Тракторы и зап. части к ним
Влияние бокового увода шин на управляемость машины

Рассмотрим поворот автомобиля с учетом бокового увода шин, возникающего при повороте под действием боковой составляющей инерционной силы и других возможных боковых сил (ветер, наклон дороги и т. д.). В общем случае углы 6i и $2 (рис. 86) увода шин соответственно передних и задних колес различны. Углы увода шин правого и левого колес каждой оси можно принять одинаковыми. В результате увода шин движение передней и задней осей отклоняется от траекторий, по которым они двигались бы при отсутствии увода.
Задняя ось машины будет двигаться по направлению вектора V2, наклоненного под углом бг к продольной оси машины, а передняя ось — по направлению вектора Vu наклоненного к указанной оси под углом а—бь где о — среднее значение углов поворота осей передних колес. Мгновенный центр вращения машины переместится из точки О, где он находился бы при отсутствии бокового увода шин, в точку О', лежащую на пересечении перпендикуляров к векторам скоростей v2 и V\. В связи с этим радиус R поворота машины примет значение /?', которое можно определить из соотношения
откуда
#' = L/[tg62+tg(a--6l)].
Сравним значение R' радиуса со значением #=L/tga, который получился бы в аналогичных условиях при отсутствии бокового увода шин. Если 61=62, то боковой увод шин не влияет на радиус поворота и его значение /?'-=#. Если 6i>62, то Rr> >R; если 6i<62. то R'<R. Таким образом, в первом случае поворот будет совершаться по более пологой кривой, чем поворот машины на колесах, не обладающих боковой упругостью, а во втором случае — по более крутой кривой. Следовательно, траектория поворота зависит не только от положения управляемых колес, но и от скорости движения, радиуса поворота и других факторов, влияющих на боковой увод шин.
Соотношения между радиусами /?' и R характеризуют пово-рачиваемость автомобиля. Если /?'=/?, то поворачиваемость автомобиля нормальная, если R'<.R — излишняя, а при R'7>R — недостаточная.
При нормальной поворачиваемости автомобиля значение углов отклонения управляемых колес от нейтрального положения, необходимое для получения требуемого радиуса поворота, не зависит от боковой упругости шин. Однако траектория поворота может быть при этом различной, так как от значения углов бокового увода зависит положение центра поворота. При недостаточной поворачиваемости для получения нужного радиуса поворота приходится отклонять управляемые колеса от нейтрального положения на больший угол, чем это потребовалось бы при тех же условиях в случае отсутствия бокового увода шин» а при излишней поворачиваемости — на меньший угол.
У автомобилей с излишней поворачиваемостью по мере повышения скорости движения углы отклонения управляемых колес, требуемые для поворота с заданным радиусом, уменьшаются. Наконец, может наступить такое положение, когда поворот будет совершаться при нейтральном положении колес только за счет бокового увода шин. Если дополнительно к этому начинается боковое скольжение шин, то водителю для поддержания заданного радиуса поворота необходимо поворачивать рулевое колесо в сторону, противоположную направлению поворота.
Поворачиваемость машин влияет также на ее курсовую устойчивость, т. е. на способность противостоять непроизвольному повороту и восстанавливать заданное направление движения, если оно по тем или иным причинам нарушено. Рассмотрим с этой точки зрения непроизвольный поворот автомобиля под действием боковой силы Z, приложенной к его центру тяжести.
Если автомобиль обладает излишней поворачиваемостью, то в результате бокового увода передних колес на угол 6i (рис. 87, а) и задних на угол 62 при 62>6i прямолинейное движение перейдет в криволинейное с центром О поворота, расположенным на той стороне автомобиля, откуда действует боковая сила Z.
С переходом на криволинейное движение возникает инерционная сила, боковая составляющая Я'ц, которой направлена в ту же сторону, что и возмущающая сила Z. В результате суммирования сил Z и Р'ц углы увода увеличиваются, что приводит к уменьшению радиуса кривой, по которой движется автомобиль-
Вследствие уменьшения радиуса поворота увеличивается инерционная сила и соответственно усиливается увод. Если не принять своевременно мер к восстановлению прямолинейного движения, то автомобиль будет двигаться по кривой непрерывно уменьшающегося радиуса. Для предотвращения увода водитель должен поворачивать рулевое колесо в сторону, противоположную направлению поворота.

При тех же условиях автомобиль с недостаточной поворачиваемостью, у которого 62<6i (рис. 87,6), начнет двигаться криволинейно с центром поворота О на той стороне, куда направо лена боковая сила 2, вызвавшая увод шин. Возникающая при этом боковая составляющая Р'ц инерционной силы противодействует силе 1 и препятствует увеличению углов бокового увода. Чем больше скорость движения, тем больше сила Р'ц и тем эф­фективнее ее противодействие уводу шин. Таким образом, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью автоматически поддерживает прямолинейное движение.
Из приведенного сравнения управляемости автомобилей следует, что излишняя поворачиваемость, в особенности при движении на высоких скоростях, снижает курсовую устойчивость и создает дополнительную напряженность в управлении автомобилем. Поэтому у легковых автомобилей стремятся создать небольшую недостаточную поворачиваемость. Для этого предпринимают следующие конструктивные меры, способствующие увеличению бокового увода передних шин по сравнению с задними: центр тяжести автомобиля располагают несколько ближе к передней оси, чтобы увеличить часть центробежной силы, пере­даваемой на передние колеса; в шинах передних колес создают меньшее давление, чем в задних, и т. д. Обычно поворачиваемость автомобиля подбирают таким образом, чтобы разность углов бокового увода 6i—б2=1,5...2° при приложении к центру тжести автомобиля боковой силы, равной (0,3...0,4) G. Более высокие нормы недостаточной поворачиваемости считаются нерациональными, так как при слишком большом уводе передних колес затрудняется поворот автомобиля, возрастает сопротивление качению и увеличивается износ шин.
В грузовых автомобилях суммарная боковая жесткость задних шин всегда больше, чем передних, поэтому их поворачивае-мость, как правило, недостаточная. Тракторы также относятся к категории машин, обладающих недостаточной поворачиваемо-стью. Углы бокового увода их задних шин настолько малы по сравнению с углами увода шин передних колес, что с достаточной для практических расчетов точностью ими можно пренебречь.