Толкаем автомобиль
Все современные колесные экипажи, и прежде всего автомобили, имеют колеса на шарикоподшипниках. Какой выигрыш это дает?
Нагруженный легковой автомобиль «Волга» весит около двух тонн. Каждый шофер знает, что, если на ровном асфальтовом шоссе у него отказал двигатель, один человек в состоянии сдвинуть «Волгу» с проезжей части на обочину. Шофер знает и другое: самое трудное столкнуть машину с места. А уж после того как она пришла в движение, поддерживать ее можно даже одной рукой.
Но на что же затрачивается сила давления руки на машину, если, по нашему собственному утверждению, используя колесо с шарикоподшипником, мы полностью избавились от трения скольжения?
Настала пора рассмотреть еще один вид трения — трение качения.
Начнем с того, что, когда идеальная окружность катится по идеальной плоскости, никакого трения, в том числе и трения качения, нет. Но беда в том, что на свете не бывает ни идеальных плоскостей, ни идеальных окружностей.
Мы уже много раз говорили, что любая реальная поверхность содержит неровности: бугорки и впадины. Поэтому, если даже колесо представляет собой идеальную окружность, точнее, идеальный цилиндр, все равно, катясь по реальной поверхности, колесо то взбирается на бугорки, то проваливается во впадины.
Подъем на бугорки сопровождается подъемом и колеса, и телеги, и положенного на телегу груза. Ну, а на подъем груза, конечно же, нужно затрачивать силу. Эта сила и проявляется как сопротивление движению, получившее в технике название трения качения. Чем больший груз давит на колеса, тем больше сила сопротивления. Поэтому, как и в случае с трением скольжения, сила трения качения пропорциональна весу груза.
Можно ли избавиться от трения качения или хотя бы сделать его меньше? Самый верный способ вы уже знаете. Надо изготовлять колеса в виде идеальных цилиндров и катить их по дороге, представляющей собой абсолютно гладкую горизонтальную поверхность. Примерно так и поступают при изготовлении шарикоподшипников.
В шарикоподшипнике единственным видом трения остается трение качения. Чтобы сделать его меньше, поверхности, по которым катятся шарики, и сами шарики полируют. Используют также смазку, которая заполняет микроскопические впадины между бугорками. Благодаря этому в шарикоподшипниках силу трения качения удается почти свести к нулю. Каждый велосипедист знает, как долго продолжает вращаться по инерции колесо велосипеда, если хорошенько его раскрутить. Причина здесь именно в том, что во втулке велосипедного колеса установлены шарикоподшипники.
Ну, а как быть с трением качения внешней поверхности колеса о дорогу? Снова нам приходит на ум все тот же рецепт: отполировать дорогу, и снова приходится с сожалением от него отказаться. Правда, не до конца. Конечно, при езде по гладкой дороге трение качения меньше, поэтому современные автострады, как правило, покрывают асфальтом.
Но гладкость хороша лишь до определенного предела. На абсолютно гладкой дороге автомобиль нельзя столкнуть с места — ноги станут скользить по дороге. Конечно, исправный автомобиль не надо толкать, упираясь ногами в дорогу. Автомобиль движется, отталкиваясь от дороги теми же колесами, — у нас еще будет случай поговорить об этом. Но и колесами тоже не оттолкнешься от абсолютно гладкой поверхности.
Пожалуй, самые ровные дороги на свете — железнодорожные рельсы. Поверхность их делается гладкой еще на заводе. Затем она дополнительно полируется, когда по рельсам движутся локомотивы и вагоны. Недаром рельсы всегда блестят. Гладкая поверхность рельсов делается именно для того, чтобы свести к минимуму трение качения. Железнодорожный вагон с грузом в шестьдесят тонн, если его предварительно как следует разогнать, могут толкать по горизонтальному пути всего человек пять. Состав из ста таких вагонов легко тянет один локомотив.
Но хуже обстоит дело, когда железнодорожный состав нужно стронуть с места. Бывает так, что колеса локомотива вращаются, а сам локомотив стоит на месте. В этом случае говорят, что колеса пробуксовывают. Благодаря гладкости рельсов мы получаем малое трение качения, но и сила трения скольжения, которая в данном случае помогает локомотиву оттолкнуться от рельсов, оказывается недостаточной, чтобы сдвинуть состав с места.
