Современный автомобиль очень сильно отличается от тех машин, которые можно было встретить на дорогах еще 10 лет назад. Появление электромобилей и гибридов, современный дизайн и эргономика делают поездки еще более комфортабельными и интересными. Вот о том, каков он, современный автомобиль, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Поведение автомобиля

 

Понятие «поведение автомобиля» охватывает динамику его поперечных, прямолинейных и вертикальных перемещений. Так, динамика поперечных перемещений рассматривает по­ведение автомобиля под действием рулевого управления, динамика прямолинейного дви­жений — разгона и торможения, а динамика вертикальных перемещений — перемещения ча­стей автомобиля, вызываемого неровностями дороги. Объясняемые далее основные термины (величины и единицы измерения см. в табл. «Параметры и еденицы измерения») описывают поведение автомобиля в диапазоне частот приблизительно до 8 Гц. Многие из этих величин определены в немецком стандарте DIN 70000 и международном стандарте ISO 8855. Используемые величины можно разделить на три группы.

 

Кузов автомобиля

 

Движение кузова в общем случае можно опи­сать как движение твердого тела. Даже для кузовов кабриолетов отклонения от законов движения твердого тела имеют место только при частотах свыше 10-15 Гц.

 

Подвеска колес автомобиля

 

Передние колеса имеют две степени сво­боды — в вертикальном направлении и в на­правлении поворота. Задние колеса, как правило имеют, только одну степень свободы в вертикальном направлении. На автомоби­лях с четырьмя управляемыми колесами задние колеса также имеют степень свободы в направлении поворота. Эти степени свободы определяются кинематикой и эластокинематикой осей. Кинематика оси описывает движение отдельных рычагов подвески как движения абсолютно твердых тел, в то время как эластокинематика описывает реакции осей автомобиля на воздействие различных сил и моментов.

 

Шины автомобиля

 

Шины являются важнейшими компонентами, обеспечивающими контакт автомобиля с дорогой, генерирующими силы, необходимые для движения, торможения и рулевого управления во взаимодействии с дорогой.

 

Основные термины, относящиеся к кузову автомобиля

 

Поступательное (равномерное) движение

 

Поведение кузова описывается тремя поступа­тельными и тремя вращательными степенями свободы (см. рис. «Поступательные и вращательные степени свободы кузова» ). В общем случае система координат (прямоугольная, правовинтовая система координат) имеет начало в центре тя­жести автомобиля. Ось х направлена вперед, т.е. в направлении движения. Она располо­жена в плоскости, перпендикулярной к по­верхности дороги. Эта плоскость называется центральной плоскостью автомобиля. Пер­пендикулярно к центральной плоскости ав­томобиля располагается ось у, направленная влево, глядя в направлении движения. Ось z направлена вверх. Поступательные движения имеют следующие наименования:

• В направлении оси х: прямолинейное дви­жение;
• В направлении оси y: поперечное движе­ние;
• В направлении оси z: подъем.

 

Поступательные скорости и ускорения

 

Производные поступательных перемещений по времени первого порядка определяют прямолинейную, поперечную и вертикаль­ную составляющие скорости (ν_x, ν_y, ν_z). Про­изводные перемещений по времени второго порядка дают прямолинейное ускорение a_x, поперечное ускорение а_у и вертикальное ускорение a_z.

 

Угол дрейфа автомобиля

 

В динамике центр тяжести кузова не всегда движется вдоль оси х, происходит и попереч­ное движение. Угол между центральной пло­скостью автомобиля и траекторией движения называется углом дрейфа β (см. рис. «Угол дрейфа, центростримительное и тангенциальное ускорение» ). Он отсчитывается от центральной плоскости автомобиля в направлении траектории. Угол дрейфа вычисляется, исходя из скорости прямолинейного движения v_x и скорости по­перечного движения v_у

Р = arctan v_у/v_x

Поскольку скорость прямолинейного дви­жения во время движения в прямом направ­лении по определению положительна, знак скорости поперечного движения определяет знак угла дрейфа.

