Catálogo en chino e inglés
La estabilidad de conducción de un automóvil significa que el automóvil mantiene el estado y la dirección de conducción normales bajo la influencia de factores externos durante la conducción, y no pierde el control ni causa Accidentes. Capacidad de patinar y volcar.
Los principales factores que afectan la estabilidad de conducción de un automóvil incluyen los parámetros estructurales del propio automóvil, las habilidades operativas del conductor y factores externos como las carreteras y el medio ambiente.
1. Estabilidad longitudinal del automóvil
La figura 2-10 es el diagrama de tensiones del automóvil cuando va cuesta arriba a velocidad constante. La resistencia inercial es cero, por lo que la resistencia del aire y la resistencia a la rodadura pueden omitirse debido a la baja velocidad. En la figura, g es la gravedad total del vehículo, α es el ángulo de inclinación, hg es la altura del centro de gravedad, Z1 y Z2 son las fuerzas de reacción normales que actúan sobre las ruedas delanteras y traseras, X1 y X2 son las fuerzas de reacción tangenciales que actúan sobre las ruedas delanteras y traseras, y L es la distancia entre ejes del vehículo, l1 y l2 son las distancias desde el centro de gravedad del vehículo hasta los ejes delantero y trasero, el punto O es el centro de gravedad del vehículo, O65
1. Vuelco longitudinal
El estado crítico del vuelco longitudinal es la rueda delantera del vehículo. La fuerza de reacción normal Z1 es cero. En este momento, el coche puede volcar alrededor de las 02 en punto. Tomando el momento del punto O2 y estableciendo Z1=0, obtenemos
Gl2cosα0- Ghgsinα0=0
Donde: α 0—Z 1 es cero, el ángulo de inclinación último de la pendiente;
I0-z1 es la pendiente longitudinal de la vía.
Cuando el ángulo de pendiente α≥α0 (o pendiente longitudinal i≥i0), el coche podrá volcar longitudinalmente. Según la fórmula (2-30), la estabilidad en vuelco longitudinal está relacionada principalmente con la distancia l2 desde el centro de gravedad hasta el eje de la rueda trasera y la altura del centro de gravedad hg. Cuanto mayor sea l2, menor será el hg y mejor será la estabilidad longitudinal.
2. Deslizamiento longitudinal
Para los coches con tracción trasera, según las condiciones de adherencia, el estado crítico en el que las ruedas motrices no patinan es
Gsinαj=jGk
¿Por sinαj? tgαj? Entonces, Ij
ij = tgαj =
Donde: αj ——El ángulo de inclinación de la pendiente cuando ocurre el estado crítico de deslizamiento longitudinal;
Ij ——El ocurrencia La pendiente longitudinal de la carretera en el estado crítico de deslizamiento longitudinal. Los significados de otros símbolos son los mismos que antes.
Cuando el ángulo de pendiente α≥αj (o pendiente longitudinal i≥ij), el automóvil puede deslizarse longitudinalmente. El tamaño de ij depende principalmente de la relación entre la carga de la rueda motriz Gk y la gravedad total del vehículo G y el valor del coeficiente de adherencia J, como se muestra en la fórmula (2-15) y la Tabla 2-5.
3. Garantía de estabilidad longitudinal
Las expresiones analíticas (2-30) y (2-31) generalmente están cerca de 1, pero mucho menos que 1, por lo que
yo? & lti0
Es decir, cuando un coche circula por una pendiente, primero se desliza longitudinalmente antes de volcar longitudinalmente. Para garantizar la estabilidad longitudinal del vehículo, el diseño de la carretera debe cumplir las condiciones para que no se resbale longitudinalmente y evitar el vuelco longitudinal del vehículo. Por lo tanto, las condiciones para la estabilidad longitudinal de un automóvil durante la conducción son las siguientes
Siempre que la pendiente longitudinal diseñada I de la carretera cumpla las condiciones anteriores, la estabilidad longitudinal del automóvil cuando está completamente cargado generalmente puede ser garantizado. Sin embargo, cuando la carga durante el transporte es demasiado alta, la condición de estabilidad longitudinal se verá destruida debido al aumento en la altura del centro de gravedad hg, por lo que la altura de carga del automóvil debe ser limitada.
2. Estabilidad lateral del coche
1. Equilibrio de fuerzas cuando el coche circula por una curva horizontal
Cuando el coche circula por una curva horizontal , se genera una fuerza centrífuga que actúa sobre el centro de gravedad del vehículo y se desvía horizontalmente del centro del círculo. La fuerza centrífuga de un automóvil con una determinada masa es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad de conducción e inversamente proporcional al radio de la curva plana. La fórmula de cálculo es la siguiente
En la fórmula: f——fuerza centrífuga (n);
R——radio de curva plana (m);
V-velocidad del vehículo (metros/segundo).
La fuerza centrífuga tiene un gran impacto en la estabilidad de un coche que circula en una curva plana, lo que puede provocar que el coche resbale hacia el exterior o vuelque. Para reducir el efecto de la fuerza centrífuga y garantizar que los automóviles circulen suavemente en una curva plana, la superficie de la carretera en la curva plana debe convertirse en una pendiente transversal unidireccional con un exterior alto y un interior bajo, lo que se denomina peralte lateral. Como se muestra en la Figura 2-11, cuando un automóvil circula por una curva de nivel muy alto, la componente horizontal de su peso puede compensar parte de la fuerza centrífuga y el resto se equilibra con la fricción lateral entre los neumáticos del automóvil y el camino.
