stringtranslate.com

Управление автомобилем

Управление автомобилем и управление транспортным средством — это описания того, как колесное транспортное средство реагирует на действия водителя, а также как оно движется по трассе или дороге . Обычно оценивается по тому, как транспортное средство ведет себя, в частности, при поворотах , ускорении и торможении, а также по курсовой устойчивости транспортного средства при движении в устойчивом состоянии.

В автомобильной промышленности управляемость и торможение являются основными компонентами «активной» безопасности автомобиля. Они также влияют на его способность выступать в автогонках . Максимальное боковое ускорение, наряду с торможением, рассматривается как способность автомобиля удерживать дорогу . Автомобили, ездящие по дорогам общего пользования, чьи технические требования подчеркивают управляемость, а не комфорт и пассажирское пространство, называются спортивными автомобилями .

Факторы дизайна, влияющие на управляемость автомобиля

Распределение веса

Высота центра масс

Высота центра масс , также известная как высота центра тяжести, или CGZ, относительно пути, определяет перенос нагрузки (связанный с переносом веса , но не точно ) из стороны в сторону и вызывает наклон кузова. Когда шины транспортного средства создают центростремительную силу, чтобы тянуть его вокруг поворота, импульс транспортного средства приводит в действие перенос нагрузки в направлении, идущем от текущего положения транспортного средства к точке на траектории, касательной к траектории транспортного средства. Этот перенос нагрузки проявляется в форме наклона кузова. В экстремальных обстоятельствах транспортное средство может перевернуться .

Высота центра масс относительно колесной базы определяет распределение нагрузки между передней и задней частями. Импульс автомобиля действует на его центр масс, наклоняя автомобиль вперед или назад соответственно во время торможения и ускорения. Поскольку изменяется только направленная вниз сила, а не местоположение центра масс, эффект на избыточную/недостаточную поворачиваемость противоположен эффекту фактического изменения центра масс. Когда автомобиль тормозит, направленная вниз нагрузка на передние шины увеличивается, а на задние — уменьшается, с соответствующим изменением их способности воспринимать боковую нагрузку.

Низкий центр масс является основным преимуществом спортивных автомобилей по сравнению с седанами и (особенно) внедорожниками . Некоторые автомобили имеют кузовные панели, изготовленные из легких материалов, отчасти по этой причине.

Наклон кузова также можно контролировать с помощью пружин, стабилизаторов поперечной устойчивости или высоты центра крена .

Центр масс

В устойчивом повороте автомобили с тяжелым передним расположением склонны к недостаточной поворачиваемости , а автомобили с тяжелым задним расположением — к избыточной (объяснение недостаточной и избыточной поворачиваемости) , при прочих равных условиях. Конструкция с двигателем посередине стремится достичь идеального центра масс, хотя конструкция с передним расположением двигателя имеет преимущество, позволяя более практичную компоновку двигателя, пассажиров и багажа. При прочих равных условиях в руках опытного водителя нейтрально сбалансированный автомобиль с двигателем посередине может проходить повороты быстрее, но автомобиль с компоновкой FR (передний двигатель, задний привод) легче управлять на пределе.

Смещение веса назад, предпочитаемое спортивными и гоночными автомобилями, является результатом эффектов управления при переходе от движения по прямой к прохождению поворота. Во время входа в поворот передние шины, в дополнение к созданию части боковой силы, необходимой для ускорения центра масс автомобиля в повороте, также создают крутящий момент вокруг вертикальной оси автомобиля, который запускает вращение автомобиля в повороте. Однако боковая сила, создаваемая задними шинами, действует в противоположном крутящем направлении, пытаясь вывести автомобиль из поворота. По этой причине автомобиль с распределением веса «50/50» будет иметь недостаточную поворачиваемость при начальном входе в поворот. Чтобы избежать этой проблемы, спортивные и гоночные автомобили часто имеют большее распределение веса назад. В случае чисто гоночных автомобилей это обычно между «40/60» и «35/65». [ требуется цитата ] Это дает передним шинам преимущество в преодолении момента инерции автомобиля (угловой инерции рыскания), тем самым уменьшая недостаточную поворачиваемость при входе в поворот.

Использование колес и шин разных размеров (пропорциональных весу, приходящемуся на каждую сторону) — это рычаг, с помощью которого автопроизводители могут точно настроить характеристики избыточной/недостаточной поворачиваемости.