В таких случаях под колеса локомотива посыпают песок. Песок увеличивает неровности на поверхности рельсов и, соответственно, увеличивает силу трения скольжения. И все же количество вагонов, которые можно подцепить к одному локомотиву, ограничивается в первую очередь величиной силы трения скольжения, или, как говорят железнодорожники, сцеплением колес локомотива с рельсами.
По тем же соображениям в состав асфальтовой массы, покрывающей автострады, обычно добавляют все тот же песок. Поэтому сила трения скольжения между колесами автомобиля и покрытием дороги оказывается достаточно большой. В сухую погоду автомобиль легко разогнать с места и легко остановить. Но совсем иначе ведет себя автомобиль на мокром после дождя шоссе. А вот если водяная пленка на шоссе к тому же еще подмерзнет. Нет у шоферов большего врага, чем гололед на дорогах.
Есть еще один способ уменьшить величину силы трения качения. Способ этот очень прост и состоит в том, чтобы увеличивать внешний диаметр колеса. Что при этом получается, достаточно хорошо видно из рисунка.
Художник изобразил два соседних бугорка на дороге и два колеса — маленькое и большое. Маленькое колесо почти целиком помещается между выступами. Чтобы двигаться вперед, ему надо подняться на всю высоту бугорка. Большое колесо просто перекатывается с вершины одного бугорка на вершину другого.
Ясно, что сопротивление движению во втором случае будет меньше. Именно по этой причине, если вы разгонитесь до одной и той же скорости по одной и той же дороге на велосипеде и на роликовых коньках, а потом станете двигаться но инерции, то на велосипеде вы продвинетесь на значительно большее расстояние. По этой же причине диаметр колес у велосипеда больше, чем у легкового автомобиля. Велосипед мы приводим в движение собственной силой, и конструкторы стремятся как только можно облегчить наш труд. Автомобиль двигают «лошадиные силы> мотора, и можно позволить какую-то небольшую их часть затратить на преодоление силы трения качения.
Но почему бы и у автомобиля не делать колеса большого диаметра? Хотя бы для того, чтобы экономить горючее?
Кстати говоря, у самых первых моделей автомобиля колеса были больше, чем у их нынешних потомков.
Оказывается, делать слишком большие колеса тоже нельзя. Во-первых, большое колесо больше весит. Вспомним, что в общем случае объем, а следовательно, масса и вес цилиндра увеличиваются как куб его радиуса. Поэтому если сделать слишком большое колесо, то выигрыш за счет увеличения радиуса компенсируется проигрышем за счет увеличения веса. Особенно у экипажей, предназначенных для перевозки малых грузов.
Вы, конечно, обращали внимание, что у грузовых автомобилей внешний радиус колес тем больше, чем на больший груз они рассчитаны. Для того чтобы большие колеса велосипеда весили поменьше, их делают не сплошными, а на очень тонких спицах (колеса со спицами были и у старых моделей автомобилей).
Есть еще одно соображение, по которому и диаметр и массу колеса нельзя делать очень большими. Это все та же инерция. Тяжелое колесо большого диаметра труднее разогнать и, соответственно, труднее остановить. Последнее особенно страшно, когда надо затормозить внезапно. Кроме того, чем быстрее вращается колесо, тем в большей степени сказывается его инерция. В частности, поэтому с увеличением максимальной скорости автомобилей стали уменьшать радиус их колес.
И, наконец, последнее замечание. Даже на совершенно гладкой дороге не так просто получить небольшую величину силы трения качения. Многое зависит и от материала дороги. Что происходит, например, когда автомобиль движется по песку? Поверхность песка можно разровнять и сделать достаточно гладкой. Но под действием веса экипажа колеса проваливаются в песок. Получается то же самое, как если бы колесо оказалось между двумя бугорками на неровной дороге.
Колеса локомотива или железнодорожного вагона давят на рельсы, и рельсы слегка прогибаются. Правда, в отличие от песка рельсы испытывают упругую деформацию и расправляются после того, как вагон проезжает. Но все равно получается так, что, даже двигаясь по горизонтальному рельсовому пути, колеса вагонов все время как бы взбираются в гору.
Основной вывод, который мы можем сделать из всего сказанного, таков: полностью избавиться от силы трения качения нельзя. Именно поэтому, чтобы поддерживать постоянной скорость прямолинейного равномерного движения железнодорожного вагона по горизонтальному гладкому рельсовому пути, все же требуется усилие пяти, а то и более человек.