 

Центростремительное и тангенциальное ускорение

 

Ускорение в горизонтальной плоскости, на­правленное вдоль мгновенной траектории движения автомобиля, раскладывается на центростремительное ускорение а_с и танген­циальное ускорение а_t. Центростремительное ускорение представляет собой составляю­щую, перпендикулярную к траектории, дви­жения, в то время как тангенциальное уско­рение является составляющей, направленной по касательной к траектории.

 

Рыскание, продольная качка и поперечная качка

 

Для описания вращательных движений вве­дены следующие термины:

• Поворот вокруг оси z называется рыска­нием и описывается углом ψ
• Поворот вокруг оси у называется продоль­ной качкой и описывается углом θ,
• Поворот вокруг оси х называется попереч­ной качкой или креном и описывается углом φ.

 

Знаки этих углов соответствуют знакам в правовинтовой прямоугольной системе ко­ординат. Направления отсчета показаны на рис. «Поступательные и вращательные степени свободы кузова». Часто во время маневрирования ку­зов одновременно движется вокруг более чем одной оси. Поскольку с математической точки зрения эти три направления поворота не являются коммутативными, в стандарте DIN 70000 определен следующий порядок:

• Рыскание.
• Продольная качка.
• Поперечная качка (крен).

 

Вращательные скорости и ускорения

 

Производные вращательных перемещений по времени первого порядка определяют скоро­сти рыскания, продольной и поперечной качки. Производные вращательных перемещений по времени второго порядка определяют ускоре­ния рыскания, продольной и поперечной качки.

 

Момент рыскания, момент продольной качки и момент поперечной качки

 

Внешние силы, действующие на автомобиль, могут создавать момент относительно центра тяжести. Этот момент можно разбить на три составляющие. Составляющая, действующая вокруг оси z, называется моментом рыскания, вокруг оси у — моментом продольной качки и вокруг оси х — моментом поперечной качки.

 

Измеряемые переменные кузова

 

При разработке конструкции автомобиля необходимо с высокой точностью измерять значения параметров, описывающих его по­ведение. В динамике поперечного движения поступательные ускорения и углы положения часто измеряются при помощи гиростабилизированных платформ. Абсолютные поло­жения регистрируются измерительными си­стемами GPS. Прямолинейные и поперечные ускорения и угол дрейфа измеряются при помощи бесконтактных датчиков скорости.

В динамике вертикального движения поступательные ускорения измеряются в различных точках кузова в каждом из трех направлений в пространстве. Используя эти данные, можно определить наиболее важные ускорения кузова, т.е. ускорения подъема, продольной и поперечной качки.

 

Основные термины, относящиеся к подвеске колес

 

Угол поворота рулевого колеса и момент по­ворота рулевого колеса

 

Угол поворота рулевого колеса δ_Н — это угол по­ворота, измеряемый относительно положения прямолинейного движения. Угол считается по­ложительным в левом направлении вращения.

Для изменения угла поворота рулевого колеса водитель должен приложить к нему вращающий момент. Этот момент называется моментом поворота рулевого колеса М_н и также является положительным в левом на­правлении вращения.

 

Угол поворота колес

 

Перемещение рулевого колеса вызывает по­ворот передних колес в одном направлении. При этом изменяются углы поворота правого и левого колес δ_R и δ_L, соответственно. Угол поворота представляет собой угол между цен­тральной плоскостью автомобиля и централь­ной плоскостью колеса, спроектированный на поверхность дороги (см. рис. «Угол поворота колес и угол поворота оси» ). В случае поворота в положительном направлении, т.е. против часовой стрелки, вокруг оси z угол схождения также является положительным. На автомобилях с четырьмя управляемыми колесами поворачиваются также и задние ко­леса.

 

Угол поворота управляемых колес

 

При повороте рулевого колеса передние колеса поворачиваются на различные углы. Разница углов поворота колес при повороте рулевого колеса в крайнее положение может достигать нескольких градусов. При это угол поворота внутреннего колеса больше угла поворота наружного колеса. Средний угол поворота называется углом поворота δ_A (см. рис. «Угол поворота колес и угол поворота оси» ).

 

Передаточное отношение рулевого механизма

 

За счет рулевого механизма, а также кинема­тики передней оси угол поворота колес всегда значительно меньше угла поворота рулевого ко­леса. При отсутствии внешних сил или момен­тов и при незначительной нагрузке автомобиля передаточное отношение рулевого механизма i_s определяется следующим уравнением:

 i_{s =} 2δ_H / (δ_R+δ_L)

 

Схождение и расхождение передних колес

 

Когда рулевое колесо находится в положе­нии прямолинейного движения, углы пово­рота передних колес находятся в динамиче­ски благоприятном диапазоне от 0,1° до 0,3°. Когда расстояние между ободами колесных дисков перед центрами колес меньше этого же расстояния позади центров колес, имеет место схождение колес (см. рис. «Схождение передних колес» ). Если ситуация противоположна, имеет место рас­хождение колес. Как схождение, так и рас­хождение указываются в градусах (°).

Термины схождение и расхождение приме­нимы также к отдельно взятому колесу. В этом случае схождение означает, что колесо повер­нуто к центральной плоскости автомобиля, а расхождение — от центральной плоскости.

 

Угол развала колес

 

Угол развала колес γ — это угол между цен­тральной плоскостью автомобиля и централь­ной плоскостью колеса, спроектированный на плоскость z-y. Угол развала является положи­тельным, если расстояние между колесами и центральной плоскостью автомобиля вверху больше чем внизу (см. рис. а, «Развал» ). В связи с кинематикой оси угол развала колес относи­тельно кузова зависит от хода пружин под­вески.

В дополнение к этому определению также важной характеристикой является угол раз­вала колес относительно дороги. Это угол между центральной плоскостью автомо­биля и нормалью к поверхности дороги (см. рис. b, «Развал» ). Знак угла развала определяется в соответствии с правовинтовой прямоуголь­ной системой координат. Если центральная плоскость автомобиля перпендикулярна к по­верхности дороги, оба определения угла раз­вала в отношении его величины равнозначны. В противном случае необходимо соблюдать точное определение.

 

Ось поворота колес

 

При повороте рулевого колеса колеса пово­рачиваются не вокруг оси z, а вокруг собственной оси поворота колеса. Положение оси поворота колеса в основном определя­ется кинематикой оси (см. рис. «Положение оси поворота колеса в проекции на центральную плоскость автомобиля» и «Положение оси поворота колеса в проекции на поперечную плоскость автомобиля» ).

 

 

Угол продольного наклона оси поворота колеса, смещение оси по центру колеса и расстояние между точкой пересечения оси поворота колеса с дорожной поверхностью и центром контакта колеса с дорогой

Если спроектировать колесо и ось поворота колеса на центральную плоскость автомо­биля, ось поворота колеса будет наклонена на угол τ. Этот угол считается положитель­ным, если верхний конец оси поворота колеса наклонен назад (см. рис. «Положение оси поворота колеса в проекции на центральную плоскость автомобиля» ). В этой проекции ось поворота колеса обычно не проходит че­рез центр колеса. На самом деле она смещена назад на расстояние n_v, называемое продоль­ным смещением оси поворота колеса отно­сительно центра колеса.

Расстояние между точкой контакта колеса с поверхностью дороги и точкой, в которой ось поворота колеса пересекает поверхность дороги, называется смещением оси поворота колеса. Если эта точка пересечения располо­жена перед центром колеса (рис. «Положение оси поворота колеса в проекции на центральную плоскость автомобиля» ), смеще­ние оси поворота колеса является положи­тельным. Обычно величина этого смещения составляет от 15 до 30 мм.

