Question

Почему при резком торможении автомобиль "клюет" носом?

Раньше даже задачка такая была: надо было вычислить угол наклона капота при резком торможении со скорости 50 км/час. Но почему этот угол вообще возникает?

Answer 1

Задача не сложная. На автомобиль действует сила тяги, сила трения, сила инерции, сила сопротивления воздуха и сила тяжести. Если составить уравнение суммы моментов всех этих сил относительно точки касания дороги передним колесом в двух вариантах, а именно до торможения и во время торможения, то можно увидеть, что перед торможением момент прижимает заднюю часть автомобиля к дороге сильнее, чем во время торможения. Насколько качнется автомобиль вперед зависит не только от величины сил и их плеч приложения, но и от упругости пружин подвески. Еще влияет разница в эффективности передних и задних тормозов и какой привод, передний, задний или полный. Само явление положительно для управляемости автомобиля. Важно, чтобы именно передние колеса, которые связаны с рулем, не теряли контакт с дорогой, поэтому конструируют автомобили так, чтобы они "клевали" носом в разумных пределах. По поводу того случая, когда этого явления не бывает, как пишут некоторые авторы, это невозможно, ведь центр масс не может располагаться на поверхности дороги или ниже ее, если это не какая-то специальная дорога с выемкой между колесами, куда мог помещаться какой - нибудь киль с балластом. Тогда при торможении приподнималась бы передняя часть автомобиля.

Answer 2

Здесь проявление инерции и конструкции подвески..

Именно от того, как подвешено колесо относительно центра масс и зависит величина клевка при торможении и приседания при разгоне..

У разных подвесок величина клевка разная (например у распространённой типа макферсон она больше, а у двухрычажной - меньше)..

Дело в том, что сила тяги через систему передач подводится к колесу в точку контакта с дорогой, ей противостоит сила трения качения..

Колесо поворачивается через мгновенный центр поворота колеса, именно через эту точку (соединение рычага к кузову у однорычажного макферсона или виртуальная точка, получающаяся продолжением воображаемым пересечением рычагов в двухрычажной подвеске) и здесь линия, проведённая через точку контакта колеса с дорогой и мгновенный центр поворота определяет величину клевка: именно то, как эта линия проходит относительно центра масс автомобиля..

Если линия проходит через центр масс, то клевка совсем не будет, чем она больше будет отстоять от центра масс, тем больше плечо силы и больше клевок..

Но при конструировании никогда не стремятся, чтобы линия проходила через центр масс, иначе система будет неустойчивой и поскольку нет плеча опоры силы и она начнёт проскакивать то выше, то ниже центра масс, раскачивая колесо при торможении и старте колеса будут часто подпрыгивать - дробить, такой эффект бывает у мотоциклов.. Так что конструктора намеренно вносят возможность наличия клевка или приседания, но их величина зависит от конкретной конструкции подвески..

Таким образом "задачка такая была: надо было вычислить угол наклона капота при резком торможении со скорости 50 км/час" вовсе не по "динамике твёрдого тела", как тут "авторитетно" заявлено в предыдущем ответе, а эта задача по теории конструирования автомобиля, а точнее - по теории подвески..

Answer 3

Задачка не раньше была, её и сейчас никто не отменял. Типичная задачка для студентов, изучающих динамику твёрдого тела. Подсказка: сила инерции действует на центр масс автомобиля. Если он лежит выше уровня осей автомобиля, эффект имеет место. У спортивных гоночных автомобилей эти уровни совпадают (очень низкая посадка), в результате эти автомобили носом не "клюют".

Answer 4

Задачка легко разрешается, если перейти в неинерциальную систему отсчёта, связанную с автомобилем. В неинерциальной системе отсчёта, движущейся с ускорением, возникает дополнительная сила - сила инерции (отсутствующая в инерциальных системах отсчёта). Именно сила инерции вместе с силой трения колёс о дорогу и создаёт момент, заставляющией автомобиль клевать носом при торможении или, наоборот, задирать его при разгоне.

Так что тут ирает роль не то, где оси, а то, где вторая точка приложения сил: контакт шин с дорогой.

Answer 5

Вычислить угол наклона капота при резком торможении со скорости 50 км/час невозможно, поскольку нет определения для угла наклона капота, не заданы масса и размеры автомобиля, и коэффициент трения шин автомобиля с дорожным покрытием. На скользкой дороге угол наклона будет меньше, чем на бетонной дороге. Можно только объяснить почему при торможении автомобиль "клюет носом" а при трогании и разгоне "приседает на зад". Эти объяснения даны в предыдущих ответах.