Чтобы читатель не разочаровался в колесах, попросим его подсчитать в уме, сколько человек понадобилось бы, чтобы груз в шестьдесят тонн нести на плечах.
Потомки каменного топора
- Колесо
- Рыболовный крючок
- Верхом на пушечном ядре
- В космос!
- Мозг в портсигаре
Сила трения качения
Добрый день! Помогите разобраться. Вот есть такая задача: Имеется тележка массой 400кг, она имеет 4 колеса диаметром 100мм, тележка стоит на стальных рельсах. Необходимо определить силу трения. Есть формула F=uN/r, где u — коэффициент трения для стали по стали принимаем его 0,002; N — реакция опоры в данном случае это mg и примерно 4000Н и r — радиус колеса что составляет в метрах 0,05м. По формуле получаем значение 160Н. Нужно ли реакцию опоры поделить на 4 колеса ведь нагрузка распределяется равномерно? И если посчитать силу трения с учетом распределенной нагрузки то сила трения составит 40Н. Ка правильно? Какое в итоге нужно приложить усилие к тележке что бы сдвинуть ее с места >160Н или >40H?
zam
#56995 2023-06-21 21:04 GMT
#56993 Simlion :
Есть формула F=uN/r, где u — коэффициент трения для стали по стали принимаем его 0,002;
0.002 чего? Коэффициент трения качения — величина размерная. Обычно задаётся в сантиметрах. Для стали он находится в пределах 0.001 — 0.005 см :
Допустим, вы прииняли коэффициент трения качения u = 0.002 см.
По формуле получаем значение 160Н.
Подставляем в формулу.
Нужно ли реакцию опоры поделить на 4 колеса ведь нагрузка распределяется равномерно?
Не нужно. Колёс в 4 раза больше — сила реакции опоры на одно колесо в 4 раза меньше, сила трения на одно колесо в 4 раза меньше. Сила трения на все колёса — та же самая.
Какое в итоге нужно приложить усилие к тележке что бы сдвинуть ее с места >160Н или >40H?
Расчет требуемого усилия для сдвига тележки
Как рассчитать усилие, требуемое для сдвига тележки на катках (колеса с ребордой) по направляющим при максимальном нагружении в 2000 кг? Есть габаритная модель изделия. Какие нужны дополнительные исходные данные?
Лучшие ответы ( 1 )
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
Ответы с готовыми решениями:
Расчет требуемого усилия редуктора
Здравствуйте! Подскажите пример расчета требуемого усилия редуктора (Нм и т.д.), для передвижения.
Расчёт требуемого объёма памяти
Привет! не пойму как сделать эадание : Нестандартное хранилище информации содержит 20 ячеек.
Посоветуйте опорно-поворотное устройство для тележки
Тележка г/п 500 кг с передней поворотной осью. Думаю как поворачивать ось относительно рамы.
Пакетный файл для выбора из меню на запуск одного из нескольких редакторов для редактирования требуемого файла
Разработать пакетный файл для выбора из меню на запуск одного из нескольких редакторов (notepad.
Регистрация: 07.12.2010
Сообщений: 128
Силы трения качения катков и силы трения в подшипниках.
Если планируете подобрать двигатель к тележке, то нужно ещё учесть силу инерции.
Регистрация: 23.05.2015
Сообщений: 4
требуется рассчитать, хватит ли человеку сил выдвигать и задвигать полностью загруженную тележку.
4230 / 2865 / 726
Регистрация: 16.09.2012
Сообщений: 11,604
По металлическим, горизонтальным рельсам и дистрофик закатит.
Регистрация: 23.05.2015
Сообщений: 4
ну так а как это подтвердить расчетами?
Регистрация: 07.12.2010
Сообщений: 128
Сообщение было отмечено TsiNick как решение
Решение
Вот грубый расчёт.
Сопротивление от трения при движении тележки:
, кг
Сопротивление от уклонов путей:
, кг
где
кг — масса тележки с грузом;
, мм — диаметр ходового колеса;
, мм — условный диаметр подшипника;
, мм — плечо трения качения;
— коэффициент трения в подшипниках ходовых колёс;
— коэффициент, учитывающий трение реборд;
— уклон путей.
Общее сопротивление движению тележки:
, кг ( Н).
