Расчет радиуса поворота автомобиля формула

Расчет радиуса поворота фуры

Во время движения большегрузных автомобилей, особенно фур с прицепом, у которых линейные размеры 20 м и больше, происходят другие физические процессы при выполнении поворота, чем у легкового транспорта или автобусов. В специальной литературе эти технологические движения описаны тщательно, приведены схемы и рисунки. Некоторые нюансы постараемся доходчиво объяснить читателям в этой статье.

Что такое радиус поворота

Многие автолюбители «не в теме», и редко кто из них знает, что такое радиус поворота фуры. Согласно специальной технической литературе – это воображаемая дуга, по линии которой перемещается центр тяжести тягача с полуприцепом при выполнении сложного маневрирования. Максимальное значение этой величины (радиуса) во многом зависит от специфической конструкции транспортного средства.

Вот как фура во время поворота может зацепить своим полуприцепом легковой автомобиль:

Есть специальный термин – расчетный автомобиль, его тактико-технические показатели используются при разработке проектов трасс регионального значения. Такие параметры, например: размер и R min поворота должны быть идентичными у каждого класса автотранспорта.

Нормы европейского стандарта регламентируют следующие габариты для автотранспорта большегрузной категории во время движения на поворотах:

Например: для автопоезда типа А16, имеющего линейный размер до 16 метров, и аналогичного вида А20 с длиной до 20 м прописаны строгие ограничения, указанные в приведенной ниже таблице:

Типичными прототипами для расчетных автомобилей могут служить:

Автопоезда с двумя или тремя прицепами, имеющие длину больше 20 метров, используются всеми перевозчиками мира, поэтому при разработке макетов автотрасс нужно проводить дополнительное компьютерное моделирование такого специфического движения во время поворотов на пересечениях дорог или городских перекрестках.

Особенности маневрирования

Водители-дальнобойщики обладают специфической подготовкой: уверенно входят в повороты на трассе и во время перемещений по городу, при прохождении перекрестков, потому что движения отработаны до автоматизма на специальных дорожках автодрома, как показано на этом видео:

Такой термин, как радиус разворота фуры должен учитываться при разработке подъездных путей к складским помещениям и местам разгрузки крупнотоннажного автомобильного транспорта. А разворотная площадка для фуры должна соответствовать утвержденным стандартам, чтобы большегрузный автомобиль мог уверенно маневрировать на выделенной для этих целей территории.

Таблица ширины площадки для ТС (транспортных средств)

Для нормального выполнения маневрирования при движении ТС надо располагать на площадке разгрузки друг от друга на расстоянии 3–4 метра.

Радиус разворота еврофуры

Европейские стандарты регламентируют ограничения по длине, например, для седельного автопоезда этот параметр – 16,5 метра. Размеры полуприцепа: 12 м от оси ССУ до кормовой части и 2,1 м до переднего бампера.

Стандартный радиус разворота еврофуры, например, на 180 или 360 градусов внутри воображаемой площади, которая составлена двумя окружностями с R = 12,5 м и 5,3 м, должен свободно выполняться при условии, что выступающие части машины не пересекают обозначенные границы во время маневрирования.

Радиус поворота «американца»

Тягачи с полуприцепами, разработанные американскими конструкторами, называют траками, а маневренность, особенно во время проезда по городу, ограниченная из-за большого линейного размера. Для поворота на 90 градусов такому крупногабаритному транспортному средству требуется в 2 раза больше радиуса, чем европейским аналогам. Поэтому иногда приходится видеть такие ситуации, как на фото.

Расчет радиуса по лекалам

При строительстве дорог во время осуществления проекта в компьютерном варианте используют специальные лекала, по которым скрупулезно выписывается кривизна каждого изгиба, особенно на развязке и пересечении с другими аналогами.

Как правило, лекала уже рассчитаны для всех типов автотранспортных средств. Такие данные можно скачать, например, по этой ссылке – https://dwg.ru/dnl/2627.