Угловая инерция крена

Это увеличивает время, необходимое для успокоения и следования за рулевым управлением. Оно зависит от (квадрата) высоты и ширины, и (для равномерного распределения массы) может быть приблизительно рассчитано по уравнению: . [7]

Большая ширина, тогда, хотя она и противодействует высоте центра тяжести, вредит управлению, увеличивая угловую инерцию. Некоторые высокопроизводительные автомобили имеют легкие материалы в крыльях и крышах отчасти по этой причине

Угловая инерция рыскания и тангажа (полярный момент)

Если транспортное средство не очень короткое по сравнению с его высотой или шириной, они примерно равны. Угловая инерция определяет вращательную инерцию объекта для заданной скорости вращения. Угловая инерция рыскания имеет тенденцию сохранять направление, в котором указывает автомобиль, изменяющимся с постоянной скоростью. Это делает его более медленным для отклонения или входа в крутой поворот, а также делает его более медленным для повторного прямого поворота. Угловая инерция тангажа снижает способность подвески поддерживать постоянную нагрузку на передние и задние шины на неровных поверхностях и, следовательно, способствует подруливанию при ударах. Угловая инерция является интегралом по квадрату расстояния от центра тяжести, поэтому она благоприятствует небольшим автомобилям, даже несмотря на то, что плечи рычага (колесная база и колея) также увеличиваются с масштабом. (Поскольку автомобили имеют разумные симметричные формы, недиагональные члены тензора угловой инерции обычно можно игнорировать.) Массы вблизи концов автомобиля можно избежать, не перепроектируя его, чтобы сделать короче, используя легкие материалы для бамперов и крыльев или полностью удалив их. Если большая часть веса находится в середине автомобиля, то транспортное средство будет легче вращаться, и, следовательно, оно будет быстрее реагировать на поворот.

Приостановка

Подвески автомобилей имеют много переменных характеристик, которые, как правило, различаются спереди и сзади, и все они влияют на управляемость. Вот некоторые из них: жесткость пружины , демпфирование, угол развала колес при движении вперед , изменение развала колес с ходом колеса, высота центра крена и режимы гибкости и вибрации элементов подвески. Подвеска также влияет на неподрессоренную массу.

Во многих автомобилях есть подвеска, которая соединяет колеса с двух сторон, либо с помощью стабилизатора поперечной устойчивости и/или неразрезной оси. Citroën 2CV имеет взаимодействие между передней и задней подвеской.

Коэффициент пружины

Изгиб рамы взаимодействует с подвеской. Для автомобильной подвески обычно используются следующие типы пружин: пружины с переменной жесткостью и пружины с линейной жесткостью. Когда к пружине с линейной жесткостью прикладывается нагрузка, пружина сжимается на величину, прямо пропорциональную приложенной нагрузке. Этот тип пружины обычно используется в гоночных автомобилях, когда качество езды не имеет значения. Линейная пружина будет вести себя одинаково в любое время. Это обеспечивает предсказуемые характеристики управляемости при поворотах на высокой скорости, ускорении и торможении. Пружины с переменной жесткостью имеют низкую начальную жесткость пружин. Жесткость пружины постепенно увеличивается по мере сжатия. Проще говоря, пружина становится жестче по мере сжатия. Концы пружины намотаны плотнее, что обеспечивает более низкую жесткость пружины. Во время движения это смягчает небольшие неровности дороги, улучшая качество езды. Однако после того, как пружина сжимается до определенной точки, пружина намотана не так плотно, обеспечивая более высокую (жесткую) жесткость пружины. Это предотвращает чрезмерное сжатие подвески и предотвращает опасный крен кузова, который может привести к опрокидыванию. Пружины с переменной жесткостью используются в автомобилях, предназначенных для комфорта, а также в гоночных автомобилях для бездорожья. В гонках по бездорожью они позволяют автомобилю эффективно поглощать сильные удары от прыжков, а также эффективно поглощать небольшие неровности на бездорожье. [8]

Ход подвески

Серьезный недостаток управляемости TR3B и родственных автомобилей [ требуется ссылка ] был вызван исчерпанием хода подвески. Другие автомобили исчерпают ход подвески при некоторой комбинации ударов и поворотов, с аналогичным катастрофическим эффектом. Излишне модифицированные автомобили также могут столкнуться с этой проблемой.

