Управляемость автомобиля Способы поворота колесных машин 104 а
реклама
Управляемость автомобиля , Способы поворота колесных машин Vн a V2 V2 V1 Vв V1 О а б в Схемы поворота колесных машин: а – поворот управляемых колес; б – поворот звеньев машины относительно друг друга; в – изменение скоростей колес левого и правого бортов 104 Управляемость автомобиля . Условия сохранения управляемости автомобиля Схема поворота автомобиля с передними управляемыми колесами: а – ведомыми Rх1п R у1п A Fт R х2 п Fтх R у1 R х1 Rх2 п R х1п R у1п A В Fт В Fту б – ведущими Rпр R х1 Fтх В R х2 R у1 R х1л R у1л L Rх2 л Rх1л Условие возможности поворота: Tп Т с1 Т с2 Т с1 Rх1 L sin θ; при Т с2 0 Т п Rу1 L cos θ; R у1л L Rх2 л Tп Rу1 L cos θ Rх1 L sin θ Т с2 Rx2 л Rx2 п В 2 x f cos θ 105 Управляемость автомобиля Боковой увод эластичного колеса Fy С В А С В А В1 С1 О1 В2 С2 О2 2 Fymax Fy О О Vy О Vк Vх Fуmax = у Rz 3 Fу = kу . 1 kу - коэффициент сопротивления уводу 0 0 106 Управляемость автомобиля . Поворот автомобиля с жесткими колесами н A C VА Е в В1 L ctgн = OD / CD, VВ D В F ctgв = OF / EF, ctg н – ctg в = В1 / L, в = (н + в) / 2, н О R При малых углах поворота управляемых колес tg , откуда: R = L / tg L / - радиус поворота автомобиля а = V / R = V tg / L V / L - угловой скорости поворота автомобил 107 Управляемость автомобиля . Поворот автомобиля с эластичными колесами L 1н A 1в Е P N D 2 АР = R tg ( – 1), В F 2в ВР = R tg 2, – 1 2 R в 1 C В1 M н О - центра поворота 2н C АР + ВР = АВ = L = = R [tg ( – 1) + tg 2] , O откуда радиус поворота: R = L / [tg ( – 1) + tg2] L / ( + 2 – 1) 108 Управляемость автомобиля . Силы и моменты, действующие на автомобиль при повороте Fay продольная составляющая силы инерции; b Rx1п A Rх1 Faу = – mа ау – Taz B Fax Rу1 Rу1л Rу2 п R x2п Rx2 Т с2 В Fi Fax = – mа ах – а Rу1п Fв L Rу 2 Rx1л Rx2л Rу2 л поперечная составляющая силы инерции Fay Fay Fay Fay maVb L ; где Fay maV 2 R maV 2 L ; Faу maVb R maVb L Faу 109 . Управляемость автомобиля Силы и моменты, действующие на автомобиль при поворотах Расчеты показывают, что до 90 % поперечной силы инерции составляет первое слагаемое Fay , Fay имеет существенное значение при резких поворотах управляемых кол Fay – при резких разгонах и торможениях. Инерционный момент: Т аz J z a ma 2z a где Jz и z – соответственно момент и радиус инерции автомобиля относительно вертикальной оси z, проходящей через центр масс ρ2z ab При установившемся движении:R y1 ma1V 2 R , R y2 ma2V 2 R 110 Управляемость автомобиля . Поворачиваемость автомобиля L V'1 V1 1 В1 C A = L / R – с жесткими колесами M н P N D V'2 V2 2 Е = L / R + 1 – 2 – с эластичными колесами В F в Нейтральная поворачиваемость: 2 1 = 2 R – 1 R C O Недостаточная поворачиваемост 1 > 2 O R = R R > R Избыточная поворачиваемость: 1 < 2 R < R 111 . Управляемость автомобиля Колебания управляемых колес вокруг шкворней Колебания, обусловленные гироскопическим моментом управляемых колес Гироскопический момент: Т г1 J к к d dt О О к О О к О Т г1 Т г1 О Принципиальная схема гироскопа Схема действия гироскопических моментов на управляемые колеса 112 Управляемость автомобиля . Колебания управляемых колес вокруг шкворней Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес rm ЦМ mн Fa Fa Fa ГЦОИК ГЦОИК mн ЦМ ЦМ ОВК ОВК к ГЦОИК к ОВК к Fa а б в Схемы дисбаланса колес: а – статического; б – динамического; в – комбинированного Центробежная сила инерции: Fa 2 mн rm к где mн – неуравновешенная масса; rm – эксцентриситет или плечо приложения неуравновешенной массы; к – угловая скорость 114 Управляемость автомобиля Колебания управляемых колес вокруг шкворней Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес Ось шкворня . z Fax Faz lц Fa Fax Тп Тп mн x Fax а б Схема возникновения возмущающих моментов от неуравновешенности колес: а – сила инерции при статическом дисбалансе; б – поворачивающие моменты на управляемых колесах 115 . Управляемость автомобиля Колебания управляемых колес вокруг шкворней Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес Центробежная сила Fа может быть представлена в виде двух составляющи Faх 2 mн rm к sin к t Faz mн rm к2 cos к t Поворачивающий момент Т п Faх lц mн rm к2lц sin к t 116 Управляемость автомобиля . Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет увода аш Rz O1 x ymax ymax ymax Ry Ry к x Ry у у у Ry lк O x х е Rx x1 х x у у1 Vк 0 а б 0 в г Схема стабилизации управляемых колес за счет увода: а – точки приложения реакций; б, в, г – эпюры распределения элементарных боковых реакций соответственно при чистом уводе, уводе со скольжением и полном скольжении 117 . Управляемость автомобиля Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет увода Поперечный стабилизирующий момент шины: Т ст у R у е k у е Продольный стабилизирующий момент шины: Т ст х R х Полный стабилизирующий момент шины: Т ст Т ст у Т ст х R у е Rх 118 Управляемость автомобиля Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет увода lц – Rхл V lц + Rхл е Ryл Rхп е . Ryп Rхп Схема возникновения стабилизирующих моментов при случайном повороте управляемых колес Т ст у R уп е R ул е R у е – суммарный поперечный стабилизирующий момент Тст х R хп lц R хл lц R х – суммарный стабилизирующий (дестабилизирующий) момент от продольных сил 119 Управляемость автомобиля . Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет продольного наклона или смещения шкворня Fy Fy Ry a Tст Ry Ry Стабилизирующий момент: Т ст R у а rд V a β Т ст R y rд sin β Fy а б Схема стабилизации управляемых колес за счет: а – продольного наклона; б – смещения шкворня 120 Управляемость автомобиля . Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет продольного наклона или смещения шкворня (оси поворота колеса) Суммарный стабилизирующий момент: rд Tст Т ст у R y1 rд sin e cos При малых углах продольного наклона шкворня: Tст Т ст у R y1 rд e a Tст Т ст e R y1 При движении по круговой траектории: 2 rд e LR cos Tст Т ст m bV у a Fy1 Схема стабилизации эластичных управляемых колес 121 Управляемость автомобиля . Стабилизация управляемых колес Стабилизация управляемых колес за счет поперечного наклона шкворня (оси поворота колеса) Fz lц dП = Fz dh – запас потенциальной энергии dA = Тст d – элементарная работа стабилизирующего момента A0 h Тст = Fz dh / d D O B с A2 A0 x N с1 O1 A2 A1 Схема стабилизации управляемых колес за счет поперечного наклона шкворня Т ст Ga1 dh d h = х sin ; х = с1 – с1 cos = c1 (1 – cos); h = c1 (1 – cos) sin ; dh / d = c1 sin sin; с1 = c cos , где с – плечо обкатки Т ст Ga1 с sin cos sin 122
