08 Глава 6_. Элементы теории движения пожарного автомобиля

• Название: Элементы теории движения пожарного автомобиля
• Дата: 17.09.2022
• Размер: 1.04 Mb.
• Имя файла: 08 Глава 6_.doc
• Тип: Глава; #681522
• страница: 6 из 6

Устойчивость ПА против заноса. Занос ПА может произойти из-за действия поперечной составляющей силы веса (G_g)_ при движении по косогору или из-за действия силы инерции Р_j при движении на повороте.

Занос колеса ПА наступает при невыполнении неравенства (6.63). Если Р_к=Х_n=0, то, чтобы избежать бокового скольжения колес по косогору и при повороте, необходимо выполнение соответственно двух условий:

(Gg)_(Gg)_n; (6.65)

Р_jG. (6.66)
После преобразований формул (6.65) и (6.66) с учетом формул (6.59), (6.60) и (6.61) условия движения без заноса записываются в виде
; (6.67)


v
. (6.68)
Сравнение формул (6.62) и (6.67) и формул (6.63) и (6.68) позволяет заключить, что в большинстве случаев занос ПА будет предшествовать его опрокидыванию ( < K). Следовательно, опрокидывание ПА в реальных условиях может произойти при углах косогора и скоростях меньших, чем определенных экспериментально на стенде опрокидывания и при испытаниях «поворот» и «переставка». Поэтому угол косогора, который разрешается преодолевать ПА, уменьшается вдвое, т. е. [] < 0,5.

При наличии продольной силы X_n (см. рис. 6.2) вероятность бокового скольжения колеса увеличивается, так как часть силы сцепления Р_nиспользована силой тяги Р_к или торможения Р_т колеса. Поэтому при движении в режиме, предшествующем буксованию ведущих колес или блокировке колес при торможении, достаточно незначительной боковой силы для потери поперечной устойчивости ПА. Так как у большинства ПА ведущими являются колеса задней оси, то для устранения заноса заднего моста ПА при повороте или торможении необходимо уменьшить касательную реакцию Х_п на ведущих колесах, отпустив педаль подачи топлива или прекратив торможение, и повернуть колеса в сторону начавшегося заноса. Вся сила сцепления Р_n будет реализовываться для предотвращения бокового скольжения Y_n – занос прекратится. Сразу же после прекращения заноса управляемые колеса следует повернуть в нейтральное положение.

Потеря устойчивости управления в результате отклонения от траектории движения (см. рис. 6.11, а) наблюдается, как правило, при движении ПА со скоростью, близкой к v_max. Предельной скоростью [v_т] по траекторной устойчивости управления считается скорость, после превышения которой водитель не может на прямой дороге обеспечить движение ПА в коридоре безопасности (внутри разметки на дороге полосы движения). На дорогах с ровным асфальтобетонным покрытием конструкция всех исправных ПА обеспечивает v_mах < [v_т]. Появление [v_т] < v_max возможно только у технически неисправных ПА или у пожарных автоцистерн с частичным заполнением цистерны. Основные причины уменьшения [v_т]: неправильная установка управляемых колес ПА, дисбаланс (неуравновешенность) управляемых колес, незначительный разворот одной оси ПА из-за «проседания» рессор с одной стороны автомобиля, различие между давлениями шин колес одной оси (уменьшение давления в шине меньше номинального).

Потеря устойчивости управления в результате отклонения от курса (направления) движения (рис. 6.12, б) наблюдается при движении со скоростью, близкой к v_max, и при торможении. Предельной скоростью [v_к] по курсовой устойчивости управления считается скорость, после превышения которой водитель не может обеспечить движение ПА в коридоре безопасности. С увеличением длины ПА требования к курсовой устойчивости управления ужесточаются, так как выход части автомобиля за пределы коридора безопасности появляется при меньших углах отклонения от курса. Причины ухудшения курсовой устойчивости управления при движении по прямой ровной дороге те же, что и для [v_т]. Основное внимание при обеспечении курсовой устойчивости управления необходимо уделять исправности тормозной системы.

При скорости [v_к] на торможение ПА оказывает влияние соотношение между тормозными усилиями колес и последовательностью срабатывания тормозов. Тормозные усилия колес одной оси ПА должны быть равны, их срабатывание должно быть одновременным. Раннее включение тормозов передней оси ПА позволяет уменьшить S_т из-за лучшего использования максимальной силы сцепления при увеличении нагрузки на передние колеса при торможении, но уменьшает [v_к], т. е. увеличивает вероятность заноса задней оси, особенно на дорогах с малым коэффициентом сцепления .

Обеспечение [v_т] >v_max и [v_к] > v_max при эксплуатации ПА зависит от систематического контроля за техническим состоянием шин, ходовой части и рулевого управления.
6.3. Проходимость и маневренность пожарного автомобиля
Проходимость – способность ПА двигаться по заснеженным, мокрым и плохим (разбитым, размокшим) дорогам, бездорожью и преодолевать естественные (подъемы, спуски, косогоры) или искусственные препятствия без вспомогательных средств.

Маневренность – способность ПА поворачиваться (маневрировать) на минимальной площади.

Единого показателя, характеризующего проходимость и маневренность ПА, не существует. Проходимость и маневренность ПА зависит от его геометрических размеров и опорно-тяговых свойств, а также от конструкции трансмиссии (дифференциала, коробки передач) и механизма поворота управляемых колес.

По проходимости АТС делятся на дорожные (обычной проходимости), повышенной и высокой проходимости.

К дорожным относят АТС, предназначенные для преимущественного использования на дорогах с твердым покрытием. Обычно эти АТС являются неполноприводными (с колесной формулой 42);

62; 64 – первая цифра соответствует общему числу колес АТС, вторая – числу ведущих колес) с колесами дорожного рисунка шин и с простыми (неблокируемыми) дифференциалами.