Прохождение поворотов

Умудренные опытом дальнобойщики чувствуют габариты автотранспортного средства, состоящего из тягача и полуприцепа с неуправляемой тележкой, а также возникающие сложности, связанные со смещением последней при вхождении в поворот.

Гораздо больше внимания водителю фуры требуется при выполнении маневрирования в черте города, где интенсивное движение пешеходов, а также легкового и общественного транспорта. Особо надо отметить сложности при проезде развязок и перекрестков – все необходимые маневры по изменению направления и смены полосы движения нужно выполнить заранее, но не ближе, чем за 20 метров от начала развязки или пересечения дорог.

Выполняя поворот направо, следует обратить внимание на встречную полосу дороги, т. к. автопоезд часто выезжает на нее, чтобы избежать заезда колесами тележки полуприцепа на бордюр, создавая угрозу травматизма пешеходов. При левом повороте не нужно стремиться проезжать центр перекрестка, потому что увеличивается площадь разворота, что затрудняет другому транспорту движение в нужную сторону.

Советы дальнобойщику

Управлять фурой так же трудно, как водить корабль по морю, здесь нужны навыки, многолетний опыт и профессионализм:

Важно! Сложным маневром считается постановка фуры на разгрузку. Не забывайте – полуприцепом руководят задние, а не передние колеса. Постоянно совершенствуйте профессиональные навыки, выполняя тренировочное маневрирование на специальных площадках.

Надеемся, что приведенные в статье рекомендации по прохождению сложных участков дороги помогут дальнобойщикам избежать нарушений ПДД. Помните, что опытный шофер видит далеко, а профессионал уверенно контролирует ситуацию вокруг управляемого транспортного средства.

Источник

Радиус поворота автомобиля: как измерить и можно ли изменить

Вопросы, рассмотренные в материале:

Выбирая новую машину, человек обращает внимание на ее главные параметры, например, сколько литров мотор, какова его мощность, автоматическая, роботизированная или механическая коробка передач и тому подобное. Но во время эксплуатации транспортного средства не менее важны и другие характеристики, такие как радиус поворота автомобиля. На что оказывает влияние данный параметр? Как его измерить? В нашей сегодняшней статье разбираемся в этом непростом понятии.

Что такое радиус поворота автомобиля

Название данного параметра говорит само за себя. Радиус поворота автомобиля — это полуокружность, описываемая машиной при совершении маневра, когда рулевое колесо полностью вывернуто.

Необходимо знать данное значение. Кроме того, следует видеть разницу между разворотом по малому и большому радиусу. Иногда в руководстве по эксплуатации указывается два параметра, которые разделены дробью.

Минимальный радиус поворота автомобиля — это след от наружного колеса, оставляемый машиной при совершении маневра. Еще этот параметр называют «от бордюра до бордюра». Но в этом показателе не учтены габариты переднего свеса, а от его длины зависит точность значения. В реальной жизни лучше всего пользоваться радиусом «от стены до стены». В нем учтены препятствия, которые включены в минимальное пространство по наружным размерам и которые может задеть бампер.

Однако сложности на этом не заканчиваются. Есть еще одна особенность, про которую необходимо помнить, когда вы совершаете маневр в стесненных обстоятельствах. Когда машина поворачивает, происходит смещение части кузова внутрь. Поэтому, если вы выезжаете со стоянки, не следует резко выворачивать рулевое колесо в крайнее положение. Так может произойти столкновение со стоящим рядом транспортным средством.

Как рассчитать радиус поворота автомобиля? Узнайте минимальный габаритный коридор для своего авто. Для этого придется определить расстояние, отделяющее наименьшую и наибольшую окружности. Обладая этой информацией, вы сможете выполнять сложные маневры в стесненных обстоятельствах, например на узком дорожном полотне, а также поворачивать, не нарушая правил дорожного движения.

