Центр тяжести и устойчивость автомобиля

Устойчивость автомобиля будет тем выше, чем ниже расположен его центр тяжести. Обычно он расположен на высоте 500...600 мм от полотна дороги, но может сильно сместиться вверх, если, например, расположить значительный груз на багажнике, установленном на крыше автомобиля.

Важно также положение центра тяжести в продольном направлении. У большинства современных моделей центр тяжести автомобиля без нагрузки находится ближе к передним колесам автомобиля, а с нагрузкой – к задним. В периоды разгона и торможения перераспределяются нагрузки между колесами автомобиля. В момент ускорения увеличивается нагрузка на задние колеса, в момент замедления – на передние. При этом во время разгона нагруженность задних колес возрастает более резко, тем самым уменьшается опасность их пробуксовки.

Определенное влияние на положение центра тяжести, а следовательно, и на устойчивость автомобиля оказывает расположение груза в кузове, что особенно заметно в автомобилях с кузовом «универсал». Наиболее оптимальным в этом отношении будет сосредоточение груза в районе центра тяжести самого автомобиля или равномерное его распределение по всей площади кузова.

Расположение центра тяжести в поперечном направлении также имеет существенное значение. Можно считать, что у снаряженного автомобиля он находится на его продольной оси. Неравномерное расположение пассажиров и груза относительно продольной оси может изменить это положение. Смещение груза в одну сторону будет способствовать появлению бокового крена в тот момент, когда автомобиль подвергается действию поперечной силы. В результате бокового крена нагрузка перераспределяется, при этом часть ее переходит с внутренних (по отношению к центру поворота) колес на внешние. Такое перераспределение нагрузки вызывает уменьшение силы сцепления разгруженных колес с дорогой, что, в свою очередь, ухудшает устойчивость автомобиля. Чем выше расположен груз, тем больше сказывается на устойчивости автомобиля неравномерность его распределения.

Для того чтобы иметь более полное представление о влиянии поперечных сил на устойчивость автомобиля, необходимо правильно уяснить роль подвески в поддержании боковой стабильности.

На вопрос о том, для чего служит подвеска в автомобиле, большинство водителей, достаточно хорошо знакомых с его устройством, ответят: подвеска предназначена для поглощения толчков от неровностей дороги, т. е. для повышения его комфортабельности. Ответ правильный, но не полный. В современном автомобиле подвеска играет очень большую роль также в поглощении усилий, стремящихся нарушить его боковую устойчивость.

Упругие элементы подвески – рессоры, пружины, торсионы – реагируют на каждое изменение нагрузки на колесо, с которым они связаны. Воспринимая на себя часть боковой силы, нарушающей равновесие автомобиля, они способствуют ее гашению за счет внутреннего сопротивления. Чем большую часть боковой силы воспримут на себя упругие элементы подвески, тем меньше скажется она на устойчивости автомобиля.

Эту способность подвески принимать на себя часть динамической нагрузки, испытываемой автомобилем, называют ее энергопоглощающей способностью. Особенно важно здесь то, что упругие элементы подвески срабатывают немедленно после того, как на автомобиль воздействовала возмущающая сила.

Подвеска поглощает часть поперечной силы в начальный момент ее действия, и только после того, как энергопоглощающая способность ее упругих элементов будет полностью использована, скажутся отрицательные последствия, вызванные этой силой.

Способность подвески быстро реагировать на действие боковых сил позволяет опытным водителям широко использовать ее работу для поддержания поперечной устойчивости автомобиля.

Характерный пример в этом отношении дает хорошо известный способ гашения бокового заноса. Он состоит в том, что в начале заноса водитель поворачивает рулевое колесо в сторону заноса, что меняет направление действующей силы, и занос начинается в обратном направлении. После этого водитель быстро поворачивает рулевое колесо в сторону нового заноса. Проделав эту операцию несколько раз, водитель добивается гашения заноса и следования автомобиля по ранее заданному курсу.

Читаем дальше:

Использование амортизаторов подвески
Величина поворачиваемости автомобиля
Маневренность автомобиля
Грузовые автомобили и автопоезда
Движение грузовых автомобилей и автобусов
Автобусы на междугородних магистралях
Динамические качества автомобиля
Категории дороги