Движение автомобиля со спущенной шиной

Плавность кода АТС и ее значение для БДД

Плавностью хода называют свойство автомобиля двигаться по неровным дорогам без больших колебаний подрессорных масс. Ухудшение безопасности движения при больших колебаниях автомобиля связано с повышенным утомлением водителя и возможностью отрыва колеса от дороги. Динамические нагрузки, сопровождающие колебания, приводят к деформации и разрушению деталей и узлов автомобиля и дорог.

Организм человека привык к вертикальным перемещениям при спокойной ходьбе и хорошо приспособлен к частотам 1,7-2,5 Гц. Длительные вынужденные колебания с частотой до 3-5 Гц и значительной амплитуде могут вызвать морскую болезнь вследствие периодического смещения крови в сосудах. При частоте 5-11 Гц наблюдаются расстройства, вызванные возбуждением вестибулярного аппарата, а также резонансными колебаниями отдельных органов (желудка, печени и т.д.) и тела в целом. Колебания с частотой 11-45 Гц вызывают тошноту и рвоту. Ухудшается зрение в связи с колебанием глазных яблок. Колебания с частотой выше 45 Гц могут привести к вибрационной болезни.

У спящего человека колебания передаются на позвоночник, вызывая его деформацию. Поэтому для водителей, имеющих большой стаж работы на автомобиле, характерны пояснично-седалищные боли (ишиас). В частности, у водителей грузовых автомобилей, работающих в средних дорожных условиях, ишиас наблюдается в 3 раза чаще, а у работающих в плоских условиях — в 5 раз чаще, чем у водителей легковых автомобилей.

Утомленный под влиянием длительных колебаний водитель теряет бдительность, упрощает дорожную ситуацию, плохо ее прогнозирует; у него возрастает число ошибочных действий, движения становится медленными.

Для защиты водителя и пассажиров от вредных воздействий колебаний улучшают характеристику сидений. Сиденья делают отдельно от спинки. Подушки сидений имеют обычно жесткость 180-120 Н/см у легковых автомобилей и 150-200 Н/см у грузовых автомобилей и автобусов.

Частота собственных колебаний пассажира на сиденье находится в пределах 2,0-3,0 Гц, а при особенно комфортабельных сиденьях она снижается до 1,0-1,5 Гц. Наиболее чувствительны для человека частоты в диапазоне 4-8 Гц. При мягкой подвеске автомобиля сиденья делают сравнительно жесткими. У автомобилей с жесткой подвеской, напротив, применяют мягкие сиденья.

Измерители плавности хода

Существуют различные измерители плавности хода. Чаще плавность хода оценивают по частоте собственных колебаний кузова автомобиля.

где V — скорость пешехода, км/ч; S_m —средняя длина шага пешехода, м. Можно принять S_m = 0,75 м. Частота собственных колебаний кузова легкового автомобиля, имеющего хорошую плавность хода, составляет 60-80 кол./мин.

На плавность хода оказывают влияние различные параметры вертикальных колебаний кузова: амплитуда, частота, скорость, ускорения, Наибольшее значение имеет скорость изменения ускорения по времени или третья производная от перемещения кузова по времени.

Существуют и более сложные измерители. Например, предложена пятибалльная шкала, устанавливающая связь между числом толчков, вызывающих разные ускорения на 1 км пройденного пути, и ощущениями пассажиров. Согласно этой шкале плавность хода считается отличной, если 2 м/с² возникают не более 15-20 раз, с ускорениями 2-3 м/с² — не более 25 раз. Ускорения более 3 м/с² быть не должно. Плавность хода очень плохая, если на пути в 1 км число толчков с ускорениями 5-7 м/с² возникло не менее 11, с ускорениями 7-10 м/с² — не менее 2-5. При этом толчки ниже 5 м/с² не учитываются.

Отрыв колес от дороги

В зависимости от длины различают импульсные неровности (длиной до 0,3 м), выбоины (длиной 0,3-0,6 м), ухабы ( длиной 6-25 м) и уклоны (длиной более 25 м). В зависимости от высоты неровности делят на шероховатости (высота до 1 см), впадины и выступы (до 30 см), препятствия — выбоины (глубже 30 см), канавы, рвы и пороги.

Поскольку расположение неровностей по дороге, их форма и размеры носят случайный характер, то и колебания имеют такой же характер. На асфальтобетонных, щебеночных покрытиях и грунтовых дорогах встречаются волны. Для городских дорог с асфальтобетонными покрытиями длина волны составляет 3-5 м, для загородных достигает 8 м. При движении автомобиля по таким участкам возможно совпадение частот собственных и вынужденных колебаний — резонанс и, как следствие, отрыв колеса от дороги.

Колеса могут отрываться от дороги также при наезде автомобиля на одиночную неровность. Силу реакции дороги R_g в таком случае можно разложить на касательную R_х и вертикальную R_z (рис. ). При большой скорости автомобиля возможно, что R_z³ G₁. Колесо отрывается от дороги, а продольная сила создает момент, вызывающий «клевок» автомобиля вперед. В результате этого пассажиры наклоняются вперед.

Рис. Наезд колеса на неровность:

а) При небольшой скорости;

б) При большой скорости;

Удары о неровности смягчаются благодаря эластичности шин. Но могут привести к разрыву корда, деформации диска и, соответственно, появляется опасность разрушения или появления шишек на шинах.

При ударе колес о неровности или при движении по дорожным волнам на них действуют и поперечные силы. Поэтому при отрыве передних колес одновременно от дороги они могут повернуться не некоторый угол незаметно для водителя. При большой скорости автомобиля этот поворот достаточен для потери устойчивости и выхода его за пределы дороги или полосы движения.