серьезными последствиями. Если заблокируется наружное переднее колесо, автомобиль перейдет к прямолинейному движению, если одно из задних, возникнет занос или вращение автомобиля.

Есть еще одна опасность этого приема, особенно для тех водителей, которые недавно пересели с классического варианта автомобиля (двигатель спереди, ведущие колеса задние) на переднеприводной.

Если подторможенное наружное колесо попадает на участок с низким коэффициентом сцепления (лед, песок, вода, грязь), то сразу возникают его блокирование и потеря управляемости автомобиля. Вместо того чтобы прекратить торможение и дать двигателю «вытянуть» автомобиль на дугу поворота, водитель «закрывает газ», как он привык на классическом варианте автомобиля. Потеря тяги при заторможенных колесах для переднеприводного автомобиля — это полная потеря управляемости и вынос с полотна дороги.

Прием, описанный выше, очень эффективен на крутых горных поворотах, серпантине, обратных поворотах при высоком коэффициенте сцепления шин с дорогой. Происходящая в результате действия центробежной силы перегрузка наружных колес усиливает управляемость автомобиля (при условии высокого давления в шинах и минимальной подворачиваемости покрышки), а дополнительная загрузка переднего колеса подтормаживанием еще больше увеличивает управляющий эффект.

Прием позволяет существенно повысить скорость автомобиля в повороте.

Источник