подхода позиции в эксплуатации необходимо предусмотреть мероприятия,.исключающие возникновение резонансных режимов движения, особенно на косогорах, крутизна которых должна быть минимальной. Желательно в конструкции предусмотреть более мощное демпфирование продольно-угловых колебаний.

Третий случай подхода лежит по преимуществам и недостаткам между первым и вторым. Запас устойчивости не изменяется для всех автомобилей и /Сзап=2,5. Однако пределы снижения угла статической устойчивости ограничены. Для 12-осного автомобиля YcT>32,5°, что обеспечить трудно.

При выборе коэффициента запаса устойчивости следует иметь в виду, что опасными условиями движения являются условия движения по косогору заданной крутизны с неровностями опорной поверхности, вызывающими поперечные колебания и снижение коэффициента запаса.

На рис. 83 дан расчетный график изменения коэффициента запаса для трех условий движения. Расчет проведен для доре-зонансного режима движения с учетом увеличения минимального радиуса поворота многоосного автомобиля с увеличением числа осей. По статистическим данным выполненных конструкций

2 и 6 а 10 п О

Рис. 83. График изменения коэффициента запаса устойчивости в зависимости от числа осей в трех случа-чаях движения:

/ - горизонтальная дорога с неровностями; г-Косогор (а о5 = 10°) с неровностями; 5-поворот с минимальным радиусом

Рис. 84. Экспериментальная зависимость угла крена и коэффициента запаса устойчивости от крутизны косогора:

---п-2;----п-12

изменение радиуса поворота принято от 8 м для двухосных до 32 м для двенадцатиосных автомобилей.

На рис. 84 показаны результаты экспериментальных замеров влияния крутизны косогора на коэффициент запаса устойчивости для двух типов автомобилей - двух- и двенадцатиосного. Оба графика (рис. 83 и 84) подтверждают определяющее значение косогора на устойчивость при колебаниях и практическую его независимость от числа осей. Многоосность оказывает положительное влияние только при движении по горизонтальной дороге и при повороте. Это принципиально важное положение следует учитывать при организации эксплуатации многоосных автомобилей с многотонными грузами.

Из практики установлено, что опасность опрокидывания под действием поперечных колебаний связана с их неожиданным появлением при сравнительно небольших скоростях движения. Достаточно 3...5 значительных неровностей и мгновенно возникают резонансные явления, приводящие к опрокидыванию. Принятие каких-то мер, предотвращающих опрокидывание, невозможно. Поэтому для многоосных автомобилей, имеющих низкие показатели поперечной устойчивости и перевозящих многотонные грузы, необходима разведка маршрута движения и прогнозирование опасных скоростей, при которых возможно опрокидывание.

При разведке маршрута движения совместно с оценкой плотности грунта должны быть определены кривизна в плане и поперечные уклоны дороги, длина волны и высота возможных гармонических неровностей.

Прогнозирование опасных скоростей движения должно проводиться по амплитудно-частотной характеристике поперечно-угловых колебаний автомобиля. Возможные опасные участки дороги и опасные скорости определяются путем суммирования углов крена подрессоренной массы, обусловленных поперечно-угловыми колебаниями, поперечным уклоном дороги и криволинейным движением.

Максимальный угол крена сопоставляют с допустимым статическим углом по условиям опрокидывания данного автомобиля, на основании чего делают заключение о допустимых скоростях движения по рассматриваемому участку маршрута. Такой детальный анализ и разведку маршрутов движения необходимо обязательно проводить при перевозке уникальных многотонных грузов (котлов, реакторов и различных других строительных конструкций).

Рассмотрение соотношений показателей статической и динамической устойчивости закончим анализом оценки весомости (значимости) конструктивных характеристик автомобиля, от которых зависит устойчивость. Такой анализ полезен для выработки рекомендаций по конструктивным решениям, обеспечиваю-

16. Уровни значимости конструктивных параметров автомобиля, определяющие угол статической устойчивости

щим заданные показатели поперечной устойчивости. При анализе воспользуемся результатами расчета А. Ф. Старикова, в которых было принято изменение исследуемой характеристики автомобиля на 10% и оценивалось в процентах его влияние на обобщенный показатель статической или динамической устойчивости.