Диаметры колёс и подшипников взял с потолка, коэф. трения близкие к максимуму.
Регистрация: 23.05.2015
Сообщений: 4
также интересует, как рассчитать максимальный прогиб тележки при максимальной нагрузке?
и как провести расчет твердости колес и направляющих?
Регистрация: 07.12.2010
Сообщений: 128
Сообщение от TsiNick 
также интересует, как рассчитать максимальный прогиб тележки при максимальной нагрузке?
Тут либо методами сопромата, если конструкция тележки позволяет использовать упрощённые расчётные схемы. Либо МКЭ, но здесь нужен навык работы в таких программах.
Сообщение от TsiNick
и как провести расчет твердости колес и направляющих?
Главный параметр — это напряжение смятия в месте контакта. Твёрдость выбирается исходя из требуемых допускаемых напряжений.
Регистрация: 23.09.2018
Сообщений: 43
IgoryaN_, Скажите а перевод ньютоны в килограммы например для расчета сил сопротивления движению при расчёте ленточного конвейера это корректно. например ответ получается 350 как я понял это в Н, для перевода в килограммы надо умножить на 0,1, не так ли.
1584 / 1218 / 345
Регистрация: 14.05.2017
Сообщений: 3,939
Nikolaits, если более точно — на ускорение свободного падения (9.8) нужно делить. Опять же, не понятно в какой размерности получался ответ. В СИ у Ньютона размерность — [кг*м/с^2]
538 / 1217 / 37
Регистрация: 08.01.2017
Сообщений: 5,970
Есть возможность проанализировать подобные эксперименты)
Есть много видео, когда челы тащат вагон. То зубами, то ещё как. Зная примерно возможности человека и видя под каким углом они прикладывают силу, можно оценить усилие сдвига)
P.S.
В случае подобных вопросов так и хочется спросить — а на кой это вам?! Но я не буду спрашивать)
1584 / 1218 / 345
Регистрация: 14.05.2017
Сообщений: 3,939
titan4ik, топикстартер не появлялся здесь с 2015 года (видимо задача о ручной тачке под двухтонный груз отпала). А тему поднял Nikolaits, пытающийся понять результаты чужих расчётов ленточного конвейера.
Добавлено через 5 минут
P.S. 1.5-тонная отцовская «24ка» вполне поддавалась переталкиванию на ровном полу гаража даже на пневматических шинах. А ещё как-то пришлось 3-тонный станок на двух рохлях таскать по бетону, катился вполне легко. На ровных рельсах, думаю, каталось бы ещё легче.
Безопасность движения. Лекция 1
Управляемость автомобиля — это его способность изменять или сохранять заданное водителем направление движения при минимальных затратах физической энергии. Иными словами, управляемость – это свойство «слушаться руля», в том числе при разгоне, торможении, по скользкой и неровной дороге. Слетевший с дороги в кювет, вынесенный на встречку или врезавшийся в столб автомобиль – все эти аварии комментируются в протоколах ГИБДД фразой «не справился с управлением». Это тот самый случай, когда действия водителя привели к потере управляемости, а восстановить её он не сумел. Что же это такое – управляемость? Из чего она состоит, как ее можно потерять и как – восстановить?
Есть два способа изучить этот вопрос. Можно просто выучить наизусть, чтобы сдать экзамен в ГИБДД. А можно понять суть. И смысл. Тогда и учить не придется – всё будет очевидно и понятно. А поняв, можно избежать неприятностей – тех самых, которые описываются фразой «не справился с управлением».
Сил и времени на зубрёжку уйдет больше, да и скучно это дело – зубрить. Тем более – зубрить непонятное. Это второй аргумент в пользу того, что в вопрос лучше вникнуть.
