Стабилизирующий момент шины и боковая сила

Если при прямолинейном движении колеса из-за гистерезисных явлений в шине возникает момент сопротивления качению, то при его движении с уводом возникают еще дополнительно стабилизирующий момент шины и боковая сила. Отмеченные сопротивление качению, стабилизирующий момент шины и боковая сила - все это присуще колесу с эластичной шиной- сложному механизму, обладающему передающими и преобразующими свойствами.

При больших коэффициентах сцепления и углах увода до 3⁰ боковая сила, можно принять с достаточной для практических расчетов точностью, линейно зависит от величины угла увода. Для этого случая боковая сила определяется по формуле

. (9.34)

При углах увода до d=3⁰ на опорной поверхности с высоким коэффициентом сцепления можно принять постоянство коэффициента =const. Однако при больших углах увода не является постоянной величиной и зависит от целого ряда факторов (свойств шины и опорной поверхности, нагрузки на колесо, давления воздуха в шине, степени износа протектора, температуры шины, приложенных к колесу крутящего и тормозного моментов и др.) К настоящему времени не существует универсальных зависимостей, учитывающих влияние этих факторов, а без учета этого влияния не представляется возможным с достаточной точностью определить боковую силу при больших углах увода.

В общем случае стабилизирующий момент шины возникает из-за смещения равнодействующих боковых и продольных реакций опорной поверхности относительно вертикальной оси, проходящей через центр колеса, является функцией угла увода. В теории автомобиля, как правило, не различают стабилизирующие моменты, вызванные отдельно боковыми и продольными силами. При этом определяющее влияние на величину угла увода оказывает боковая сила. С увеличением угла увода стабилизирующий момент шины вначале возрастает и достигает максимума, а при дальнейшем увеличении угла увода уменьшается. При больших углах увода момент может принимать отрицательное значение.

При углах увода d £ Q_А° (где Q_А - максимальный угол поворота колеса на месте, при котором соблюдается линейность функции М_j = f(Q), на асфальто-бетоне Q_А =5 °) стабилизирующий момент шины рекомендуется определять по эмпирической формуле

, (9.35)

где к_ш -коэффициент пропорциональности стабилизирующего момента шины,. учитывающий влияние продольных сил на величину стабилизирующего момента шины. Значения этого коэффициента находится в пределах к_ш = 1,05...1,32 и зависит прежде всего от типа шины;

с_w - угловая жесткость шины, относительно вертикальной оси, которая определяется экспериментально или может быть определена по эмпирической зависимости

с_w=(9...11)× G_к×10^{- 3} (G_к - нагрузка на колесо в Н);

d - угол увода в град.

При углах увода Q_А £ d £ Q_В = 13 ° стабилизирующий момент шины определяется по формуле

, (9.36)

где Q_В - минимальный угол поворота управляемого колеса на месте, при котором момент сопротивления повороту шины достигает предельного значения. Величина этого угла зависит прежде всего от коэффициента сцепления. На сухом асфальтобетоне величина этого угла для тороидных шин достигает 13⁰.

При углах уводов d>Q_В стабилизирующий момент шины может принимать отрицательные значения. Для его определения при d > Q_В к настоящему времени зависимостей не существует.