Автомобильные транспортные средства повышенной проходимости предназначены для движения по дорогам с твердым покрытием, вне дорог и для преодоления естественных препятствий. Обычно эти АТС являются полноприводными (с колесной формулой – 44; 66 и т.д.), имеют тороидные или широкопрофильные (реже арочные) шины с системой регулирования давления воздуха. В трансмиссиях этих АТС часто применяют блокируемые дифференциалы.

Автомобильные транспортные средства высокой проходимости создаются для преимущественного использования вне дорог. Эти АТС имеют полный привод ведущих колес и специальные шины (шины сверхнизкого давления, пневмокатки).

Различают профильную и опорно-тяговую проходимость. Профильная проходимость характеризует способность АТС преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в дорожные габариты. Опорная проходимость – способность АТС двигаться по деформируемым грунтам.

Показатели профильной проходимости (рис. 6.13):

дорожный просвет h, м;

передний l₁ и задний l₂ свесы, м;

передний ₁ и задний ₂ углы свеса (или угол ₁ въезда и угол ₂ съезда), град.;

радиусы продольной R₁ и поперечной R₂ проходимости, м;

наибольший угол преодолеваемого подъема _max;

наибольший угол преодолеваемого косогора ;

ширина преодолеваемого рва l_р;

высота преодолеваемой вертикальной стенки (эскарпа).



Рис. 6.13. Показатели профильной проходимости
Дорожный просвет h (расстояние от нижней точки автомобиля до опорной поверхности) определяет возможность движения ПА по мягкому грунту и через единичные препятствия (камни, пни, кочки и т.д.). Чем больше h, тем лучше проходимость ПА. У ПА повышенной и высокой проходимости дорожный просвет h больше, чем у ПА на базе дорожных АТС. С увеличением грузоподъемности дорожный просвет h обычно увеличивается.

От свеса l₁ и l₂ зависит проходимость ПА при преодолении канав, кюветов. Чем меньше l₁ и l₂ , тем меньше вероятность «вывешивания» колес при преодолении препятствий.

Углы свеса ₁ и ₂ влияют на возможность преодоления ПА препятствий с короткими подъемами и спусками. Чем больше ₁ и ₂ , тем больше крутизна коротких неровностей, через которые может переехать ПА, не задевая за неровность при въезде и съезде.

Продольный радиус проходимости R₁равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе L АТС), через которое ПА может переехать поперек, не задевая нижней точкой, расположенной в средней части. Чем меньше R₁, тем выше проходимость ПА, т.е. способность преодолевать местность с гребнистыми препятствиями (насыпи, бугры).

Поперечный радиус проходимости R₂ равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе в АТС), через которое ПА может переехать вдоль, не задевая нижней точкой, расположенной между колесами. Чем меньше R₂, тем лучше проходимость ПА при преодолении насыпей и борозд вдоль.

На профильную проходимость длинномерных ПА (автолестниц, автоподъемников) влияет соотношение между габаритными размерами: длиной L_г, высотой H_г и шириной В_г. Соотношение между высотой Н_ги длиной L_гопределяет проходимость под мостами или эстакадами (рис. 6.14).



Рис. 6.14. Влияние габаритов пожарного автомобиля на его продольную проходимость

При определении проходимости ПА под мостом необходимо убедиться в обеспечении H_г < Н на всей габаритной длине L_г автомобиля, так как при вогнутой дороге и большой длине L_г возможная для проезда высота уменьшается (рис. 6.14).

Показатели опорно-тяговой проходимости:

максимальная сила тяги Р_{к max};

максимальный динамический фактор D_max ;

коэффициент сцепления шин с дорогой ;

нагрузка на ведущие колеса (сцепной вес) G_в;

давление колес на дорогу р.

Для увеличения проходимости ПА необходимо увеличивать D_max и  (см. п. 6.1). Сцепной вес ПА можно увеличить, если увеличить число ведущих колес (использовать полноприводное базовое шасси) или сместить центр масс ПА в сторону ведущего моста.

Основным показателем опорно-тяговой проходимости ПА по дорогам с мягким покрытием является давление колес на дорогу:

(6.69)

где R_n– нагрузка, воспринимаемая колесом, Н; S_n – площадь контакта колеса с дорогой, м².

Давление р современных ПА изменяют от 50 кПа (0,5 кг/см²) при движении по мягким грунтам до 300 кПа (3 кг/см²) при движении по дорогам с твердым покрытием. Лучшую проходимость имеют ПА с регулируемым давлением воздуха в шинах. Обычно для улучшения проходимости ПА необходимо уменьшить давление, но при движении по некоторым грунтам, наоборот, увеличивать.

Уменьшение давления воздуха в шине влияет также на коэффициент сцепления φ (см. табл. 6.1). Увеличения коэффициента  на мягких грунтах добиваются обычно уменьшением р, т.е. увеличением площади контакта шины с грунтом. Увеличения коэффициента  на дорогах с твердым основанием (например, асфальтобетонное шоссе, покрытое грязью, или неглубокие снежные заносы на дороге) добиваются увеличением р.

Показатели маневренности (рис. 6.15):

минимальный радиус поворота наружного переднего колеса R_н;

ширина полосы движения А при повороте;

максимальный выход отдельных частей ПА за пределы траекторий движения наружного переднего и внутреннего заднего колес (расстояния a и b).




Рис. 6.15. Показатели маневренности одиночного автомобиля
Наиболее маневренны ПА со всеми управляемыми колесами. При буксировке прицепа маневренность ПА ухудшается, так как при повороте увеличивается ширина полосы движения А.