Итак, начнем разбираться, что к чему. Для начала придется вспомнить, что такое «вектор». Если вы забыли – не беда: ничего страшного в этом слове нет, всё можно объяснить на пальцах. Для этого нам понадобится один стол и один грузчик. Или любой другой мужчина. Попросим его надавить на столешницу с разной силой и в разных направлениях: сверху, сбоку и еще как-нибудь. А теперь попытаемся изобразить его усилия на бумаге. Как это сделать? Можно нарисовать стол и грузчика, и угадывать по его позе, куда именно он нажимает, а по выражению его лица – определять силу, с которой он нажимал на столешницу: чем оно более зверское – тем, значит, сильной старался. При таком способе очевидны три недостатка: трудно точно определить направление усилия, трудно определить и силу воздействия. Наконец, нужны хорошие способности художника. Но выход есть, и он решает одним махом все эти проблемы. Вместо грузчика мы нарисуем стрелки:
Здесь основание стрелки показывает место столешницы, к которому приложена сила, её направление – направление действия силы, а длина – величину этой силы. Стрелка «1» показывает, что приложена сила 10 кгс, и приложена она вниз. Стрелка «2» – тоже вниз. Она покороче, значит, и сила у нее поменьше – 6 кгс. Стрелка «3» направлена вбок, а стрелка «4» – под углом вверх. Эти стрелки и называются векторами.
Итак, вектор – это отрезок, с четко обозначенной длиной и направлением. Его длина означает численное значение. Вектором можно обозначать силу, положение, скорость, ускорение и т.д. Нам понадобятся только сила и скорость.
Разобравшись с тем, что такое вектор, применим это знание на практике. Допустим, мы собрались ехать на машине в Крым и начали собирать чемодан. Набив его до отказа, мы кое-как смогли сдвинуть его с места. Тянуть волоком его тяжело. Причем одинаково тяжело, в какую сторону ни пытайся сдвинуть.
Но если поставить чемодан на колесики – картина резко меняется! Катить его совсем не трудно. Конечно, если катить по направлению колесиков. А если попытаться потянуть его поперек, окажется, что это так же точно трудно, как и тащить волоком.
В чём тут загадка? Почему трудно тащить, но легко катить? Потому что трение! В этом примере мы сталкиваемся с тремя видами трения: трение покоя, трение качения и трение скольжения. Трение покоя всегда больше трения скольжения, это закон физики. Чемодан труднее сдвинуть с места, чем потом волочь. Скажем, на то, чтоб сдвинуть, нужно приложить силу 22 кгс, а на то, чтоб волочь – 20 кгс, как и нарисовано на картинке. Ну а трение качения, всегда сильно меньше трения скольжения. Это понятно: катить легче, чем тащить волоком. Запомним это. Самое большое трение – покоя, когда тело стоит, немного поменьше – трение скольжения, когда оно скользит, и совсем маленькое – качения, когда катится.
Именно поэтому в колесах используется подшипник качения.
А теперь проведем простую аналогию: как трудно двигать чемодан поперек направления вращения колес, точно так же трудно толкать «поперек» и автомобиль. Для того, чтобы сдвинуть машину «поперек» колеса, придется приложить большую силу, возможно до тонны. А для того, чтобы покатить её – достаточно подтолкнуть плечом. Именно поэтому автомобиль едет прямо и слушается руля! Мы помним, что трение покоя сильно больше трения качения – это значит, колесо будет стремиться катиться, даже если вектор силы будет под углом к нему.
Более того: когда автомобиль не стоит, а едет, все равно действует трение покоя! Ведь колесо не проскальзывает относительно асфальта, та его часть, которая контактирует с дорогой (она называется «пятно контакта») неподвижна!
В хорошую погоду трение покоя очень большое, оно может превышать трение качения в десятки раз и даже в сотни. Но хорошая погода бывает, увы, не всегда. Случаются и дожди, и снегопады, на дороге попадается наледь, а то и гололед. Если асфальт мокрый, то трение шины об него уменьшается, почти вдвое, а в гололёд может уменьшиться и в 8-10 раз. Но трение скольжения колеса все равно намного меньше, чем трение шины об лед. Даже если это олимпийский каток. И даже если резина летняя. Поэтому автомобиль может спокойно и очень долго ехать по самому скользкому льду. Например, по Байкалу.
Такие покатушки будут безоблачными до тех самых пор, пока вам не приспичит покрутить рулем, погазовать газом или потормозить тормозом. Например, вы решили затормозить. Что тогда будет? Включатся новые силы. Но мы их расписывать не будем, чтоб не забивать голову, а для упрощения картины будем считать, что при торможении просто увеличивается трение скольжения. Как будто закис подшипник колеса. Причем чем сильнее тормозим – тем больше растет трение качения. На рисунке красная стрелка, что смотрит налево, начнет расти. И если она вырастет до размеров правой, «мокрый асфальт», то сила трения качения сравняется с силой трения колеса об этот мокрый асфальт. Колесо остановится (потому что тормоз все же норовит его не просто замедлить, а остановить). То есть заблокируется. Машина же продолжает двигаться вперед, со стоящими колесами. Пятно контакта каждого колеса обретает желанную свободу и начинает скользить. В ту сторону, куда ему, пятну, больше захочется. Трения покоя превращается в трение скольжения. А колёс-то – четыре. И каждое скользит само по себе.