Сегодня управлять машиной нелегко, ведь дороги загруженны, и места для маневров недостаточно. Например, если вы живете в большом городе и вам нужно припарковать автомобиль, то наверняка придется располагать машину вплотную к другим транспортным средствам и производить сложнейшие маневры.

Радиус поворота легкового автомобиля показывает, насколько машина маневренная, получится ли на ней поворачивать на узком дорожном полотне или когда пространство ограниченно.

Управление автомобилем даже в ограниченном пространстве окажется более комфортным, если данный показатель будет наименьшим. Когда вы знаете минимальный радиус поворота автомобиля, а также ширину дороги, то сможете рассчитать, можно ли за один раз выполнить маневр.

Автопроизводители всегда указывают радиус поворота для каждой машины. Чтобы узнать это значение, нужно изучить технические характеристики машины или инструкцию по эксплуатации Однако тут важно не ошибиться. Дело в том, что чаще всего указывается именно наименьший показатель, то есть разворот по малому радиусу. Делается это для того, чтобы машина в глазах покупателя выглядела маневреннее, чем это есть в реальности. Как определить настоящий радиус поворота легкового автомобиля? Для этого нужно учесть размеры свеса машины.

Как измерить радиус поворота автомобиля

Чтобы рассчитать радиус поворота автомобиля, можно использовать два способа: «от бордюра до бордюра» либо «от стены до стены».

В первом случае мы получим значение радиуса полуокружности, описываемой колесами машины, когда она разворачивается. Таким образом, для измерения необходимо сделать меловые отметки стартового положения внешнего колеса. После этого выворачиваем рулевое колесо до предела и совершаем поворот на 180°. Снова делаем меловую отметку конечной точки. Затем измеряем расстояние между отметками, делим получившиеся число на 2. С помощью данного способа можно узнать, какая минимальная ширина дорожного полотна должна быть, чтобы можно было совершить разворот.

Нельзя забывать про то, что у машины есть передний свес (промежуток от оси передних колес до конца переднего бампера). И когда дорожное полотно ограничивается бордюром с большой высотой, водитель не сможет совершить разворот, даже если уложится в радиус «от бордюра до бордюра». Произойдет следующее: машина упрется передним бампером в препятствие.

Поэтому, чтобы узнать настоящий показатель радиуса, придется измерять его по способу «от стены до стены». Как это делается? Мел закрепляют на стержне, который размещен на наружном углу бампера (по отношению к повороту). После этого водитель разворачивается и замеряет диаметр полученной полуокружности. Затем полученное число делится на 2.

Так как производители авто хотят, чтобы их творения выглядели наиболее маневренными, то в характеристиках и рекламных проспектах обычно указывают радиус поворота «от бордюра до бордюра». Ведь его значение меньше по сравнению с показателем «от стены до стены». На практике же, если вам нужно выбрать наиболее маневренный автомобиль, важно учесть также и длину переднего свеса.

Обратите внимание! Есть одна особенность, которая связана с радиусом поворота легкового автомобиля. На самом деле это понятие используется в разговорной речи. Потому что настоящий параметр, который отражает расстояние, требуемое для совершения маневра от упора до упора, — диаметр. Поэтому в габаритных и технических характеристиках обычно указан именно диаметр. Здесь важно не запутаться в этих понятиях.

Нередко даже автопроизводители допускают ошибки. Так, в пресс-релизе нового «Ленд Крузер Прадо» в «Тойота» отметили, что машина сохранила отличный диаметр разворота, который составляет только 5,8 метров. Но это нереально, потому что длина автомобиля 4, 84 метра.

Но если вы изучите рекламный проспект к этой машине, то там уже будет сказано «минимальный радиус разворота автомобиля по колесам», это уже соответствует действительности. Для подтверждения этого просто зайдите на официальный портал. Там отмечен именно диаметр, а не радиус поворота легкового автомобиля, который составляет 11,6 м.

