Колесная база

Расстояние между центрами передних и задних колес

Колесная база (измеряется между центрами вращения колес)

Параметры геометрии велосипеда : Колесная база велосипеда

Как в дорожных, так и в железнодорожных транспортных средствах , колесная база — это горизонтальное расстояние между центрами передних и задних колес. Для дорожных транспортных средств с более чем двумя осями (например, некоторые грузовики) колесная база — это расстояние между рулевой (передней) осью и центральной точкой группы ведущих осей. В случае трехосного грузовика колесная база будет расстоянием между рулевой осью и точкой посередине между двумя задними осями. ^[1]

Транспортные средства

Колесная база автомобиля равна расстоянию между его передними и задними колесами. В состоянии равновесия суммарный крутящий момент сил, действующих на автомобиль, равен нулю. Таким образом, колесная база связана с силой на каждой паре шин следующей формулой:

${\displaystyle F_{f}={d_{r} \over L}mg}$

${\displaystyle F_{r}={d_{f} \over L}mg}$

где - сила на передних шинах, - сила на задних шинах, - колесная база, - расстояние от центра масс (ЦМ) до задних колес, - расстояние от центра масс до передних колес ( + = ), - масса транспортного средства, - гравитационная постоянная . Так, например, когда грузовик загружен, его центр тяжести смещается назад, а сила на задних шинах увеличивается. Тогда транспортное средство будет ехать ниже. Величина опускания транспортного средства будет зависеть от противодействующих сил, таких как размер шин, давление в шинах и жесткость пружины подвески . Если транспортное средство ускоряется или замедляется, дополнительный крутящий момент прикладывается к задней или передней шине соответственно. Уравнение , связывающее колесную базу, высоту ЦМ над землей и силу на каждой паре шин, становится следующим: ${\displaystyle F_{f}}$ ${\displaystyle F_{r}}$ ${\displaystyle L}$ ${\displaystyle d_{r}}$ ${\displaystyle d_{f}}$ ${\displaystyle d_{f}}$ ${\displaystyle d_{r}}$ ${\displaystyle L}$ ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle g}$

${\displaystyle F_{f}={d_{r} \over L}mg-{h_{cm} \over L}ma}$

${\displaystyle F_{r}={d_{f} \over L}mg+{h_{cm} \over L}ma}$

где - сила на передних шинах, - сила на задних шинах, - расстояние от ЦМ до задних колес, - расстояние от ЦМ до передних колес, - колесная база, - масса автомобиля, - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с ² ), - высота ЦМ над землей, - ускорение (или замедление, если значение отрицательное). Таким образом, как показывает опыт, когда автомобиль ускоряется, задняя часть обычно опускается, а передняя часть поднимается в зависимости от подвески. Аналогично, при торможении передняя часть опускается, а задняя часть поднимается. ^[2] ${\displaystyle F_{f}}$ ${\displaystyle F_{r}}$ ${\displaystyle d_{r}}$ ${\displaystyle d_{f}}$ ${\displaystyle L}$ ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle g}$ ${\displaystyle h_{cm}}$ ${\displaystyle a}$

Из-за влияния колесной базы на распределение веса транспортного средства, размеры колесной базы имеют решающее значение для баланса и рулевого управления. Например, автомобиль с гораздо большей нагрузкой на заднюю часть имеет тенденцию к недостаточной поворачиваемости из-за отсутствия нагрузки (силы) на передние шины и, следовательно, сцепления ( трения ) с их стороны. Вот почему при буксировке одноосного каравана крайне важно распределить вес каравана так, чтобы тяга вниз на буксирном крюке составляла около 100 фунтов силы (400 Н). Аналогичным образом, автомобиль может иметь избыточную поворачиваемость или даже «выйти из поворота», если на передние шины действует слишком большая сила, а на задние — недостаточная. Кроме того, при повороте на шины действует боковой крутящий момент, который придает поворотную силу, зависящую от длины расстояния шин от ЦМ. Таким образом, в автомобиле с короткой колесной базой («SWB») короткое плечо рычага от ЦМ до заднего колеса приведет к большей боковой силе на заднюю шину, что означает большее ускорение и меньше времени у водителя для регулировки и предотвращения пробуксовки или более серьезных последствий.

Колесные базы являются основой одной из наиболее распространенных систем размерных классов транспортных средств .