Дальше картина печальная. Поскольку дорога идеально гладкой всё равно не бывает, то под воздействием толчков и ударов дороги автомобиль начинает отклоняться от заданного направления движения. Как правило, забрасывает корму, влево или вправо. Автомобиль с заблокированными колёсами превращается в чемодан, лежащий плашмя. А чемодан, как вы помните, все равно, в какую сторону волочь. Вот и автомобилю абсолютно все равно, в какую сторону скользить – руля он больше не слушается. Потому что у заблокированного колеса трение одинаково во все стороны. Аварии при заносах – дело нередкое, это и есть тот самый случай, когда инспектора ДПС пишут «не справился с управлением».
Что же делать в такой ситуации? Машину уже изрядно повело, и она едет вперед боком… А не паниковать! Надо превратить чемодан обратно в автомобиль. Для этого всего-то навсего надо убрать ногу с тормоза и сделать так, чтобы колеса снова покатились. И это сделать не трудно:
1. Автомобиль едет прямо
2. Начало заноса. Как правило, в силу множества причин, при торможении задние колеса блокируются раньше передних. А когда передние колёса еще катятся (хоть и притормаживают), а задние уже скользят, из-за инерции автомобиля корма пытается «догнать» передок, и автомобиль начинает разворачивать. На рисунке 2 он уже едет боком по направлению к вектору скорости. Это и есть занос.
3. Наша задача – вернуть автомобилю управляемость, как говорят, «поймать» его. Для этого мы отпускаем тормоз и начинаем крутить рулем так, чтобы передние колеса стали по вектору скорости, то есть нам надо совместить их направление с направлением движения автомобиля (и, значит, с красной стрелкой). Это не так трудно, как кажется на первый взгляд: как только колеса повернутся на нужный угол, они начнут вращаться, и автомобиль снова станет управляемым. Водитель чувствует этот момент достаточно хорошо. Главное – крутить в нужную сторону до тех пор, пока управляемость не начнет восстанавливаться.
4. После того, как вы «поймали» машину, она начнет выравниваться сама – опять же по той причине, что трение качения меньше трения скольжения – колеса будут «стараться» вращаться, если есть такая возможность. Ваша задача при выравнивании автомобиля сделать так, чтобы передние колеса всегда были направлены по направлению вектора скорости. Это тоже не сложно, проще, чем само «отлавливание».
5. Ну вот, автомобиль выровнялся, можно ехать дальше.
Только нельзя забывать, что все происходит быстро, и времени на раздумья нет. Начался занос – сразу работайте рулем.
Самое главное – необходимо понимать, что нужно дать колесам возможность вращаться. Для этого убираем тормоз и «ловим» машину рулем. А что делать, если тормозить все равно надо – впереди препятствие? Придется снова нажимать на тормоз, снова отлавливать машину, отпуская его, и снова тормозить. Другого выхода нет. Потому что самое опасное, что может быть – неуправляемый, летящий боком неизвестно куда автомобиль. Можно (и нужно) сократить время заноса – для этого достаточно почаще, 2-3 раза в секунду нажимать на тормоз. Тогда колеса не успеют потерять контакта с дорогой, не заблокируются совсем, автомобиль не потеряет управляемость, но при этом все же затормозит и остановится.
Если в машине имеется АБС – антиблокировочная система – то прерывистое торможение получится само собой, автоматически. АБС, по сути, и делает то самое прерывистое торможение, только почаще, чем может водитель, обычно до 10 «нажатий тормоза» в секунду.
Итак, запоминаем самое важное, что мы вынесли из всех этих трений и векторов. Даём колесам возможность вращаться. Если вы поймете это отчетливо, то будете действовать правильно, и сможете «поймать» машину. Из этого простого правила логически истекают некоторые вопросы в экзаменационных билетах, и разумное, безопасное поведение на дороге.
Повторим еще раз. Если корму забрасывает вправо (называется «правый занос») – крутить рулем надо вправо. А если влево – то влево.
