Управляемость автомобиля

Схема поворота автомобиля с передними управляемыми колесами:
а – ведомыми б – ведущими
Условие возможности поворота:
.
при
Управляемость автомобиля
Условия сохранения управляемости автомобиля
105

Fуmax = ϕу Rz
Fу = kу δ.
kу
- коэффициент сопротивления уводу
Управляемость автомобиля
Боковой увод эластичного колеса
106

.
Управляемость автомобиля
Поворот автомобиля с жесткими колесами
ctgθн = OD / CD,
ctgθв = OF / EF,
ctg θн – ctg θв = В1 / L,
θ = (θн + θв) / 2,
R = L / tg θ ≈ L / θ - радиус поворота
автомобиля
ωа = V / R = V tg θ / L ≈ V θ / L - угловой скорости поворота автомобиля
При малых углах поворота управляемых колес tg θ ≈ θ, откуда:
107

.
Управляемость автомобиля
Поворот автомобиля с эластичными колесами
Оδ - центра поворота
АР = Rδ tg (θ – δ1),
ВР = Rδ tg δ2,
АР + ВР = АВ = L = = Rδ [tg (θ – δ1) + tg δ2] ,
откуда радиус поворота: Rδ = L / [tg (θ – δ1) + tgδ2] ≈ L / (θ + δ2 – δ1)
108

.
Управляемость автомобиля
Силы и моменты, действующие на автомобиль при повороте
Fax = – δ mа ах – продольная составляющая силы инерции;
Faу = – mа ау –
поперечная составляющая
силы инерции
где
109

.
Управляемость автомобиля
Силы и моменты, действующие на автомобиль при поворотах
Расчеты показывают, что до 90 % поперечной силы инерции составляет первое слагаемое ,
имеет существенное значение при резких поворотах управляемых колес,
– при резких разгонах и торможениях.
Инерционный момент:
где Jz и ρz – соответственно момент и радиус инерции автомобиля относительно вертикальной оси z, проходящей через центр масс
При установившемся движении:
,
110

.
Управляемость автомобиля
Поворачиваемость автомобиля
θ = L / R – с жесткими колесами
θ = L / Rδ + δ1 – δ2 – с эластичными колесами
111

.
Управляемость автомобиля
Колебания управляемых колес вокруг шкворней
Колебания, обусловленные гироскопическим моментом управляемых колес
Гироскопический момент:
112

.
Управляемость автомобиля
Колебания управляемых колес вокруг шкворней
Колебания, обусловленные несоответствием кинематики подвески
и рулевого колеса
Схема несоответствия кинематики подвески и рулевого привода
1 – шарнир,
2 – шаровой палец,
3 – продольная рулевая тяга,
4 – шарнир рулевой сошки,
5 – серьга,
6 – ось,
7 – поворотный рычаг, 8 – шкворень
113

.
Управляемость автомобиля
Колебания управляемых колес вокруг шкворней
Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес
Центробежная сила инерции:
где mн – неуравновешенная масса; rm – эксцентриситет или плечо приложения неуравновешенной массы; ωк – угловая скорость
114

.
Управляемость автомобиля
Колебания управляемых колес вокруг шкворней
Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес
115

.
Управляемость автомобиля
Колебания управляемых колес вокруг шкворней
Колебания, обусловленные неуравновешенностью управляемых колес
Центробежная сила Fа может быть представлена в виде двух составляющих:
Поворачивающий момент
116

.
Управляемость автомобиля
Стабилизация управляемых колес
Стабилизация управляемых колес за счет увода
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:
Продольный стабилизирующий момент шины:
Полный стабилизирующий момент шины:
118

.
Управляемость автомобиля
Стабилизация управляемых колес
Стабилизация управляемых колес за счет увода
Схема возникновения стабилизирующих моментов при случайном повороте управляемых колес
– суммарный поперечный стабилизирующий момент
– суммарный стабилизирующий (дестабилизи-
рующий) момент от продольных сил
119

.
Управляемость автомобиля
Стабилизация управляемых колес
Стабилизация управляемых колес за счет продольного наклона
или смещения шкворня
Схема стабилизации управляемых колес за счет:
а – продольного наклона; б – смещения шкворня
Стабилизирующий момент:
120

.
Управляемость автомобиля
Стабилизация управляемых колес
Стабилизация управляемых колес за счет продольного наклона
или смещения шкворня (оси поворота колеса)
Суммарный стабилизирующий момент:
При малых углах продольного наклона шкворня:
При движении по круговой траектории:
121