La fuerza centrífuga f y la gravedad del vehículo g se descomponen en una fuerza lateral x paralela a la superficie de la carretera y una fuerza vertical y perpendicular a la superficie de la carretera, es decir,
Porque el ángulo de inclinación lateral α de la superficie de la carretera es generalmente muy pequeño, entonces sinα≈tgα=ih, cosα≈1, donde ih se llama pendiente de peralte lateral (denominada tasa de peralte), por lo que
El factor de fuerza lateral. En lo que respecta a la fuerza lateral, es imposible reflejar la estabilidad de vehículos de diferentes pesos únicamente a partir de su valor numérico. Por ejemplo, una fuerza lateral de 5 kN que actúa sobre un automóvil puede causar riesgo de vuelco lateral, pero puede ser segura cuando actúa sobre un camión pesado. Por lo tanto, el coeficiente de fuerza lateral se utiliza para medir el grado de estabilidad, que es la fuerza lateral por unidad de peso del vehículo. En otras palabras,
Convierta la velocidad del vehículo v (metros/segundo) a v (km). /h), y luego
En la fórmula: r - radio de curvatura plana (m);
F - coeficiente de fuerza lateral
V - velocidad de conducción; (km/h) );
ih - pendiente de peralte transversal.
La ecuación (2-33) expresa la relación entre el coeficiente de fuerza lateral y la velocidad del vehículo, el radio de la curva plana y el peralte. Cuanto mayor sea el valor μ, peor será la estabilidad del vehículo en la curva plana. Esta fórmula es de gran importancia para determinar el radio de una curva plana, la tasa de peralte y evaluar la seguridad y comodidad de un automóvil conduciendo en una curva plana.
2. Análisis de las condiciones de vuelco lateral
Cuando un coche circula por una curva de plano muy elevado, puede existir riesgo de vuelco lateral alrededor del punto de contacto exterior de la rueda debido a la fuerza lateral. Para evitar que el vehículo vuelque, el momento de vuelco debe ser menor o igual al momento estabilizador. Es decir
Debido a que Fih es mucho más pequeño que G y se puede ignorar, entonces
dónde: b——distancia entre ejes del automóvil (m);
Hg —— Altura del centro de gravedad del vehículo (m).
Reemplace la fórmula (2-34) con la fórmula (2-33) y ordene para obtener
Esta fórmula se puede usar para calcular el radio mínimo de curva plana r cuando el automóvil está conduciendo. en una curva plana o la velocidad máxima permitida de conducción v sin vuelco.
3. Análisis de las condiciones de deslizamiento lateral
Cuando un automóvil viaja en una curva horizontal, la presencia de una fuerza lateral puede hacer que el automóvil se deslice lateralmente en la dirección de la fuerza lateral. . Para evitar que el automóvil se deslice lateralmente, la fuerza lateral debe ser menor o igual a la adherencia lateral entre el neumático y la carretera, es decir,
Donde: coeficiente de adherencia lateral, generalmente = (0,6 ~ 0,7), su valor se muestra en la Tabla 2-5.
Use la fórmula (2-33) para reemplazar la fórmula (2-36) y ordene para obtener
Esta fórmula se puede usar para calcular el radio mínimo de curva plana r cuando el automóvil está conducción en una curva plana o la velocidad de conducción máxima permitida v sin deslizamiento lateral.
4. Garantía de estabilidad lateral
Se puede observar en la Fórmula (2-34) y la Fórmula (2-36) que la estabilidad lateral de un automóvil circulando en una curva plana Depende principalmente del valor del coeficiente de fuerza lateral μ. Los coches modernos están diseñados y construidos con un centro de gravedad bajo. Es decir, cuando un coche circula por una curva plana, patinará antes de volcar. Por lo tanto, en el diseño de la carretera se debe garantizar la estabilidad contra vuelcos. Siempre que el valor μ utilizado en el diseño cumpla las condiciones de la fórmula (2-36), se puede garantizar la estabilidad de la conducción lateral cuando está completamente cargado. Sin embargo, cuando la carga es demasiado alta, se puede producir un vuelco.
En tercer lugar, la estabilidad combinada vertical y horizontal de la conducción del automóvil.
Cuando el automóvil circula en una curva plana con un radio pequeño determinado, agrega una resistencia en las curvas en comparación con una línea recta. . La potencia consumida por los coches mencionados aumenta, lo que reduce la velocidad de conducción. En el caso de los coches que van cuesta abajo, es posible inclinarse, patinar y sobrecargarse a lo largo de la pendiente compuesta de combinaciones verticales y horizontales, lo que es peligroso para el coche. Por lo tanto, el valor máximo de la pendiente compuesta debe limitarse para facilitar la estabilidad en la conducción.
Como se muestra en la Figura 2-12, el automóvil circula en una sección cuesta abajo con una pendiente longitudinal I (tgα) y una pendiente transversal muy alta ih (tgβ). La carga W1 actúa sobre el eje delantero. es
La fuerza centrífuga F distribuye la carga W2 al eje delantero como se muestra a continuación
Dado que la suma de los ángulos de inclinación es muy pequeña, la carga total ∑W en el eje delantero es
En una sección recta, la carga w' que actúa sobre el eje delantero es
En una pendiente con una curva plana, la relación entre el incremento de carga del eje delantero y w es
Para camiones, generalmente hg/l2 ≈1, entonces
En una rampa recta, si ih≈0, I = I. Es decir, cuando el automóvil baja por una rampa recta, la relación entre el incremento de carga del eje delantero y la carga del eje delantero en la sección recta es igual a La sección de la carretera está inclinada. Si la pendiente longitudinal máxima imax del mismo tamaño en la línea recta también se usa como control en la curva, se cumple la siguiente ecuación.
Convierte V (metros/segundo) a V (km/h) y ordénalos para obtener.
Esta fórmula no es sólo la condición de estabilidad del automóvil a lo largo de las direcciones combinadas longitudinal y transversal, sino también la condición de reducción de la pendiente longitudinal máxima en la curva horizontal.