То есть всегда крутим руль в сторону заноса. И держим его по вектору скорости.
Если автомобиль занесёт в повороте – всё равно выставляем передние колеса по вектору скорости, по красной стрелке. Посмотрите на рисунок. Два автомобиля едут в повороте, один из них занесло, и водитель повернул колеса, чтобы «поймать» машину. Обратите внимание, что у обоих автомобилей передние колеса «смотрят» в одну и ту же сторону. И это логично: передние колеса – по вектору скорости, то есть туда, куда едет машина. Разница лишь в том, что водитель синего автомобиля задает направление движения поворотом руля, а водитель зеленого отлавливает рулем имеющееся направление движения.
Если совместить картинки, это будет очевидным.
Запомним: ставим рулем передние колеса туда, куда едет автомобиль.
И, разумеется, смотрим туда, куда едет автомобиль. Направление взгляда – по траектории движения, и никак иначе!
Запомним также, что «газ» точно так же, как и тормоз, стремится провернуть колесо относительно асфальта. И поворот – тоже. И поэтому действия водителя по «отлавливанию» автомобиля, который произошел от чересчур активного действия рулем или газом, такие же, как при «отлавливании» от торможения. Даем колесам вращаться, причем без скольжения, и отлавливаем автомобиль рулем.
А теперь делаем выводы.
1. При движении по дороге всегда следует избегать резких движений – и торможения, и разгона, и маневрирования рулем. Машину может занести и на сухом асфальте при скорости 40 км/ч – хотя бы на известном «лосином тесте». Значит, на скользкой дороге нужны особо плавные действия и рулем и педалями, причем, чем покрытие более скользкое, тем движения плавнее.
2. Небольшой участок скользкой дороги проезжаем, не меняя ни траектории, ни скорости – помним, что без резких эволюций автомобиль может сколь угодно долго ехать и по голому льду. Почему? Потому что трение качения всегда ниже трения покоя. А резкие движения могут спровоцировать занос.
3. Если вы попали правыми колесами на неукрепленную и влажную обочину, от этого возникает опасность заноса, потому что сцепление правых колес будет меньше, чем левых. Мы помним, что работа педалями и рулем только увеличивает вероятность заноса. Поэтому поступаем так: не тормозя и не газуя резко, плавненько подаем рулем влево и аккуратно возвращаемся на асфальт.
4. При прохождении крутого поворота на автомобиль начинает действовать центробежная сила, которая стремится сместить автомобиль наружу поворота.
Центробежная сила тем больше, чем больше масса автомобиля и его скорости, и чем меньше радиус поворота. Для того, чтобы уменьшить центробежную силу, стало быть, надо уменьшить массу, а это проблематично – пассажир, от которого вы захотите избавиться, может начать сопротивляться. Увеличить радиус поворота можно, но не кардинально, и для этого не надо заново строить дорогу (см. чуть ниже). Остается только скорость. Заметим, что зависимость тут квадратная (см. формулу на рис.), то есть уменьшение скорости вдвое уменьшит центробежную силу вчетверо, а уменьшение скорости втрое снизит силу в девять раз!
Мы уже знаем, что сдвинуть автомобиль вбок непросто. Однако если поворот крутой, а скорость высокая, центробежная сила может оказаться такой большой, что занос будет неизбежен. Мы также знаем, что эволюции рулем и тормозом увеличивают вероятность заноса. Поэтому в повороте тормозить нельзя!
Следовательно, чтобы заноса не случилось, водитель должен заблаговременно снизить скорость! До того, как войдет в поворот. Другого рецепта просто нет.
Если поворот очень крутой, а дорога скользкая – придется даже включить пониженную передачу. Разумеется, тоже заблаговременно.
А сейчас несколько слов о том, как увеличить радиус поворота, не строя заново дорогу. Тем более, что этот вопрос тоже есть в экзаменационных билетах.
На извилистых дорогах большинство автомобилистов едут не заморачиваясь – просто повторяя траекторию дороги. Однако бывают ситуации, когда водитель осознает, что очередной поворот слишком крутой, то есть оказался круче, чем он ожидал. А тормозить уже поздно – иначе он войдет в поворот с торможением, а это совсем плохо, мы это уже обсуждали. Что делать в таком случае? Кто ответит? Ну да. Маневрировать. На этом вопросе порой путаются, поскольку стандартное объяснение выглядит невнятно: «перед началом левого поворота сместиться вправо, корректировать траекторию, чтобы смещаться к центру, а перед началом правого смещаться влево» и так далее. Это надо просто учить.
