STABILITATEA MIŞCĂRII AUTOVEHICULELOR CU ROŢI

Stabilitatea unui autovehicul reprezintă capacitatea acestuia de a se opune alunecării , derapării , patinării şi răsturnării în timpul deplasării .

Principalii factori care produc pierderea stabilităţii autovehiculului sunt :

- forţele care acţionează asupra autovehiculului ( forţa de tracţiune , forţa defrânare , forţele de inerţie , forţa laterală datorată vântului , etc.) ;

- caracteristicile geometrice ale căii de rulare (înclinările longitudinale sau transversale , denivelări , neregularităţi, curbe etc.) ;

- oscilaţiile autovehiculelor ( tangaj, ruliu, giraţie , ş.a).

1. - La urcarea unei pante autovehiculul poate să-şi piardă stabilitatea prin alunecare către piciorul pantei , sau prin răsturanarea în raport cu axa roţilor din spate.

Deoarece la urcarea pantelor mari , viteza şi acceleraţia autovehiculului au valori reduse , se poate neglija influenţa rezistenţei aerului şi rezistenţei la demarare.

Condiţia de stabilitate longitudinală la răsturnare la urcarea pantei este :

tg r <

bhg (1) unde : r - valoarea maximă a unghiului de înclinare longitudinală al căii de

rulare faţă de orizontală care asigură stabilitatea la răsturnare

a, b, hg – coordonatele centrului de masă al autovehiculului

Condiţia de stabilitate longitudinală la alunecare a autovehiculului către piciorul pantei este :

- în cazul punţii motoare în spate : tg a <

a⋅ϕL−ϕ⋅hg (2)

- în cazul punţii motoare în faţă : tg a <

b⋅ϕL+ϕ⋅hg (3)

-când ambele punţi sunt motoare : tg a < (4)

În aceste relaţii "" reprezintă coeficientul de aderenţă al căii de rulare .

2. - La deplasarea rectilinie cu viteză mare pe drum orizontal este posibilă pierderea stabilităţii longitudinale datorită acţiunii forţei de rezistenţă frontală a aerului şi a forţei portante.

Condiţia de stabilitate longitudinală la răsturnare în acest caz este:

va < √26⋅b⋅Ga2⋅ha⋅k⋅A+ρ⋅C z⋅A⋅b (5)

unde : - va - viteza de deplasare a autovehiculului [km/h] ;

- ha - înălţimea metacentrului faţă de calea de rulare ha = (0,45 …0,50.H);

- - densitatea aerului ;

- Cz - coeficientul de portanţă , ( Cz = 0,3 - 0,5 ) ;

- A - aria secţiunii transversale a autovehiculului ;

- k - coeficientul aerodinamic frontal ( k = 0,5.Cx = 0,06125Cx )

- Cx – coeficientul de rezistenţă al aerului .

3. – La deplasarea autovehiculului pe o cale de rulare cu înclinare transversală , sau în viraje se poate pierde stabilitatea prin alunecarea sau prin răsturnarea transversală.

Condiţiile de stabilitate transversală la răsturnare în cazul deplasării în viraje cu viteză constantă (va = constant) pe o traiectorie de rază constantă sunt :

- pentru calea de rulare cu înclinare transversală var ¿ 11,3 . √ R (E+2⋅hg⋅tg β )2⋅hg−E⋅tg β

(6)

- pentru calea de rulare orizontală : var ¿ 7,97 . √ R⋅Ehg (7)

unde : - R - raza medie a traiectoriei autovehiculului ,

- E - ecartamentul mediu al roţilor autovehiculului .

- - unghiul de înclinare transversală al căii de rulare.

Condiţiile de stabilitate transversală la derapare în aceleaşi situaţii de deplasare ale autovehiculului sunt:

- pentru calea de rulare cu înclinare transversală vad ¿ 11,3 . √ R (ϕ y+tg β )1−ϕ y⋅tg β

(8)

- pentru calea de rulare orizontală : vad ¿ 11,3 . √ϕ y⋅R (9)

unde y - coeficientul de aderenţă pe direcţie transversală dintre roţi şi calea de rulare y

= 0,8

Factorii care influenţează stabilitatea transversală a autovehiculului la derapare sunt :

- forţa laterală a vântului ;

- înclinările transversale ale căii de rulare ;

- interacţiunea dintre roţile autovehiculului şi calea de rulare la demarare şi la frânare ;

- bracarea bruscă a roţilor de direcţie ;

4. - La deplasarea autovehiculului cu viteză constantă pe o cale de rulare rectiliniei cu înclinare laterală "" , sau în cazul staţionării condiţiile de stabilitate transversală sunt :

- condiţia de stabilitate transversală la răsturnare : tg r ¿

E2⋅hg (10)

- condiţia de stabilitate transversală la derapare : tg r ¿ y (11)

5. - La deplasarea autovehiculului cu viteză ridicată pe o cale de rulare rectilinie fără înclinare transversală , în cazul rotirii bruşte a roţilor de direcţie , condiţiile de stabilitate transversală sunt :

- pentru evitarea răsturnării : ( dθdt )r ¿

1.8⋅g⋅E⋅Lb⋅hg⋅v a (12)

- pentru evitarea derapării : ( dθdt )a ¿

3.6⋅g⋅ϕ y⋅Lb⋅va (13)

unde :

dθdt - viteza unghiulară de bracare a roţilor de direcţie .