Шины и диски

В целом, более мягкая резина , резина с более высоким гистерезисом и более жесткая конфигурация корда повышают сцепление с дорогой и улучшают управляемость. На большинстве типов плохих поверхностей колеса большего диаметра работают лучше, чем более низкие и широкие колеса. Глубина оставшегося протектора сильно влияет на аквапланирование (езда по глубокой воде без касания поверхности дороги). Увеличение давления в шинах снижает угол их скольжения , но уменьшение площади контакта пагубно в обычных поверхностных условиях и должно использоваться с осторожностью.

Степень соприкосновения шины с дорогой — это уравнение между весом автомобиля и типом (и размером) его шины. Автомобиль весом 1000 кг может вдавить шину 185/65/15 в продольном направлении сильнее, чем шину 215/45/15, таким образом, обеспечивая лучшее линейное сцепление и лучший тормозной путь, не говоря уже о лучшей эффективности аквапланирования, в то время как более широкие шины имеют лучшее (сухое) сопротивление поворотам.

Современный химический состав шин зависит от температуры окружающей среды и дороги. В идеале шина должна быть достаточно мягкой, чтобы соответствовать поверхности дороги (и, следовательно, иметь хорошее сцепление), но достаточно твердой, чтобы прослужить достаточно долго (расстояние), чтобы быть экономически целесообразной. Обычно хорошей идеей является наличие разных комплектов летних и зимних шин для климата с такими температурами.

Колея и колесная база

Колея оси обеспечивает сопротивление поперечному переносу веса и наклону кузова. Колесная база обеспечивает сопротивление продольному переносу веса и угловой инерции тангажа, а также обеспечивает плечо крутящего момента для поворота автомобиля при повороте. Однако колесная база менее важна, чем угловая инерция (полярный момент) для способности автомобиля быстро поворачивать.

Колесная база влияет на радиус поворота автомобиля , который также является характеристикой управляемости.

Неподрессоренная масса

Игнорируя изгиб других компонентов, автомобиль можно смоделировать как подрессоренную массу, переносимую пружинами, переносимую неподрессоренной массой , переносимой шинами, переносимой дорогой. Неподрессоренную массу правильнее рассматривать как массу , которая имеет свою собственную инерцию, отдельную от остальной части автомобиля. Когда колесо толкается вверх неровностью дороги, инерция колеса заставит его подняться еще выше высоты неровности. Если сила толчка достаточно велика, инерция колеса заставит шину полностью оторваться от поверхности дороги, что приведет к потере сцепления и управления. Аналогично при пересечении внезапной впадины на земле инерция колеса замедляет скорость, с которой оно опускается. Если инерция колеса достаточно велика, колесо может быть временно отделено от поверхности дороги, прежде чем оно опустится обратно в контакт с поверхностью дороги.

Этот неподрессоренный вес смягчается неровностями дорожного покрытия только за счет упругости шины при сжатии (и проволочных колес, если они установлены), что помогает колесу оставаться в контакте с дорожным покрытием, когда инерция колеса препятствует близкому следованию поверхности земли. Однако упругость шины при сжатии приводит к сопротивлению качению , для преодоления которого требуется дополнительная кинетическая энергия, а сопротивление качению расходуется в шине в виде тепла из-за изгиба резиновых и стальных полос в боковинах шин. Чтобы уменьшить сопротивление качению для улучшения экономии топлива и избежать перегрева и выхода шин из строя на высокой скорости, шины проектируются с ограниченным внутренним демпфированием.

Таким образом, «подпрыгивание колеса» из-за инерции колеса или резонансное движение неподрессоренной массы, движущейся вверх и вниз на упругости шины, плохо гасится, в основном, амортизаторами или амортизаторами подвески. По этим причинам высокая неподрессоренная масса снижает сцепление с дорогой и увеличивает непредсказуемые изменения направления на неровных поверхностях (а также ухудшает комфорт езды и увеличивает механические нагрузки).