Можно ли изменить радиус поворота автомобиля

Очевидно, что радиусы поворота грузовых автомобилей, седанов или кроссоверов определяются габаритами транспортного средства, а также углом поворота передних колес. Изменить размеры авто невозможно. При этом угол поворота колес на стоковой машине ограничивается параметрами функционирования руля. Если на авто передний привод, при этом рабочие диапазоны ШРУС, или «гранат», это значит, что выворачивать до упора колеса не стоит. Чтобы не запутаться в теории, запомните, что изменить радиус можно, но для этого придется менять конструкцию транспортного средства, а это ухудшит его работу.

Не боитесь потерять гарантию? Тогда радиус можно сделать меньше.

Насколько маневренность машины улучшится после вмешательства? Это определяется конструктивными особенностями авто. Однако чаще всего заметно улучшается запас хода руля, в результате радиус поворота автомобиля становится меньше.

Причем изменить этот параметр на некоторых моделях авто бывает достаточно просто, особенно если конструкция рулевого управления позволяет сделать это.

Пластиковые ограничители определяют то, каким будет запас хода рулевой рейки. Как сделать угол поворота колес больше? Для этого уменьшаем толщину распорок или же подпиливаем их (стачиваем). Также можно монтировать не оригинальные тонкие проставки из пластика.

К сожалению, после такого вмешательства колеса станут задевать подвеску и кузов авто. Что делать?

Можно воспользоваться тонкими пластиковыми ограничителями, которые вы сделаете своими руками. Потребуется заготовка с таким же диаметром, как у оригинального ограничителя хода рулевой рейки.

Не хотите, чтобы колеса во время маневров задевали подвеску и кузов? Тогда монтируйте проставки на ступицы для выноса колес. Так вы увеличите ширину между передними колесам. В результате радиус станет больше, при этом колеса не будут ничего задевать.

Влияет ли изменение угла кастора на радиус поворота автомобиля

Для примера возьмем автомобиль УАЗ Patriot, который имеет следующие характеристики:

Какой вид имеет формула влияния кастора на реальный угол поворота колеса:

a’ = tan-1((SIN(a) * COS(caster))/COS(a))

В ходе эксперимента найдем нужные показатели, построим 3D-модель, а затем измерим реальный угол пересечения плоскостей дороги и колеса.

В результате у нас получились нижеследующие параметры a’:

Воспользуемся формулой R = L \ tan(А), в которой:

А — угол поворота колеса.

Чтобы схему было проще понять, дополним ее:

R1 — минимальный радиус поворота автомобиля;

R2 — радиус пути заднего наружного колеса;

R3 — максимальный радиус поворота автомобиля;

Прямоугольный треугольник образуется передним внутренним колесом, задним внутренним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается. В этом треугольнике:

угол А — угол поворота колеса;

катет а — колесная база (2760 мм) — L;

катет б — минимальный радиус поворота автомобиля — R1;

Как найти минимальный радиус R1:

R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,968) =

R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,774) =

Приступим к определению R2, то есть радиусу пути заднего внешнего колеса.

R2 = радиус внутреннего колеса + ширина колеи моста.

R2 = R1 + H = 5424 + 1600 = 7024 мм

R2 = R1 + H = 5470 + 1600 = 7070 мм

В завершение найдем R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.

В нашем примере прямоугольный треугольник описан передним внешним и задним внешним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается.

Что получится здесь:

Катет а = L(колесная база) = 2760 мм

Катет б = R2 = радиус пути заднего внешнего колеса

Гипотенуза = R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.

Теорема Пифагора определяет соотношение между сторонами прямоугольного треугольника, в котором сумма квадратов длин катетов равняется квадрату длины гипотенузы.