Результаты расчетов для угла статической устойчивости представлены в табл. 16. Данные табл. 16 подтверждают известное положение решающего влияния на угол статической устойчивости в пределах принятых допущений колеи и высоты центра масс автомобиля. Жесткостные характеристики рессор и шин влияют в меньшей степени.

По данным табл. 16 можно установить косвенное незначительное влияние на угол статической устойчивости числа осей автомобиля.

При создании многоосного автомобиля возможности конструктора существенно повлиять на статический угол поперечной устойчивости весьма ограничены, так как колея ограничена нормативными документами, а высота центра масс в основном определяется родом перевозимого груза.

Весомость конструктивных параметров, определяющих динамический показатель поперечной устойчивости, показана в табл. 17.

Число параметров автомобиля, влияющих на амплитуду поперечно-угловых колебаний, велико, а характер их влияния на показатель динамической устойчивости разнороден.

Оценка показателей весомости рассмотренных параметров позволяет определить направления совершенствования многоосного автомобиля с целью повышения свойств динамической устойчивости. Исследования дают основание считать, что самым эффективным и доступным способом снижения амплитуд попе-

17. Уровни значимости параметров автомобиля, определяющие максимальную амплитуду поперечно-угловых колебаннй

Место параметра по значимости

2 3 4

5 6 7 8

10 11-12 11-12

Параметр

М-а М

Изменение максимальных амплитуд Ymax (ЧЬ) для автомобиля с числом осей

17,37

10,59 9,08 9,60

10,63 8,47 6,47 4,92 5,26 5.29 1,08 0.42

19.02

10.25 9,89 9,69 9,84 9,26 8,01 5,03 5,07 4,90 0,77 0,49

19,85 10,05 10,00 9,85 9,41 9,39 8,77 5,10 5,00 4,69 0,61 0.58

20,07 10,01 10,03 9,86 9,29 9,53 8,84 5,11 4,99 4,63 0,56 0,62

20,13 10,00 10,07 9,87 9,29 9,58 8,90 5,12 4,98 4,62 0,54 0,64

20.14

9,99 10,13 9,88 9,26 9.65 8.99 5.12 4,97 4.61 0,53 0,65

речно-угловых колебаний является улучшение демпфирования при увеличении коэффициентов ра сопротивления амортизаторов в подвеске колес автомобиля или при введении дополнительных устройств, гасящих только поперечно-угловые колебания (демпферы поперечно-угловых колебаний).

Для обеспечения эффективности гашения поперечно-угловых колебаний равной эффективности гашения вертикальных колебаний необходимо коэффициент ра сопротивления амортизаторов увеличить не менее чем в 1,75 раза, чего можно добиться при применении дополнительного демпфера.

Использование на многоосных автомобилях стабилизаторов поперечной устойчивости целесообразно и дает эффект только при одновременном применении в системе подрессоривания демпферов поперечно-угловых колебаний.

Одним из возможных способов повышения поперечной устойчивости может быть использование устройства, обеспечивающего поперечно-угловую блокировку подвески автомобиля. При этом у шестиосного автокрана угол статической устойчивости повысился в 1,15 раза, а максимальная амплитуда поперечно-угловых колебаний снизилась в 1,3...1,4 раза.

Для многоосных, особенно многоопорных автомобилей, перевозящих сверхтяжелые грузы, самым эффективным способом обеспечения поперечной устойчивости является применение электронной системы, контролирующей и автоматически стабилизирующей устойчивое положение как в статическом положении, так и при движении.

40. ВЫВОДЫ О ВЛИЯНИИ ОБЩИХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ НА ПОПЕРЕЧНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ОПРОКИДЫВАНИЯ

Свойство поперечной устойчивости против опрокидывания имеет важное значение для всех видов автомобильного транспорта. Для многоосных автомобилей это свойство особенно значительно, так как для многих из них определяющим являются особо большие массы и габариты перевозимого груза при нормативных ограничениях возможностей увеличения их опорной поверхности.