Различные колесные базы в пределах заводской таблички

Некоторые автомобили предлагаются с вариантами с длинной колесной базой, чтобы увеличить вместительность и, следовательно, роскошь автомобиля. Эту практику часто можно встретить на полноразмерных автомобилях, таких как Mercedes-Benz S-Class , но ультра-роскошные автомобили , такие как Rolls-Royce Phantom , и даже большие семейные автомобили , такие как Rover 75, выпускались с версиями «лимузин». Премьер-министру Великобритании Тони Блэру была предоставлена ​​версия Rover 75 с длинной колесной базой для официального использования. ^[3] и даже некоторые внедорожники, такие как VW Tiguan и Jeep Wrangler, доступны с длинной колесной базой.

Напротив, купе- вариации некоторых автомобилей, таких как Honda Accord, обычно строятся на более коротких колесных базах, чем седаны, от которых они произошли.

Велосипеды

Колесная база многих имеющихся в продаже велосипедов и мотоциклов настолько коротка по сравнению с высотой их центров масс , что они способны выполнять остановки и езду на заднем колесе .

Скейтборды

В скейтбординге слово «колесная база» используется для расстояния между двумя внутренними парами монтажных отверстий на деке. Это отличается от расстояния между центрами вращения двух пар колес. Причина этого альтернативного использования заключается в том, что деки продаются с готовыми отверстиями, но обычно без траков и колес. Поэтому проще использовать готовые отверстия для измерения и описания этой характеристики деки.

Распространенное заблуждение заключается в том, что выбор колесной базы зависит от роста скейтбордиста. Однако длина деки в таком случае будет лучшим кандидатом, поскольку колесная база влияет на характеристики, полезные на разных скоростях или рельефах, независимо от роста скейтбордиста. Например, дека с длинной колесной базой, скажем, 22 дюйма (55,9 см), будет медленно реагировать на повороты, что часто желательно на высоких скоростях. Дека с короткой колесной базой, скажем, 14 дюймов (35,6 см), будет быстро реагировать на повороты, что часто желательно при катании в бассейнах на заднем дворе или на других рельефах, требующих быстрых или интенсивных поворотов.

Железнодорожный

В рельсовых транспортных средствах колесная база следует аналогичной концепции. Однако, поскольку колеса могут быть разных размеров (например, на паровозе ), измерение проводится между точками, где колеса соприкасаются с рельсом, а не между центрами колес.

На транспортных средствах, где колесные пары (оси) установлены внутри рамы транспортного средства (чаще всего в паровозах), колесная база — это расстояние между самой передней и самой задней колесными парами.

На транспортных средствах, где колесные пары установлены на тележках (американское название: грузовики) , можно выделить три размера колесной базы:

• расстояние между точками поворота самой передней и самой задней тележки;
• расстояние между самой передней и самой задней колесными парами транспортного средства;
• расстояние между самой передней и самой задней колесными парами каждой тележки.

Колесная база влияет на способность рельсового транспортного средства проходить кривые. Транспортные средства с короткой колесной базой могут проходить более крутые кривые. На некоторых локомотивах с большей колесной базой внутренние колеса могут не иметь реборд для прохождения кривых.

Колесная база также влияет на нагрузку, которую транспортное средство оказывает на путь, инфраструктуру пути и мосты. При прочих равных условиях транспортное средство с более короткой колесной базой представляет более концентрированную нагрузку на путь, чем транспортное средство с более длинной колесной базой. Поскольку железнодорожные линии рассчитаны на определенную максимальную нагрузку на единицу длины (тонн на метр или фунтов на фут), колесная база рельсовых транспортных средств проектируется в соответствии с их предполагаемым общим весом. Чем выше общий вес, тем длиннее должна быть колесная база.

Смотрите также

• Колея осей
• Геометрия велосипеда и мотоцикла
• Сила
• Свес (транспортные средства)
• Статическое равновесие
• Масса
• Ширина колеи
• Колесная пара

Ссылки

1. ИСО 8855:2011, 4.2
2. Руина, Энди; Рудра Пратап (2002). Введение в статику и динамику (PDF) . Oxford University Press. стр. 350. Получено 23.03.2007 .
3. Биггс, Генри (27 октября 2004 г.). "Rover 75". autoexpress.co.uk . Auto Express . Получено 8 мая 2017 г. .