R3 = SQRT(2760^2 + 7024^2) =

R3 = SQRT(2760^2 + 7070^2) =

Конечно, полученные показатели немного не соответствуют радиусу поворота автомобиля УАЗ Patriot, которые содержатся в руководстве (6,5 м против 7,5 м). Это объясняется погрешностями в методике расчета, а также исходных данных. Однако если рассчитать среднее значение между минимальным и максимальным радиусом (5,5 м и 7,5 м соответственно), в результате у нас будет 6,5 м.

Так или иначе, но можно прийти к выводу, что кастор влияет на радиус. То есть для нас важнее не абсолютные значения, но их относительная разница. В нашем примере она составит:

R3(для кастора +8°) — R3(для кастора +3°) = 7589 — 7546 = 43 мм, то есть меньше чем 5 см

При этом если будет отклонение ограничения поворота колеса на 1°, то это повлияет в 5 раз сильнее на радиус поворота по сравнению с отклонением кастора на 1°.

Что автомобилисты говорят про радиус поворота автомобиля

«Чтобы сделать радиус меньше, ограничительные болты выставляю на глаз, после того как установил новые ШОПКи. Главное, чтобы они не соприкасались с кулаками».

«Помимо Volvo, еще у Lexus поперечное расположение силового агрегата. Но здесь и габариты, а также база отличаются. На других машинах мотор расположен продольно. Поперечное расположение приводит к тому, что коробка передач и трансмиссия размещаются определенным образом. В результате вывернуть колеса сильнее просто не получится».

«Раньше немецкие производители поставляли автобусы MAN, у которых были 2 соединенных полуприцепа длиной 23 метра. Такой автобус во время маневров мог достать себя за хвост 1 м, ездил змейкой, при этом мосты шли по одной колее. Ни разу не был за рулем такого авто, но несколько раз наблюдал».

«Каждый водитель должен знать радиус поворота автомобиля. Я вот, например, спустя 3 часа после покупки поцарапал новенькую машину при развороте. Но с опытом стал аккуратнее».

«Я не переживаю во время разворотов. Потому что даже если ты делаешь его медленно, другие участники дорожного движения все равно подождут. А вот умение поворачивать на большие углы в ограниченном пространстве это действительно важно.

Например, в самом центре мегаполиса, где улочки узкие, а парковки забиты, необходимо уметь поворачивать на 90, когда ширина свободной проезжей части на дороге практически равна ширине машины. Или, например, если вам надо выехать с парковки, на которой автомобили прижаты друг к другу, а противоположный ряд слишком близко. Да существует множество ситуаций, когда небольшой радиус просто необходим».

Источник

Про влияние кастора на радиус разворота

Прочитал я тут заметку от камрада Alex-Obukhov
Тема эта показалась мне интересной. И решил я с целью размять мозги, попытаться найти ответ на этот вопрос.
А на сколько-же в действительности увеличение угла кастора влияет на радиус разворота автомобиля?

В нашем случае это будет УАЗ Патриот, имеющий следующие параметры:
Колесная база = 2760 мм
Колея = 1600 мм
Угол поворота колеса = 27 градусов
Кастор = 3 градуса
Радиус разворота (по не подтвержденным данным) = 6.5 … 6.7м

Найти или вывести формулу влияния кастора на фактический угол поворота колеса мне не удалось.
UPD: a’ = tan-1((SIN(a) * COS(caster))/COS(a))

Посему я вынужден был получить искомые значения экспериментально, путем построения модели в 3D и замера фактического угла пересечения плоскостей земли и колеса

таким образом я получил следующие значения:

26.968гр при касторе 3гр

26.774гр при касторе 8гр (те с ШОПКами +5гр)

Методика расчетов описана вот тут (стр. 25)

я использовал формулу R = L \ TAN(А) где:
R — радиус
L — колесная база
А — угол поворота колеса

Я немного дополнил схему из методички для лучшего понимания, где:
R1 — Радиус пути заднего внутреннего колеса (минимальный радиус)
R2 — Радиус пути заднего внешнего колеса
R3 — Радиус пути переднего внешнего колеса (максимальный радиус)
L — Колесная база
H — Колея