А на самом деле все просто. Схематично такое маневрирование выглядит так:
Видно, что на левой картинке радиус поворот ощутимо меньше, чем на правой. Реально автомобиль, конечно, не может с такой свободой использовать всю ширину дороги, но ведь можно воспользоваться тем, что полоса движения шире автомобиля, и на ней можно занимать разные позиции – и левее её центра, и правее! Главное – уловить, осознать идею. А она проста: нам нужно увеличить радиус поворота, используя всю ширину полосы движения, как бы «сгладить» за счет этого крутизну поворота.
В реальности, на одной полосе это выглядит так.
На рисунке видно, что правый автомобиль использует полосу, слаживая поворот. В конце траектории он снова выйдет к линии разметки. А левый автомобиль – наоборот, «заостряет» поворот. Рисунки взяты прямо из билетов ГИБДД, и поэтому вся траектория в них не входит. Но ее хорошо видно на предыдущем, схематичном рисунке.
И самое главное: в повороте категорически нельзя ни резко разгонять автомобиль, ни резко тормозить. Только плавно!
5. Забудьте раз и навсегда о движении накатом с нажатой педалью сцепления (когда педаль нажата – это выключенное сцепление!) или на нейтральной передаче. Для безопасного вождения запас тяги на колесах должен оставаться всегда.
Очень может статься, что вам понадобится включить передачу на ходу, во время такого движения накатом. Подгадать нужную передачу с оборотами двигателя так, чтобы они полностью совпали со скоростью вращения колёс практически невозможно. Вы непременно ошибетесь, и тогда занос неизбежен. Поэтому запомним: накатом ехать – опасно! Особенно в поворотах.
6. Алгоритм выхода из заноса для автомобилей с разным типом привода разный.
На переднеприводном плавно добавляем газ. Передние колеса начнут проскальзывать, и занос стабилизируется, то есть забрасывние задка в сторону прекратится, и машина поедет боком, после чего выровняется сама. На сухом (или даже влажном) асфальте при добавлении газа передние ведущие колеса «вытянут» машину на нужную траекторию. Передние колеса направляем в ту сторону, куда нужно двигаться.
У заднеприводного автомобиля при заносе на скользкой дороге поворачиваем руль в сторону заноса (см. рис. выше) и сбрасываем газ. Ведущие задние колеса замедлят вращение, из-за чего развитие заноса прекращается, и автомобиль выравнивается.
На полноприводной машине нужно повернуть руль в сторону заноса и убавить газ, оставив небольшую тягу на колесах. В силу особенностей работы полноприводной трансмиссии, задние колеса сами замедлятся, а на передних останется запас тяги, и машина выровняется. Примечание: О полноприводной машине вопроса в билетах нет.
На рисунке хорошо видно, за счет чего выравнивается автомобиль. Тягу можно представить в виде веревочки, за которую тянут игрушечную машинку (слева, переднеприводная машина). Для заднеприводной просто представить, что ведущие (желтые) колёса слегка притормаживают. Поскольку машина катится боком, такое притормаживание также будет разворачивать её в нужную сторону. На полноприводной машине происходит одновременно то и другое.
И самое главное: Не забываем, что на скользкой дороге работаем педалью газа очень плавно, без резких нажатий.
Боковой ветер
Боковой ветер опаснее всего не на лесистой дороге и не в степи, а при выезде из леса, с горной дороги и любого другого закрытого участка на открытый. Дело в том, что опасен сам въезд на дорогу с сильным боковым ветром со спокойного, безветренного участка. Кроме того, на границе открытого участка нередки образования порывов ветра. Сильный порыв может «сдвинуть» автомобиль на полосе на метр и больше, а высокий (например, грузовую фуру или высокий автобус) и вовсе перевернуть. Словом, ветер наиболее опасен именно при выезде с закрытого участка дороги, там он более всего влияет на курсовую устойчивость автомобиля.
Поэтому при выезде из лесистого, горного и т.д. участка на открытое место, даже если знака «Боковой ветер» нет, и погода спокойна, всегда надо снижать скорость и приготовиться к отклонению автомобиля от курса.