 

Угол поперечного наклона оси поворота колеса, поперечное смещение оси поворота колеса по центру колеса, плечо рычага отклоняющей силы и радиус плеча обкатки

 

Если спроектировать колесо и ось поворота колеса на поперечную плоскость автомо­биля, ось поворота колеса будет наклонена на угол σ (см. рис. а, «Положение оси поворота колеса в проекции на поперечную плоскость автомобиля» ). Угол поперечного наклона оси поворота колеса является по­ложительным, когда ось наклонена к центру автомобиля. Углы установки поперечного на­клона оси поворота колеса обычно являются положительными.

Расстояние между центром колеса и осью поворота колеса в направлении, парал­лельном дороге, называется поперечным смещением оси поворота колеса по центру колеса r_σ. Смещение является положитель­ным, когда центр колеса находится дальше от центральной плоскости автомобиля, чем ось поворота колеса (см. рис. b, «Положение оси поворота колеса в проекции на поперечную плоскость автомобиля» ). Кратчайшее расстояние между центром колеса и осью поворота колеса r_st называется плечом рычага отклоняющей силы. Плечо рычага от­клоняющей силы является положительным, если центр колеса находится дальше от цен­тральной плоскости автомобиля, чем ось по­ворота колеса.

Оси расположены таким образом, что сме­щение оси поворота колеса по центру колеса и плечо рычага отклоняющей силы мини­мальны. Такая компоновка предотвращает возникновение отклоняющих сил в рулевом механизме.

Расстояние между точкой контакта колеса с поверхностью дороги и точкой, в которой ось поворота колеса пересекает поверхность дороги называется радиусом плеча обкатки r_I (рис. а, «Положение оси поворота колеса в проекции на поперечную плоскость автомобиля» ). Радиус плеча обкатки является поло­жительным, если точка контакта колеса с доро­гой находится дальше от центральной плоско­сти автомобиля, чем ось поворота колеса. Если радиус плеча обкатки положительный, под действием сил торможения колесо поворачива­ется в сторону расхождения. Такое поведение особенно благоприятно во время «торможения на кривой». Если радиус плеча обкатки отри­цательный, под действием сил торможения колесо поворачивается в сторону схождения. Во время торможения в условиях различного сцепления колес с дорогой справа и слева такое поведение оси создает условия для более ста­бильной управляемости автомобиля. В связи с этими различными эффектами радиус плеча обкатки делается как можно меньшим.

 

Полюс поперечных перемещений, полюс крена, ось крена

 

Во время сжатия и обратной отдачи компо­нентов подвески положение колес опреде­ляется в основном кинематикой и эласто- кинематикой оси. Колесо перемещается в поперечном к направлению движения на­правлении вокруг полюса поперечных пере­мещений (см. рис. «Полюс поперечных перемещений и полюс крена» ). Скорости перемещения точки контакта колеса с дорогой (ν_RAP) и центра колеса (ν_RMP) во время сжатия и об­ратной отдачи направлены перпендикулярно к линиям, соединяющим эти точки с полюсом поперечных перемещений. Во время сжатия и обратной отдачи положение полюса попереч­ных перемещений изменяется.

В случае малых поперечных ускорений кузов автомобиля перемещается вокруг по­люса крена соответствующей оси (см. рис. «Полюс поперечных перемещений и полюс крена» ). Полюс крена лежит в центральной плоскости автомобиля, на линии, соединяющей точку контакта колеса с дорогой, с полюсом по­перечных перемещений, т.е. посередине ширины колеи (s/2). Высота полюса крена h_W может быть легко вычислена по формуле:

h_W = ν_RAPy/ν_RAPx · s/2

Высота полюса крена, как правило, состав­ляет менее 120 мм. Чтобы избежать эффекта подпора (поддомкрачивания) в случае высо­ких поперечных ускорений, высота полюса крена уменьшается при сжатии. Полюс крена известен также под названием центра крена или мгновенного центра.