Этот неподрессоренный вес включает в себя колеса и шины, обычно тормоза , а также некоторый процент подвески, в зависимости от того, какая часть подвески движется вместе с кузовом, а какая — вместе с колесами; например, подвеска с неразрезной осью полностью неподрессоренная. Основными факторами, которые улучшают неподрессоренный вес, являются подрессоренный дифференциал (в отличие от ведущего моста ) и внутренние тормоза . ( Трубчатая подвеска De Dion работает во многом так же, как и ведущий мост, но представляет собой улучшение, поскольку дифференциал крепится к кузову, тем самым уменьшая неподрессоренный вес.) Материалы и размеры колес также будут иметь значение. Колеса из алюминиевого сплава распространены из-за их весовых характеристик, которые помогают уменьшить неподрессоренную массу. Колеса из магниевого сплава еще легче, но легко подвергаются коррозии.

Поскольку тормоза можно было легко задействовать только на ведущих колесах, Citroën 2CV имел инерционные амортизаторы на ступицах задних колес, которые гасили только подпрыгивание колес.

Аэродинамика

Аэродинамические силы, как правило, пропорциональны квадрату скорости воздуха, поэтому аэродинамика автомобиля быстро становится более важной с ростом скорости. Как и дротики, самолеты и т. д., автомобили могут быть стабилизированы плавниками и другими задними аэродинамическими устройствами. Однако в дополнение к этому автомобили также используют прижимную силу или «отрицательную подъемную силу» для улучшения сцепления с дорогой. Это заметно на многих типах гоночных автомобилей, но также используется в некоторой степени на большинстве легковых автомобилей, хотя бы для того, чтобы противодействовать тенденции автомобиля в противном случае производить положительную подъемную силу.

Помимо обеспечения повышенного сцепления, аэродинамика автомобиля часто проектируется для компенсации неотъемлемого увеличения избыточной поворачиваемости по мере увеличения скорости поворота. Когда автомобиль поворачивает, он должен вращаться вокруг своей вертикальной оси, а также перемещать свой центр масс по дуге. Однако в повороте с малым радиусом (более низкая скорость) угловая скорость автомобиля высока, в то время как в повороте с большим радиусом (более высокая скорость) угловая скорость намного ниже. Поэтому передним шинам сложнее преодолеть момент инерции автомобиля при входе в поворот на низкой скорости и гораздо легче по мере увеличения скорости поворота. Таким образом, естественной тенденцией любого автомобиля является недостаточная поворачиваемость при входе в повороты на низкой скорости и избыточная поворачиваемость при входе в повороты на высокой скорости. Чтобы компенсировать этот неизбежный эффект, конструкторы автомобилей часто смещают управляемость автомобиля в сторону меньшей недостаточной поворачиваемости при входе в поворот (например, путем снижения переднего центра крена ) и добавляют смещение назад к аэродинамической прижимной силе для компенсации в поворотах на высокой скорости. Смещение аэродинамики назад может быть достигнуто с помощью аэродинамического профиля или «спойлера», установленного в задней части автомобиля, но полезный эффект может быть также достигнут путем тщательного формирования кузова в целом, особенно в задней части.

В последние годы аэродинамика стала областью все большего внимания гоночных команд, а также производителей автомобилей. Передовые инструменты, такие как аэродинамические трубы и вычислительная гидродинамика (CFD), позволили инженерам оптимизировать характеристики управляемости транспортных средств. Передовые аэродинамические трубы, такие как Wind Shear's Full Scale, Rolling Road, Automotive Wind Tunnel, недавно построенные в Конкорде, Северная Каролина, вывели моделирование дорожных условий на максимальный уровень точности и повторяемости в очень контролируемых условиях. CFD также использовалась в качестве инструмента для моделирования аэродинамических условий, но с использованием чрезвычайно передовых компьютеров и программного обеспечения для цифрового копирования конструкции автомобиля, а затем «тестирования» этой конструкции на компьютере.

Передача мощности на колеса и тормоза

Коэффициент трения резины о дорогу ограничивает величину векторной суммы поперечной и продольной силы. Поэтому ведущие колеса или те, которые обеспечивают наибольшее торможение, имеют тенденцию к боковому скольжению. Это явление часто объясняется с помощью модели круга сил .

Одна из причин, по которой спортивные автомобили обычно имеют задний привод, заключается в том, что избыточная поворачиваемость, вызванная мощностью, полезна опытному водителю на крутых поворотах. Перенос веса при ускорении имеет противоположный эффект, и любой из них может доминировать в зависимости от условий. Вызвать избыточную поворачиваемость, применяя мощность в автомобиле с передним приводом, можно с помощью правильного использования « торможения левой ногой », а использование низких передач на крутых склонах может вызвать некоторую избыточную поворачиваемость.

