Влияние состояния пневматической подвески на устойчивость и управляемость транспортного средства

При криволинейном движении или движении по наклонной плоскости, при смещении центра подрессоренной массы к одному из бортов или действии бокового ветра возникает крен кузова, сопровождающийся непрерывными колебаниями подрессоренных и неподрессоренных масс, оказывающий отрицательное влияние на комфортабельность, управляемость и устойчивость автомобиля. С техническим состоянием передней подвески непосредственно связаны управляемость и устойчивость автомобиля, особенно при высоких скоростях движения. Поломка деталей подвески или отказ в работе какой-либо её части в большинстве случаев приводит к потере управления. В связи с этим задача обеспечения хорошей стабилизации кузова автомобиля в поперечной плоскости относится к числу весьма важных.

На автобусах среднего и большого класса широко применяются пневматические подвески, обязательными элементами которых являются регуляторы положения кузова, обеспечивающие стабилизацию с заданной точностью частоты собственных колебаний подрессоренной массы и параметров, определяющих положение кузова. В частности, обеспечивается выравнивание кузова при достаточно длительном действии внешних, инерционных или гравитационных сил, создающих момент относительно оси крена (движение по кругу, смещение центра подрессоренной массы к одному из бортов и т.д.). Таким образом состояния пневмобаллона и регулятора положения кузова напрямую связаны с устойчивостью и управляемостью автобуса. На рисунке 1 представлены графики поперечной устойчивости при включенных и выключенных регуляторах. Основными параметрами работы подвески, которые влияют на устойчивость и управляемость транспортного средства являются: рКР -угол крена, ц - удельная боковая сила (отношение боковой силы к весу автомобиля) и Л Z - разность нормальных суммарных реакций, действующих при крене на догружаемые и разгружаемые колес.

Рис. 1. Поперечные угловые характеристики пневматической подвески:

а – статическая при выключенных регуляторах; б – статическая при выключенных регуляторах; в – динамическая.

I – зона нечувствительности регулятора; II – зона эффективного восстановления положения кузова; III – зона быстрого роста угла крена; IV – остаточный угол крена.

Неотъемлемой частью подвески является амортизатор, являющийся гасителем возникающих при движении автомобиля колебаний. При неисправных амортизаторах возможны периодические отрывы колес от поверхности дороги. Если автомобиль движется с высокой скоростью и в момент отрыва колес от дороги водителю необходимо повернуть руль, то может произойти потеря управляемости. Если амортизатор не способствует гашению толчков и ударов, воспринимаемых колесами и упругими элементами подвески, управление автомобилем заметно затрудняется, ухудшаются плавность и устойчивость его хода.

На рисунке 2 показано изменение вертикальной нагрузки на колесо автомобиля при движении с высокой скоростью и неожиданном выезде за проезжую часть. При исправных амортизаторах изменение вертикальных нагрузок на колеса и колебания их относительно кузова не выходили за допустимые пределы (рисунок 2,а), при неисправных амортизаторах (рисунок 2,б) вертикальная нагрузка за1секунду движения несколько раз падала до нуля. Это означает, что колеса автомобиля отрывались от дороги, следовательно, автомобиль терял управляемость.

Как указывалось выше, амортизаторы и пневмобаллоны транспортных средств функционируют в достаточно тяжелых условиях. Так, при скорости движения 70 км/ч даже на дороге с хорошим покрытием они воспринимают до 60 кол/мин, что оказывает значительное влияние на управляемость транспортного средства, а, следовательно, на безопасность его эксплуатации.

Рис. 2. Влияние исправности амортизаторов на условия движения автомобиля: а – исправный; б – неисправный.

Статистические данные, представленные на графиках (рис. 1 и 2), свидетельствуют, что при наличии неисправностей амортизаторов и пневмобаллонов, значи- тельно возрастает количество и амплитуда колебаний кузова транспортного средства, что, в свою очередь, повышает вероят ность опрокидывания транспортного сред ства, снижается сцепление колес транс портного средства с проезжей частью снижает управляемость, а также снижается комфортность перевозок.