1.5 Рулевое управление

1.5.1 Принцип Аккермана и поворачиваемость автомобиля

 

По теории Аккерманна управление автомобилем должно происходить по схеме, представленной на рисунке 1.32.

poyasneniya_18_01

Рис. 1.32: Геометрия рулевого управления по теории Аккермана (Ackermann) в статическом состоянии транспортного средства

L = Колесная база

s = Расстояние между поворотными цапфами

ROH = Статический радиус поворота колес задней оси

RO = Статический радиус поворота средней точки автомобиля

Источник: Fogel

 

Между углом поворота δa внешнего колеса и углом поворота внутреннего колеса δi существует зависимость:

poyasneniya_18_02

При малой скорости движения автомобиля на повороте только тогда кинематически точно, когда продолжение осей всех четырех колес пересекаются в одной точке Оо, называемой центром поворота. Как видно на схеме, угол поворота наружного колеса δa меньше угла поворота внутреннего колеса δi. Величины этих углов связаны между собой правилом Аккермана, которое устанавливает следующую зависимость:

poyasneniya_18_03

Где:

δi – угол поворота внутреннего колеса, рад;

δa – угол поворота наружного колеса, рад;

s – расстояние между поворотными цапфами управляемой оси.

L – колесная база (расстояние между осями автомобиля).

 

Осуществление поворота управляемых колес показано на рисунке 1.33 (при жесткой балке передней оси) и рисунке 1.34 (при независимой подвеске управляемых колес).

poyasneniya_18_04

Рис. 1.33: Схематическое изображение рулевой трапеции при жесткой балке передней управляемой оси

Источник: Fogel

poyasneniya_18_05

Рис. 1.34: При независимой подвеске управляемых колес схема рулевого управления состоит из двух симметрично расположенных рулевых трапеций

Источник: Fogel

Выполнение «Условий Аккермана» с помощью вышеупомянутых конструктивных схем рулевого управления может происходить только приближенно.

Возникающие погрешности рулевой трапеции, то есть отклонения от идеального угла поворота управляемых колес, зависят от угла поворота управляемых колес, и представлены на рисунке 1.35.

poyasneniya_18_06

Рис. 1.35: Графическое отображение погрешностей рулевого управления, возникающего вследствие эластичности шин и элементов подвески; Источник: Fogel

 

При движении на повороте возникает центробежная сила Fs.

Слагаемые центробежной силы приведены к середине пятна контакта колеса с дорогой (средней точкой отпечатка шины).

Каждая из слагаемых формирует угол бокового увода передних колес δv и δh (рис. 1.36)

poyasneniya_18_07

Рис. 1.36: Изменение радиуса поворота автомобиля, вызванного боковым уводом шин передних и задних колес автомобиля; Источник: Fogel

Статический RO и динамический R радиус поворота автомобиля

Источник: Fogel

 

Боковой увод передних колес изменяет и радиус поворота с RO на R

Эта «Особенность управления», именуемая «Поворачиваемостью», становится больше при увеличении скорости транспортного средства и, вместе с этим, увеличением центробежной силы. Рисунок 1.36 показывает зависимость радиуса поворота R автомобиля от разницы углов бокового увода δv и δh

При угле поворота δa теоретическое значение угла поворота δith должно придерживаться указанной графической зависимости.

Однако, в связи с применением двух рулевых трапеций устанавливается фактическое значение δi.

Разница углов бокового увода может быть как положительна, так и отрицательна

δv = δh = Нейтральная поворачиваемость

δv > δh = Недостаточная поворачиваемость

δv < δh = Избыточная поворачиваемость

poyasneniya_18_08

Рис: 1.37: Схематическое пояснение, объясняющее происхождения поворачиваемости

На рисунке а) угол увода δv колес передней оси равен углу увода δh колес задней оси. В этом случае кривизна траектории поворота не изменяется R0 = R; Это явление носит название нейтральной поворачиваемости;

На рисунке б) угол увода колес передней оси δv больше угла увода δh колес задней оси. В этом случае радиус кривизны траектории поворота увеличивается, то есть R0 < R; Это явление носит название недостаточной поворачиваемости;

На рисунке в) угол увода δv передней оси меньше угла увода δh колес задней оси, В этом случае радиус кривизны траектории поворота уменьшается, то есть R0 > R; Это явление носит название избыточной поворачиваемости

Поворачиваемость автомобиля зависит не только от свойств шин, но и в немалой мере зависит от конструкции подвески колес автомобиля.

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о