12.3. Критическая скорость движения по опрокидыванию

Движение автомобиля на поворотах сопровождается действием на него силы инерции, поперечная составляющей которой (P_jу^п) создает момент М_оп = P_jу^пh_п, стремящийся оторвать внутренние колеса автомобиля от опорной поверхности и опрокинуть его на бок (рис. 61).Опрокидыванию автомобиля препятствует стабилизирующий момент, который создаётся силой тяжести (G_п) на плече (Н/2 - S_кр). При небольших скоростях движения опрокидывающий момент (М_оп) относительно невелик, поэтому автомобиль сохраняет устойчивость. Однако при увеличении скорости движения величина опрокидывающего момента может достичь такого значения, когда отрыв колес станет возможным. В этом случае автомобиль оказывается в критическом состоянии, при котором любое увеличение опрокидывающего момента приводит к его опрокидывание на бок. Скорость, при которой автотранспортное средство оказывается в таком положении, называется критической скоростью по опрокидыванию. Поставим задачу определить указанную скорость при движении автомобиля при повороте.

При наличии крена величина стабилизирующего момента равна:

М_ст = G_п(H_к/2 - S_кр) + G_н(H_к/2). (291)

Значение опрокидывающего момента М_оп выражается формулой:

М_оп = М_оп^п + М_оп^н = P_jу^п h_п + P_jу^н h_н. (292)

В момент отрыва внутренних колес от опорной поверхности, нормальные реакции R_z равны нулю. Учитывая это, составим уравнение критического состояния:

G_п(H_к/2 - S_кр) + G_н(H_к/2) = P_jу^пh_п + P_jу^нh_н. (293)

Значения сил P_jу^п и P_jу^н приближенно равны:

Р_jу^п  ; (294)

Р_jу^л  . (295)

Используя (247) и (248), выразим креновое смещение подрессоренной массы (S_кр). Подставив полученную формулу, а также формулы (294) и (295) в (293), получим квадратное уравнение. Решая его, получим искомую формулу критической скорости:

V_кр = . (296)

Если крен кузова невелик (c_ж  ), то критическая скорость движения автомобиля на повороте по опрокидыванию будет равна:

V_кр  , (297)

где h_цт - высота центра тяжести (массы) автомобиля.