Аналитические и экспериментальные исследования показали, что наиболее вероятными условиями движения, которые могут привести к опрокидыванию, являются:

движение по горизонтальной поверхности с гармоническими неровностями, вызывающими резонансные колебания в поперечной плоскости;

движение на косогоре и на деформируемых грунтах;

криволинейное движение при повороте с минимальным радиусом.

По опыту эксплуатации наиболее опасными условиями по опрокидыванию могут быть условия движения на косогоре с неровностями и при съезде на обочину с сильно деформируемой опорной поверхностью. В этих случаях опрокидывание может произойти неожиданно и его предотвратить невозможно.

В качестве обобщенных параметров, характеризующих многоосный автомобиль, можно принять при статическом опрокидывании угол статической устойчивости, при динамическом опрокидывании - угол динамической устойчивости, равный максимальной амплитуде поперечно-угловых колебаний в резонансном режиме. Между этими параметрами существует вполне определенная закономерная связь.

Можно считать, что угол статической устойчивости мало зависит от числа осей. Для многоосных автомобилей точное его значение можно получить на специальном стенде опрокидывания 12]. Аналитические расчеты по известным зависимостям дают приближенное значение, так как нельзя учесть переменное в ходе опрокидывания положение оси крена, влияние податливости рамы, точно определить положение точки приложения реакции на шине и др.

Угол динамической устойчивости имеет определенную объективную зависимость от числа осей автомобиля: с увеличением числа осей он уменьшается. Эта закономерность дает основание при необходимости уменьшать значение угла статической устойчивости в задаваемых требованиях. Для автомобилей могут быть рекомендованы допустимые значения углов статической устойчивости: двухосных 37°; четырехосных 29°; шестиосных 25°; восьмиосных 23°; десятиосных 22,5° и двенадцатиосных 22°.

Для обеспечения гарантированной безопасности движения по условиям опрокидывания для автомобилей с числом осей 6... 12 должны быть исключены возможности статического опрокидывания на косогоре крутизной более 10° и на грунтах с низкой несущей способностью.

Угол статической устойчивости данного автомобиля главным образом зависит от колеи и высоты центра масс. Жесткостные характеристики подвески и шины влияют в меньшей степени.

Угол динамической устойчивости, кроме колеи, во многом зависит от характеристики демпфирования и жесткости подвески и шин. Высота центра масс в ряду весомости конструктивных параметров автомобиля занимает среднее положение. Наименьшее влияние оказывают неподрессоренная масса автомобиля и боковая жесткость шин.

У многоосных автомобилей оптимально подобранные амортизаторы для гашения вертикальных и продольно-угловых колебаний не обеспечивают эффективное гашение поперечно-угловых колебаний, эффективность ниже в 1,8...2,1 раза.

Эффективным для предотвращения опрокидывания может быть устройство, обеспечивающее автоматическую поперечно-угловую блокировку подвески; при этом угол статической устойчивости увеличивается и в 1,3...1,5 раза снижает угол динамической устойчивости.

Для многоосных автомобилей, предназначенных для перевоз- ки сверхтяжелых крупногабаритных ответственных грузов, целесообразна установка электронной системы, которая контролирует и управляет стабилизацией автомобиля как в статике, так и в динамике. Подобные устройства применяются за рубежом на многоопорных автомобилях.

При дальнейших исследованиях поперечной устойчивости многоосных автомобилей интересно установить закономерности влияния поперечных колебаний и количественно определить погрешность, обусловленную допущением о невлиянии их на опрокидывание, а также установить границу действия этого допущения.

Важны исследования электронных устройств, контролирующих и управляющих гидромеханической или электрической системами стабилизации устойчивого положения многоосного автомобиля с грузом.

Недостаточно еще изучены закономерности поперечной устойчивости по опрокидыванию многоосных сочлененных автомобилей.