 

 

Линия, соединяющая полюс крена передней оси с полюсом крена задней оси, называется осью крена (см. рис. «Ось крена» ). Центр тяжести кузова обычно располагается выше оси крена. (Вы­сота центра тяжести кузова для седанов со­ставляет от 550 до 650 мм.) Это положение оси крена имеет место при малых поперечных ускорениях. В случае более высоких попереч­ных ускорений следует учитывать как регули­ровку подвески, так и поведение осей колес. В этом случае ось крена не обязательно лежит в центральной плоскости автомобиля.

 

Полюс продольных перемещений, полюс продольной качки, ось продольной качки, компенсация тормозного момента и компен­сация начального момента

 

В проекции упругого перемещения оси на цен­тральную плоскость автомобиля колесо переме­щается вокруг полюса продольных перемещений (см. рис. «Полюс продольных перемещений, угол предотвращения передней части кузова и угол предотвращения клева кузова» ). Во время сжатия центр колеса переме­щается вверх под углом продольного наклона вертикальной оси, проходящей через центр колеса ε_v. Скорости в точке контакта колеса с дорогой (v_RAP) и центра колеса (v_RMP) во время сжатия и обратной отдачи направлены перпендикулярно к линиям, соединяющим их с полюсом продольных переме­щений. Положение полюса продольных перемеще­ний во время сжатия и обратной отдачи может из­меняться. Угол между линией, соединяющей точку контакта колеса с дорогой с полюсом продольных перемещений, и дорогой называется углом предот­вращения клевка кузова ε_BV. Угол между линией, соединяющей центр колеса с полюсом продольных перемещений и линией, параллельной дороге, на­зывается углом предотвращения подъема перед­ней части кузова ε_AV.

Полюс продольных перемещений передней оси находится позади передних колес, а полюс продольных перемещений задних колес нахо­дится перед задними колесами (см. рис. «Полюс продольной качки» ).

 

 

Во время торможения автомобиля нагрузка на переднюю ось увеличивается на ΔF_z, а нагрузка на заднюю ось уменьшается на ΔF_z. При этом к центру тяжести автомобиля прилагается сила F = ma. При коэффициенте распределения сил торможения λ_в к передней и задней осям прилагаются силы торможения F_xV = λ_вF_x и F_xh = (1 -λ_в)F_X, соответственно. В оптималь­ном случае, когда результирующая сила F_xV и ΔF_z, действующая на переднюю ось, проходит точно через полюс продольных перемещений и аналогично для задней оси, движений пру­жинных элементов подвески и, соответственно, кузова не происходит. Оптимальные значения углов предотвращения клевка кузова и предот­вращения подъема передней части кузова равны:

tan(ε_BV,opt) = 1/λ_в ⋅ h/l

tan(ε_BH,opt) = 1/(1-λ_в) ⋅ h/l

при колесной базе l и высоте центра тяже­сти h.

Две линии, соединяющие точки контакта колес с дорогой с полюсами продольных перемещений, соединяются в точке полюса продольной качки N (рис. «Полюс продольной качки» ). Полюс продольной качки N всегда находится ниже центра тяжести, что позволяет во время торможения всегда обеспечить ожида­емое движение продольной качки автомобиля, направленное назад. Ось продольной качки про­ходит через полюс продольной качки и перпен­дикулярна центральной плоскости автомобиля. Компенсация тормозного момента X_BV и Х_BH представляет собой меру оптимизации процесса торможения. При этом применимо следующее:

X_BV = tan(ε_BV) / tan(ε_BV,opt) ⋅ 100%

Х_BH = tan(ε_BH) / tan(ε_BH,opt) ⋅ 100%

To же самое относится к ускорению. При этом необходимо учитывать тип привода (полный, передний или задний привод), а также тот Факт, что сила тяги прилагается к центру ко­леса. В общем случае полного привода зна­чения компенсации начального момента X_AV и Х_AH составляют:

X_AV = tan(ε_AV) / tan(ε_AV,opt) ⋅ 100%

Х_AH = tan(ε_AH) / tan(ε_AH,opt) ⋅ 100%

 

Измеряемые переменные

 

Угол и момент поворота рулевого колеса из­меряются при помощи специальных мерных роликов. Если точность измерений достаточна, можно использовать датчик угла поворота рулевого колеса, устанавливаемый на многих авто­мобилях в качестве стандартного оборудования.

Для измерения углов схождения и развала колес могут использоваться как мобильные, так и стационарные специальные измерительные устройства. Как правило, эти углы измеря­ются на специальных испытательных стендах.

Специальные стенды также используются для измерения угла поворота оси рулевой ко­лонки и передаточного отношения рулевого механизма.

Переменные величины, характеризующие положение оси поворота колеса, непосред­ственно не измеряются. Часто посредством геометрических измерений вычисляются следующие переменные: угол продольного наклона оси поворота колеса, продольное смещение оси поворота колеса по центру ко­леса, смещение оси поворота колеса относи­тельно точки контакта колеса с дорогой, угол установки продольного наклона оси поворота колеса, плечо рычага отклоняющей силы и ра­диус плеча обкатки. Положение полюса крена можно определить посредством измерения изменения ширины колеи во время возвратно-­поступательных перемещений при сжатии и об­ратной отдаче оси колес. Положение оси крена определяется по положениям полюсов крена передней и задней осей.

Положения полюсов продольной качки и степени компенсации начального и тормоз­ного моментов непосредственно не измеря­ются; они определяются по измеренным по­ложениям кинематических точек осей. То же самое относится к продольному наклону по центру колеса и углам предотвращения клевка кузова и подъема передней части кузова.

 

Колеса, основные термины

 

Наиболее важные внешние силы и моменты, воздействующие на автомобиль, возникают во время передачи сил между колесами и по­верхностью дороги. К ним следует добавить силу ветра, которая также может воздейство­вать на автомобиль.

 

Область контакта колеса

 

Передача сил между колесом и поверхностью дороги за счет трения происходит в области кон­такта колеса. Двумя наиболее важными видами трения являются трение сцепления (за счет сил межмолекулярного сцепления) и гистерезисное трение (за счет сил механического сцепления).

 

Боковая сила, продольная сила действующие на колесо

 

Силы могут генерироваться в плоскости дороги за счет трения. Боковая сила F_s — это сила, перпен­дикулярная к центральной плоскости колеса; про­дольная сила F_u лежит в центральной плоскости колеса (рис. «Боковая сила и продольная сила» ). В общем случае точной точкой приложения сил не является точка контакта ко­леса с дорогой, поэтому имеют место моменты, действующие относительно точки контакта (см. «Стабилизирующий крутящий момент»).

 

Нагрузка на колесо и угол увода

 

Когда боковая и продольная силы возникают одновременно, они могут оказывать взаим­ное влияние друг на друга. Ситуация, когда боковая и продольная силы возникают, но не комбинируются, рассмотрена ниже. Генериру­емая боковая сила F_s зависит от нагрузки на колесо и угла увода а. Зависимость боковой силы F_s от скорости в общем случае можно проигнорировать. Нагрузка на колесо — это сила, с которой центр колеса прижимается к плоскости дорожной поверхности. Угол увода а — это угол между направлением движения точки контакта колеса с поверхностью дороги и центральной плоскостью колеса (рис. «Угол увода» ).

 

 

Когда нагрузка на колесо остается посто­янной, а угол увода а увеличивается, боковая сила сначала линейно возрастает. Боковая сила достигает максимального значения при угле увода приблизительно 5°, а затем не­сколько снижается (рис. «Боковая сила при постоянной нагрузке на колесо в функции угла увода» ).