Переднее внутреннее колесо, заднее внутреннее колесо и точка вокруг которой происходит разворот образуют прямоугольный треугольник. В котором:
угол А — это угол поворота колеса
катет а — это колесная база (2760мм) = L
катет б — это искомая величина, которая и будет являться радиусом разворота = R1

Находим R1 — радиус внутреннего заднего колеса (те минимальный радиус):
для кастора +3:
R1 = L / TAN(A) = 2760 / TAN(26.968) =

для кастора +8:
R1 = L / TAN(A) = 2760 / TAN(26.774) =

Теперь попробуем рассчитать R2 — радиус пути заднего внешнего колеса
итак радиус пути заднего внешнего колеса, это радиус внутреннего + ширина колеи моста
для кастора +3:
R2 = R1 + H = 5424 + 1600 = 7024mm

для кастора +8:
R2 = R1 + H = 5470 + 1600 = 7070mm

И наконец подходим к самому интересному, вычисляем R3 — радиус пути переднего внешнего колеса (максимальный радиус):
В данном случае прямоугольный треугольник описывается передним внешним колесом, задним внешним колесом и все той-же точкой вокруг которой происходит разворот.

Здесь мы имеем:
Катет а = L(колесная база) = 2760мм
Катет б = R2 = радиус пути заднего внешнего колеса
Гипотенуза = Это и есть искомая величина R3(те радиус пути внешнего переднего колеса)

Теорема Пифагора — одна из основополагающих теорем евклидовой геометрии, устанавливающая соотношение между сторонами прямоугольного треугольника: сумма квадратов длин катетов равна квадрату длины гипотенузы.

Для кастора 3гр:
R3 = SQRT(2760^2 + 7024^2) =

Для кастора 8гр:
R3 = SQRT(2760^2 + 7070^2) =

ВЫВОДЫ:
Несмотря на то что полученные мной значения отличаются от нагугленных значений радиуса разворота УАЗ Патриот

7.5м. Что может быть следствием неточностей в методике моего расчета или неточности исходных данных. Хотя если взять усредненное значение между 5.5м(мин.радиус) и 7.5(макс.радиус) то получим мы те самые 6.5м.

В любом случае я думаю это не помешает сделать выводы о влиянии кастора на радиус разворота. Потому как нам интересны не абсолютные значения, а относительная их разница. Которая в данном случае составляет:

R3(для кастора +8) — R3(для кастора +3) = 7589 — 7546 = 43мм = менее 5см

И здесь я хочу процитировать ту самую фразу из статьи Александра, которая и сподвигла меня на этот эпичный разбор полетов: «и не на 3-5 сантиметров, а почти на половину бампера»

Исходя из всего выше изложенного, я бы усомнился в правильности выводов сделанных в статье «Куда рулит кастор».
Те я не ставлю под сомнение тот факт, что другой Патриот не вписался в поворот по причине большего радиуса. Но я сильно сомневаюсь, что в этом виноват именно увеличенный кастор.

Увеличив кастор с 3 до 8 (те на 5) градусов
мы уменьшили угол поворота колеса на жалких 0.194 градуса

При этом, мастера в процессе замены ШОПКов никогда и нигде не замеряют максимальные углы поворота колес. Те ограничители в лучшем случае не трогают, в худшем случае выставляют на глазок, или измерив штангенциркулем вылет болта ограничителя на другой машине (а это все равно что пальцем в небо ткнуть)

Таким образом получить отклонение от заводских значений в любую сторону на 5 градусов, это как два пальца об асфальт 🙂

А меж тем отклонение ограничиния поворота колеса на 1гр, оказывает в 5 раз большее влияние на радиус разворота, нежели отклонение кастора на тот-же 1 градус. Вот отсюда уши и торчат 😉

Спасибо всем кто осилил до конца 🙂

Источник