Влияние торможения на управляемость осложняется передачей нагрузки , которая пропорциональна (отрицательному) ускорению, умноженному на отношение высоты центра тяжести к колесной базе. Сложность в том, что ускорение на пределе сцепления зависит от дорожного покрытия, поэтому при том же отношении силы торможения спереди и сзади автомобиль будет испытывать недостаточную поворачиваемость при торможении на скользких поверхностях и избыточную поворачиваемость при резком торможении на твердых поверхностях. Большинство современных автомобилей борются с этим, изменяя распределение торможения каким-либо образом. Это важно при высоком центре тяжести, но это делается и на автомобилях с низким центром тяжести, от которых ожидается более высокий уровень производительности.

Рулевое управление

В зависимости от водителя, рулевое усилие и передача дорожных сил обратно на рулевое колесо, а также передаточное отношение поворотов рулевого колеса к поворотам колес влияют на управление и осведомленность. Люфт — свободное вращение рулевого колеса до вращения колес — является распространенной проблемой, особенно в старых моделях и изношенных автомобилях. Другой проблемой является трение. Реечное рулевое управление обычно считается лучшим типом механизма для эффективности управления. Рычажный механизм также вносит люфт и трение. Кастер — смещение оси рулевого управления от пятна контакта — обеспечивает некоторую часть тенденции к самоцентрированию.

Точность рулевого управления особенно важна на льду или плотном снегу, где угол скольжения на пределе сцепления меньше, чем на сухой дороге.

Усилие рулевого управления зависит от направленной вниз силы на рулевых шинах и от радиуса пятна контакта. Таким образом, при постоянном давлении в шинах оно составляет 1,5 мощности веса транспортного средства. Способность водителя прилагать крутящий момент к колесу масштабируется аналогично его размеру. Колеса должны быть повернуты дальше на более длинном автомобиле, чтобы повернуть с заданным радиусом. Усилитель рулевого управления снижает требуемое усилие за счет ощущения. Он полезен, в основном, при парковке, когда вес транспортного средства с тяжелым передним расположением превышает вес водителя примерно в десять или пятнадцать раз, для водителей с ограниченными физическими возможностями и когда в рулевом механизме есть большое трение.

Четырехколесное рулевое управление стало использоваться на дорожных автомобилях (некоторые разведывательные машины Второй мировой войны имели его). Оно снимает эффект угловой инерции, запуская движение всего автомобиля до того, как он повернется в желаемом направлении. Его также можно использовать в другом направлении, чтобы уменьшить радиус поворота. Некоторые автомобили будут делать одно или другое, в зависимости от скорости.

Изменения геометрии рулевого управления из-за неровностей дороги могут привести к тому, что передние колеса будут поворачиваться в разных направлениях одновременно или независимо друг от друга. Рулевая тяга должна быть спроектирована так, чтобы минимизировать этот эффект.

Электронный контроль устойчивости

Электронная система контроля устойчивости (ESC) — это компьютеризированная технология, которая повышает безопасность устойчивости автомобиля, пытаясь обнаружить и предотвратить заносы. Когда ESC обнаруживает потерю рулевого управления, система применяет индивидуальные тормоза, чтобы помочь «направить» автомобиль туда, куда хочет направить водитель. Торможение автоматически применяется к отдельным колесам, например, к внешнему переднему колесу для противодействия избыточной поворачиваемости или к внутреннему заднему колесу для противодействия недостаточной поворачиваемости.

Система контроля устойчивости некоторых автомобилей может быть несовместима с некоторыми приемами вождения, такими как избыточная поворачиваемость, вызванная усилием. Поэтому, по крайней мере со спортивной точки зрения, предпочтительнее, чтобы ее можно было отключить.

Статическая регулировка колес

Конечно, для дорожных автомобилей все должно быть одинаково, слева и справа. Развал влияет на рулевое управление, потому что шина создает силу в сторону, к которой наклонена верхняя часть. Это называется тягой развала. Дополнительный передний отрицательный развал используется для улучшения способности поворачивать автомобили с недостаточным усилением развала.

Жесткость рамы

Рама может прогибаться под нагрузкой, особенно при скручивании на неровностях. Считается, что жесткость помогает в управлении. По крайней мере, это упрощает работу инженеров подвески. Некоторые автомобили, такие как Mercedes-Benz 300SL, имели высокие пороги дверей, чтобы обеспечить более жесткую раму.

Водитель управляет автомобилем

Управляемость — это свойство автомобиля, но разные характеристики будут хорошо работать с разными водителями.

Знакомство

Чем больше у человека опыта вождения автомобиля или типа автомобиля, тем больше вероятность того, что он сможет в полной мере воспользоваться характеристиками его управляемости в неблагоприятных условиях. [9]

Положение и поддержка водителя

Внешние условия, влияющие на управляемость

Погода

Погода влияет на управляемость, изменяя количество доступного сцепления с поверхностью. Разные шины лучше всего подходят для разной погоды. Глубокая вода — исключение из правила, что более широкие шины улучшают сцепление с дорогой.

Состояние дороги

Автомобили с относительно мягкой подвеской и с низкой неподрессоренной массой меньше всего подвержены неровностям, тогда как на ровных гладких поверхностях чем жестче, тем лучше. Опасность представляют неожиданная вода, лед, масло и т. д.

Распространенные проблемы с обработкой

Когда любое колесо выходит из контакта с дорогой, происходит изменение в управлении, поэтому подвеска должна удерживать все четыре (или три) колеса на дороге, несмотря на крутые повороты, виляния и неровности на дороге. Очень важно для управления, а также по другим причинам, не исчерпывать ход подвески и «низ» или «верх».

Обычно наиболее желательно, чтобы автомобиль был настроен на небольшую недостаточную поворачиваемость , чтобы он предсказуемо реагировал на поворот рулевого колеса, а задние колеса имели меньший угол увода, чем передние. Однако это может быть недостижимо для всех нагрузок, дорожных и погодных условий, диапазонов скоростей или при повороте с ускорением или торможением. В идеале автомобиль должен перевозить пассажиров и багаж вблизи своего центра тяжести и иметь одинаковую нагрузку на шины, угол развала и жесткость качения спереди и сзади, чтобы минимизировать разницу в характеристиках управляемости. Водитель может научиться справляться с чрезмерной избыточной или недостаточной поворачиваемостью, но не если она сильно меняется за короткий промежуток времени.

Наиболее распространенными ошибками при управлении являются:

Компромиссы

Качество езды и управляемость всегда были компромиссом - со временем технологии позволили автопроизводителям объединить больше этих характеристик в одном автомобиле. Высокий уровень комфорта трудно совместить с низким центром тяжести, сопротивлением качению кузова, низкой угловой инерцией, поддержкой водителя, чувствительностью рулевого управления и другими характеристиками, которые делают автомобиль хорошо управляемым.

Для обычных серийных автомобилей производители склоняются к преднамеренной недостаточной поворачиваемости, поскольку это безопаснее для неопытных или невнимательных водителей, чем избыточная поворачиваемость. Другие компромиссы включают комфорт и полезность, например предпочтение более мягкой и плавной езде или большей вместимости .

Встроенные тормоза улучшают как управляемость, так и комфорт, но занимают место и их сложнее охлаждать. Большие двигатели, как правило, утяжеляют переднюю или заднюю часть автомобиля. Экономия топлива, сохранение прохлады на высоких скоростях, комфорт езды и длительный износ, как правило, конфликтуют с устойчивостью дороги, в то время как устойчивость на мокрой, сухой, глубокой воде и снегу не совсем совместима. Передняя подвеска с А-образными рычагами или поперечными рычагами, как правило, обеспечивает лучшую управляемость, поскольку она предоставляет инженерам больше свободы для выбора геометрии, и большую устойчивость дороги, поскольку развал лучше подходит для радиальных шин, чем стойка Макферсона , но она занимает больше места.

Старая технология задней подвески Live Axle , знакомая по Ford Model T , по-прежнему широко используется в большинстве внедорожников и грузовиков, часто в целях долговечности (и стоимости). Подвеска Live Axle все еще используется в некоторых спортивных автомобилях, таких как Ford Mustang (модельные годы до 2015), и лучше подходит для дрэг-рейсинга, но, как правило, имеет проблемы со сцеплением на неровных поворотах, быстрых поворотах [ нужна цитата ] и устойчивостью на высоких скоростях на неровных прямых.

Модификации и корректировки на вторичном рынке

Понижение центра тяжести всегда улучшает управляемость (а также снижает вероятность опрокидывания). Этого можно добиться в некоторой степени, используя пластиковые окна (или не используя их вовсе) и легкие материалы для крыши, капота и крышки багажника, уменьшая дорожный просвет и т. д. Увеличение колеи с «развернутыми» колесами даст аналогичный эффект, но чем шире автомобиль, тем меньше у него свободного места на дороге и тем дальше ему придется вильнуть, чтобы объехать препятствие.

Более жесткие пружины и/или амортизаторы, как спереди, так и сзади, обычно улучшают управляемость на почти идеальных поверхностях, но ухудшают управляемость на неидеальных дорожных условиях, "проскакивая" автомобиль (и разрушая сцепление), что затрудняет управление автомобилем. Комплекты подвески для вторичного рынка обычно легко доступны.

Более легкие (в основном из алюминиевого или магниевого сплава) колеса улучшают управляемость, а также комфорт езды за счет уменьшения неподрессоренной массы.

Момент инерции можно уменьшить, используя более легкие бамперы и крылья (крылья) или вообще не используя их.

Устранение условий недостаточной или избыточной поворачиваемости достигается либо увеличением, либо уменьшением сцепления на передней или задней оси. Если передняя ось имеет большее сцепление, чем аналогичное транспортное средство с нейтральными характеристиками поворачиваемости, транспортное средство будет иметь избыточную поворачиваемость. Транспортное средство с избыточной поворачиваемостью можно «настроить» с помощью увеличения сцепления задней оси, или, в качестве альтернативы, уменьшения сцепления передней оси. Обратное верно для транспортного средства с недостаточной поворачиваемостью (задняя ось имеет избыточное сцепление, исправленное путем увеличения переднего сцепления или уменьшения заднего сцепления). Следующие действия будут иметь тенденцию «увеличивать сцепление» оси. Увеличение расстояния плеча момента до центра тяжести, уменьшение передачи боковой нагрузки (смягчение ударов, смягчение стабилизаторов поперечной устойчивости, увеличение ширины колеи), увеличение размера пятна контакта шины, увеличение передачи продольной нагрузки на эту ось и уменьшение давления в шинах.

Автомобили с необычными проблемами управления

Некоторые транспортные средства могут быть вовлечены в непропорционально большую долю аварий с участием одного транспортного средства ; характеристики их управляемости могут играть определенную роль:

Ford и Firestone , производители шин, указали друг на друга пальцами, и последняя вина была возложена на методы контроля качества на заводе Firestone, который переживал забастовку . Шины с другого завода Firestone не были связаны с этой проблемой. Внутренний документ от 1989 года гласит:
Инженеры рекомендовали использовать давление в шинах ниже максимально допустимого уровня накачки для всех шин UN46. Как было описано ранее, пониженное давление в шинах увеличивает недостаточную поворачиваемость и снижает максимальную способность прохождения поворотов (оба «стабилизирующие» влияния). Эта практика регулярно использовалась в тяжелых пикапах и универсалах для обеспечения адекватной недостаточной поворачиваемости при любых условиях нагрузки. Nissan (Pathfinder), Toyota, Chevrolet и Dodge также снижают давление в шинах для отдельных применений. Хотя мы не можем быть уверены в причинах, сходство в загрузке транспортных средств предполагает, что поддержание минимального уровня недостаточной поворачиваемости в условиях задней нагрузки может быть убедительным фактором. [16]
Это способствовало накоплению тепла и износу шин при постоянном использовании на высокой скорости и в конечном итоге выходу из строя наиболее нагруженной шины. Конечно, вероятность того, что слегка нестандартная конструкция шины и немного более высокое, чем среднее, напряжение шины, ни одно из которых не было бы проблематичным само по себе, в сочетании приведет к выходу шины из строя, весьма вероятна. Споры продолжаются без однозначных выводов, но они также привлекли внимание общественности к в целом высокому уровню аварий с опрокидыванием внедорожников, с которыми производители продолжают бороться различными способами. Последующее расследование NHTSA данных о реальных авариях показало, что рассматриваемые внедорожники не имели большей вероятности переворачиваться, чем любые другие внедорожники, после отрыва протектора. [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Гэри Дж. Хейдингер и др. «Измеренные инерционные параметры транспортных средств — данные NHTSA по ноябрь 1998 г. Архивировано 30 июня 2016 г. в Wayback Machine », стр. 16+18. Национальное управление безопасностью движения на трассах , 1999 г.
  2. ^ "Подвеска". 2014-02-04. Архивировано из оригинала 2016-06-25 . Получено 2016-06-05 . Lotus Elise имеет высоту кинематического центра крена 30 мм над землей и высоту центра тяжести 470 мм [18½"]. Lotus Elise RCH составляет 6% от высоты ЦТ, что означает, что 6% боковой силы передается через рычаги подвески, а 94% передается через пружины и амортизаторы.
  3. ^ Ропер, Л. Дэвид. "Tesla Model S Data". Архивировано из оригинала 2019-09-11 . Получено 2015-04-05 .
  4. ^ Дэвид Биелло. «Как Tesla Motors строит один из самых безопасных автомобилей в мире [видео]». Scientific American . Архивировано из оригинала 2018-11-07 . Получено 2016-06-06 .
  5. ^ "2014 Chevrolet Corvette Stingray Z51". 1 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 1 января 2018 г. Получено 6 июня 2016 г. Его высота центра тяжести — 17,5 дюймов — самая низкая из тех, что мы когда-либо измеряли
  6. ^ Коннор Стивенсон (24 сентября 2013 г.). "Обзор Alfa Romeo 4C". CarAdvice.com.au . Архивировано из оригинала 24 августа 2018 г. . Получено 6 июня 2016 г. . центр тяжести находится всего в 40 см от земли
  7. ^ Гросс, Дитмар; Хаугер, Вернер; Шредер, Йорг; Уолл, Вольфганг А.; Раджапаксе, Нимал (2013). Инженерная механика 3 . Спрингер. дои : 10.1007/978-3-642-30319-7. ISBN 978-3-642-30318-0.
  8. ^ Джон Милмонт (24 января 2014 г.). «Линейные пружины против прогрессивных». Automotive Thinker . Архивировано из оригинала 24 июля 2021 г. . Получено 16 февраля 2016 г. .
  9. ^ ab Michael Perel (июль 1983 г.). «Знакомство с транспортным средством и безопасность» (PDF) . Национальная администрация безопасности дорожного движения . Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2017 г. . Получено 16 августа 2017 г. . В маневре на мокрой поверхности незнакомая группа показала худшие результаты, чем знакомая группа.
  10. ^ "Славные чешские авто славы осмдесатины. Прукопницкая аэродинамика Tatra 77" . iDNES.cz (на чешском языке). 31 марта 2014 г. Архивировано из оригинала 14 ноября 2017 г. Проверено 06 сентября 2017 г.
  11. ^ ab David G. Savage (19 августа 2003 г.). «Consumers Union Seeks Lawsuit Shield against Suzuki». LA Times . Архивировано из оригинала 17 октября 2015 г. Получено 6 мая 2010 г.
  12. ^ "ВЕРХОВНЫЙ СУД ПОЗВОЛЯЕТ SUZUKI ПОДАТЬ ИСК". Бесплатная библиотека . Архивировано из оригинала 2020-08-08 . Получено 2016-05-21 .
  13. Дэнни Хаким (9 июля 2004 г.). «Suzuki разрешает спор с журналом Consumer». The New York Times . Архивировано из оригинала 3 мая 2022 г. Получено 18 февраля 2017 г.
  14. Эрл Элдридж (8 июля 2004 г.). «Союз потребителей и Suzuki урегулировали иск». USA Today . Архивировано из оригинала 25.12.2010 . Получено 24.08.2017 .
  15. ^ «Suzuki и Союз потребителей соглашаются урегулировать судебный процесс». Consumersunion.org. 2004-07-08. Архивировано из оригинала 2011-11-01 . Получено 2011-11-13 .
  16. ^ "Firestone/Ford Knowledge of Tire Safety Defect". Public Citizen . Архивировано из оригинала 29 марта 2002 г.
  17. ^ "NHTSA отклоняет запрос Firestone на расследование Ford Explorer". NHTSA. Архивировано из оригинала 2012-08-11 . Получено 2010-05-17 .

Внешние ссылки