Пояснения

Из Учебного пособия «Подвеска современного автомобиля. Кинематика и эластокинематика подвески» Автор Титаренко Дмитрий

 

Глава 5.3.5. Плечо обката

poyasneniya-rp012 -01

Рис. 5.59. Определение плеча действия продольной силы у ведомого колеса управляемой

оси

E и G – верхняя и нижняя точка оси поворота управляемого колеса; O – ось вращения колеса; Fb – продольная сила (в данном случае тормозная сила); F’b – проекция продольной

силы на ось поворота управляемого колеса; FGx – уравновешивающая сила, приложенная

к нижней шаровой опоре (точка G); FEx – уравновешивающая сила, приложенная к верх-

нему шаровому шарниру (точка E); FT – сила, приложенная к рулевой тяге; R1 – плечо

действия продольной силы; rs – плечо обкатки; γ – развал колеса; σ – угол поперечного

наклона оси поворота (шкворневой оси).

 

 

Плечо обката rs (рис.5.59б) определяют как расстояние от линии пересечения центральной плоскости вращения колеса с опорной поверхностью до точки пересечения продольной оси поворота с этой же поверхностью.

При торможении тормозным механизмом, расположенном на колесе, продольная сила Fb (см. рис. 5.59в), действуя на плече rS, стремится повернуть колесо относительно оси поворота, то есть, возникает поворотный момент:

 

Mb = Fb*R1

 

который приводит к появлению силы FТ на рулевой тяге и при положительном значении плеча обкатки rS отжимает колесо в направлении, соответствующем отрицательному схождению.

Чем больше отрезок rS, составляющий, по сути, плечо обкатки управляемого колеса, тем больше момент Mb продольной силы Fb, и тем сильнее воздействует на рулевое управление неодинаковое торможение передних колес. По этой причине на современных автомобилях плечо rS стремятся делать как можно меньшим, или даже отрицательным. Неодинаковость действия тормозных сил, действующих на колеса управляемой оси, вызывает эффект обратного поворота колес, который может предотвратить поворот автомобиля вокруг вертикальной оси.

Приложенная к середине пятна контакта продольная сила Fb (рис. 5.59б), находящаяся в плоскости дороги, вызывает появление реакций FEx и FGx в опорах поворотной стойки. Для определения величины этих реакций вектор продольной силы нужно перенести параллельно направлению его действия на продолжение оси поворота колеса, вследствие этого на виде сбоку рис. 5.59a вектор силы Fb окажется расположенным ниже уровня дороги на величину a, которую можно вычислить по уравнению:

poyasneniya-rp012 -02

Для определения реакций FEx и FGx в опорах E и G необходимо составить уравнение моментов сил, действующих в плоскости, содержащей ось поворота E-G колеса. Величины плеч действия продольной силы Fb относительно точки O и реакций FEx и FGx необходимо взять из чертежа рассматриваемой подвески. Необходимо учесть, что положение оси поворота E-G управляемого колеса относительно дороги при загрузке автомобиля будет меняться, поэтому изменению будет подвергаться и величина реакций FEx и FGx.

Тяговые силы Fb переднеприводного автомобиля, возникающие в местах контакта ведущих колес с дорогой, должны рассматриваться как действующие в центре вращения колеса (рис. 060а). Для автомобилей этой компоновки наличие малого плеча R2 действия продольных сил особенно важно.

poyasneniya-rp012 -03

Рис.5.60. Определение плеча действия продольной силы у ведущего колеса управляемой оси

E и G – верхняя и нижняя точка оси поворота управляемого колеса; Fb – продольная сила (в данном случае тормозная сила); F’b – проекция продольной силы на ось вращения управляемого колеса; F”b – Проекция продольной силы, перенесенная на ось поворота управляемого колеса; R2 – плечо действия продольной силы; a – высота точки приложения продольной силы к оси поворота колеса; rs – плечо обката.

Наличие отрицательного плеча обкатки rS (рис 5.60б) уменьшает значение плеча R2, однако увеличивается угол поперечного наклона оси поворота.

poyasneniya-rp012 -04

Рис.5.61. Разложение вектора действия вертикальной силы.

Fn – вертикальная (нормальная) сила, прилагаемая к середине пятна контакта колеса с дорогой; R3 – плечо действия вертикальной силы;

Постоянно действующая в контакте с колесом вертикальная сила Fn (рис. 5.61в) при статическом рассмотрении должна быть перенесена на ось колеса и разложена на составляющие Fn*cosσ, действующую в направлении оси поворота колеса, и Fn*sinσ, перпендикулярную ей.

Если ось поворота колеса установлена вертикально (см. рис. 5.60а), то плечо R3 составляющей вертикальной силы в точке разложения этой силы можно определить по формуле:

poyasneniya-rp012 -05

Где:

rs – плечо обкатки, м;

rД – динамический радиус колеса, м;

σ – угол поперечного наклона оси поворота колеса, град.

Если же автомобиль имеет поперечный наклон оси поворота и эта ось, как это показано на рисунке 5.61а, дополнительно наклонена на угол τ, то центр колеса при повороте рулевого колеса совершает пространственное перемещение, и плечо R3 определяется по следующему уравнению

poyasneniya-rp012 -06

τ – угол продольного наклона оси поворота колеса, град.

 

Для улучшения поведения автомобиля в повороте довольно часто прибегают к установке колесных дисков с уменьшенным вылетом, или устанавливают между ступицей и диском проставку. Получаемое преимущество выражается в незначительном (примерно 2…4%) увеличении колеи, при этом плечо обкатки увеличивается в 1,5…2 раза. Увеличивается сила толчков, передаваемых от дорожных неровностей на рулевое колесо, и, в особенности, сказывается неравномерность тормозных сил, возникающих вследствие неравности коэффициентов продольного сцепления под колесами одной оси.

 

 

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о