 

Стабилизирующий крутящий момент и про­дольное смещение боковой силы

 

При малых углах увода точка приложения бо­ковой силы находится позади точки контакта колеса с поверхностью. При увеличении угла увода точка приложения боковой силы после­довательно сдвигается в направлении точки контакта и может оказаться даже впереди нее. Расстояние между точкой приложения боко­вой силы и точкой контакта колеса с дорогой называется продольным смещением боковой силы. Следовательно, боковая сила создает момент вокруг вертикальной оси колеса — ста­билизирующий крутящий момент M_R:

M_R = Fs n_R

При постоянной нагрузке на колесо это дает зависимость стабилизирующего крутящего момента от угла увода, показанную на рис. «Стабилизирующий крутящий момент шины при постоянной нагрузке на колесо в функции угла увода».

Когда стабилизирующий крутящий момент положительный, это помогает уменьшить вели­чину угла увода. Это способствует возврату по­вернутых колес в положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля при отпускании рулевого колеса.

 

Скольжение и радиус качения

 

Аналогично углу увода а для боковой силы Fs, скольжение λ является переменной, которая при постоянной нагрузке на колесо определяет величину продольной силы F_u. Скольжение возникает, когда скорость v_xR, с которой центр колеса движется в продольном направлении, отличается от окружной скорости v_u. Окружная скорость вычисляется по угловой скорости ко­леса ω_R и динамическому радиусу качения r_dyn:

v_u = ω_R • r_dyn

Необходимо различать статические и динами­ческие радиусы качения. Статический радиус качения — это кратчайшее расстояние между центром колеса и точкой контакта колеса с до­рогой. Динамический радиус качения r_dyn вы­числяется, исходя из длины окружности U как:

r_dyn = U/2π

Скольжение λ_А для сил тяги определяется как:

λ_А = (ω_R r_{dyn —} v_{xR) /} ω_R r_dyn

Аналогично скольжение λ_в для сил торможе­ния определяется как:

λ_А = (ω_R r_{dyn —} v_{xR) /} v_xR

В соответствии с этим определением, скольже­ние при разгоне (тяговое скольжение) всегда положительное, а при торможении — отрица­тельное. Эти два определения скольжения означают, что когда колесо заблокировано (ω_R=0, λ_в=-1), имеет место скольжение -100 %, а когда оно пробуксовывает (v_xR=0, λ_А=1) величина скольжения составляет 100 %.

Если тяговое проскальзывание увеличи­вается при постоянной нагрузке на колесо, сила тяги (продольная сила) линейно возрас­тает. При тяговом проскальзывании, равном приблизительно 10%, продольная сила до­стигает максимального значения, а затем снижается (см. рис. «Продольная сила при постоянной нагрузке на колесо в функции скольжения»). То же самое отно­сится к скольжению при торможении. Здесь максимальная тормозная сила создается при скольжении приблизительно —10%.

 

Измеряемые переменные

 

Угол увода а измеряется вдоль линий, ана­логичных линиям угла дрейфа, при помощи двух бесконтактных датчиков скорости.

Скорость вращения колеса и продоль­ная скорость измеряются для определения скольжения λ.

Динамический радиус качения r_dyn опреде­ляется на испытательных стендах.

Стабилизирующий крутящий момент M_R, боковая сила F_s и продольная сила F_u мо­гут быть измерены во время движения при помощи многокомпонентных измеритель­ных роликов. Поскольку это очень дорого­стоящая операция, силы и моменты, воздействующие на колеса, обычно измеряются на стационарных испытательных стендах или определяются на специальных автомобилях непосредственно на дороге. До настоящего времени точное измерение сил и моментов, воздействующих на колеса, сопровождалось большим количеством сбоев измерительных систем.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: