stringtranslate.com

Обращение с автомобилем

Управляемость автомобиля и управляемость транспортного средства — это описания того, как колесное транспортное средство реагирует и реагирует на действия водителя, а также как оно движется по колее или дороге . Обычно об этом судят по тому, как автомобиль ведет себя, в частности, на поворотах , при ускорении и торможении, а также по курсовой устойчивости автомобиля при движении в устойчивом состоянии. Многочисленные факторы влияют на управляемость

Описание

Управляемость автомобиля – это то, как колесное транспортное средство реагирует на действия водителя, а также на то, как оно движется по колее или дороге . Обычно об этом судят по тому, как автомобиль ведет себя, в частности, на поворотах , при ускорении и торможении, а также по курсовой устойчивости автомобиля при движении в устойчивом состоянии. [ нужна цитата ]

В автомобильной промышленности управление и торможение являются основными компонентами «активной» безопасности автомобиля. Они также влияют на его способность выступать в автогонках . Максимальное поперечное ускорение иногда обсуждается отдельно как устойчивость дороги . Автомобили, передвигающиеся по дорогам общего пользования, технические требования которых ставят во главу угла управляемость, а не комфорт и пассажирское пространство, называются спортивными автомобилями .

Факторы конструкции, влияющие на управляемость автомобиля

Распределение веса

Высота центра масс

Высота центра массы , также известная как высота центра тяжести, или CGZ, относительно гусеницы, определяет передачу нагрузки (связанную с переносом веса , но не в точности ) из стороны в сторону и вызывает наклон кузова. Когда шины транспортного средства создают центростремительную силу, тянущую его на повороте, импульс транспортного средства активирует передачу нагрузки в направлении от текущего положения транспортного средства к точке на пути, касательной к траектории транспортного средства. Эта передача нагрузки проявляется в виде наклона тела. В экстремальных обстоятельствах автомобиль может перевернуться .

Высота центра масс относительно колесной базы определяет передачу нагрузки между передней и задней частью. Импульс автомобиля действует в его центре масс, наклоняя автомобиль вперед или назад соответственно во время торможения и ускорения. Поскольку изменяется только направленная вниз сила, а не местоположение центра масс, влияние на избыточную/недостаточную поворачиваемость противоположно эффекту фактического изменения центра масс. При торможении автомобиля нагрузка на передние колеса, направленная вниз, увеличивается, а на задние уменьшается, с соответствующим изменением их способности воспринимать боковую нагрузку.

Более низкий центр масс является основным преимуществом спортивных автомобилей по сравнению с седанами и (особенно) внедорожниками . Частично по этой причине некоторые автомобили имеют кузовные панели из легких материалов.

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

Центр масс

При прохождении поворотов в устойчивом состоянии автомобили с тяжелой передней частью склонны к недостаточной поворачиваемости , а машины с тяжелой задней частью — к избыточной поворачиваемости (объяснение недостаточной и избыточной поворачиваемости) , при прочих равных условиях. Конструкция со средним расположением двигателя направлена ​​на достижение идеального центра масс, хотя конструкция с передним расположением двигателя имеет то преимущество, что позволяет обеспечить более практичное расположение двигателя, пассажира и багажа. При прочих равных параметрах в руках опытного водителя нейтрально-сбалансированный среднемоторный автомобиль может проходить повороты быстрее, а вот автомобилем компоновки FR (переднемоторная, заднеприводная) легче управлять на пределе.

Смещение веса назад, предпочитаемое спортивными и гоночными автомобилями, является следствием эффектов управляемости при переходе от прямолинейного движения к повороту. Во время входа в поворот передние шины, помимо создания части боковой силы, необходимой для ускорения центра масс автомобиля при входе в поворот, также генерируют крутящий момент вокруг вертикальной оси автомобиля, который заставляет автомобиль поворачивать в поворот. Однако боковая сила, создаваемая задними шинами, действует в противоположном направлении кручения, пытаясь вывести автомобиль из поворота. По этой причине автомобиль с распределением веса «50/50» будет иметь недостаточную поворачиваемость при входе в поворот. Чтобы избежать этой проблемы, спортивные и гоночные автомобили часто имеют более сильное распределение веса назад. В случае чисто гоночных автомобилей это обычно находится в диапазоне от «40/60» до «35/65». [ нужна 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, переносимому на каждом конце) — это рычаг, который автопроизводители могут использовать для точной настройки получаемых характеристик избыточной / недостаточной поворачиваемости.

Угловая инерция крена

Это увеличивает время, необходимое для того, чтобы успокоиться и следить за рулевым управлением. Она зависит от (квадрата) высоты и ширины и (при равномерном распределении массы) может быть приближенно рассчитана по уравнению: . [7]

Таким образом, большая ширина, хотя и противодействует высоте центра тяжести, ухудшает управляемость из-за увеличения угловой инерции. 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 движения автомобиля изменяющимся с постоянной скоростью. Это замедляет поворот или вход в крутой поворот, а также замедляет повторный поворот прямо. Угловая инерция по шагу снижает способность подвески поддерживать постоянную нагрузку на передние и задние шины на неровных поверхностях и, следовательно, способствует управляемости. Угловая инерция представляет собой интеграл от квадрата расстояния от центра тяжести, поэтому она предпочтительна для небольших автомобилей, хотя плечи рычагов (колесная база и колея) также увеличиваются с увеличением масштаба. (Поскольку автомобили имеют разумную симметричную форму, недиагональные члены тензора угловой инерции обычно можно игнорировать.) Массы на концах автомобиля можно избежать, не делая его короче, за счет использования легких материалов. для бамперов и крыльев или удалив их полностью. Если большая часть веса приходится на середину автомобиля, автомобиль будет легче вращаться и, следовательно, он будет быстрее реагировать на поворот.

Приостановка

Автомобильные подвески имеют множество переменных характеристик, которые обычно различаются спереди и сзади, и все они влияют на управляемость. Некоторые из них: жесткость пружины , демпфирование, угол развала по прямой , изменение развала в зависимости от хода колеса, высота центра крена, а также гибкость и режимы вибрации элементов подвески. Подвеска также влияет на неподрессоренную массу.

Многие автомобили имеют подвеску, которая соединяет колеса с двух сторон либо с помощью стабилизатора поперечной устойчивости , либо с помощью неразрезной оси. В Citroën 2CV имеется взаимодействие передней и задней подвески.

Весенняя ставка

Изгиб рамы взаимодействует с подвеской. В автомобильной подвеске обычно используются следующие типы пружин: пружины переменной жесткости и пружины линейной жесткости. Когда к линейной пружине прилагается нагрузка, пружина сжимается на величину, прямо пропорциональную приложенной нагрузке. Этот тип пружины обычно используется в шоссейных гонках, когда качество езды не имеет значения. Линейная пружина всегда будет вести себя одинаково. Это обеспечивает предсказуемые характеристики управляемости при прохождении поворотов на высокой скорости, ускорении и торможении. Переменные пружины имеют низкие начальные жесткости. Жесткость пружины постепенно увеличивается по мере ее сжатия. Проще говоря, пружина становится жестче при сжатии. Концы пружины намотаны туже, чтобы обеспечить меньшую жесткость пружины. Во время вождения это смягчает небольшие неровности дороги, улучшая качество езды. Однако как только пружина сжимается до определенной точки, пружина не накручивается так туго, что обеспечивает более высокую (более жесткую) жесткость пружины. Это предотвращает чрезмерное сжатие подвески и предотвращает опасный крен кузова, который может привести к опрокидыванию. Пружины с регулируемой жесткостью используются в автомобилях, предназначенных для комфорта, а также в гоночных автомобилях по бездорожью. В гонках по бездорожью они позволяют автомобилю эффективно поглощать сильные удары при прыжке, а также эффективно поглощать небольшие неровности на бездорожье. [8]

Ход подвески

Серьезные проблемы с управляемостью TR3B и родственных ему автомобилей были вызваны нехваткой хода подвески. У других автомобилей ход подвески закончится из-за некоторой комбинации неровностей и поворотов, что приведет к таким же катастрофическим последствиям. Чрезмерно модифицированные автомобили также могут столкнуться с этой проблемой.

Шины и диски

В целом, более мягкая резина , резина с более высоким гистерезисом и более жесткий корд улучшают сцепление с дорогой и улучшают управляемость. На большинстве типов плохих поверхностей колеса большого диаметра работают лучше, чем более низкие, более широкие колеса. Оставшаяся глубина протектора сильно влияет на аквапланирование (езду по глубокой воде, не касаясь поверхности дороги). Увеличение давления в шинах уменьшает угол их увода , но уменьшение площади контакта вредно при обычных условиях покрытия, и его следует использовать с осторожностью.

Степень контакта шины с дорогой представляет собой уравнение между весом автомобиля и типом (и размером) его шины. Автомобиль массой 1000 кг может продавливать шину размером 185/65/15 сильнее, чем шину размером 215/45/15 в продольном направлении, что обеспечивает лучшее линейное сцепление и лучший тормозной путь, не говоря уже о лучших характеристиках аквапланирования, в то время как более широкие шины имеют лучшее сопротивление (на сухом) повороте. .

Современный химический состав шин зависит от температуры окружающей среды и дороги. В идеале шина должна быть достаточно мягкой, чтобы прилегать к дорожному покрытию (и, таким образом, иметь хорошее сцепление), но быть достаточно жесткой, чтобы прослужить достаточное время (расстояние), чтобы быть экономически целесообразной. Обычно полезно иметь разные комплекты летних и зимних шин для климата с такими температурами.

Колея и колесная база

Колея оси обеспечивает устойчивость к поперечному переносу веса и наклону кузова. Колесная база обеспечивает сопротивление продольному переносу веса и угловой инерции тангажа, а также обеспечивает рычаг моментного рычага 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 , что также является характеристикой управляемости.

Неподрессоренная масса

Игнорируя изгиб других компонентов, автомобиль можно смоделировать как подрессоренную массу, переносимую пружинами, неподрессоренную массу , переносимую шинами и дорогу. Неподрессоренную массу правильнее рассматривать как массу , обладающую собственной инерцией, отдельной от остальной части автомобиля. Когда колесо толкается вверх из-за неровности дороги, инерция колеса заставляет его уноситься дальше вверх, выше высоты неровности. Если сила толчка достаточно велика, инерция колеса приведет к полному отрыву шины от поверхности дороги, что приведет к потере сцепления с дорогой и контроля. Аналогично, при внезапном впадении в грунт инерция колеса замедляет скорость его опускания. Если инерция колеса достаточно велика, колесо может быть временно отделено от поверхности дороги, прежде чем оно снова опустится на поверхность дороги.

Этот неподрессоренный вес смягчается от неровностей дороги только за счет упругости шины (и проволочных колес, если они установлены), что помогает колесу оставаться в контакте с поверхностью дороги, когда инерция колеса предотвращает близкое движение по поверхности земли. Однако устойчивость шины к сжатию 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 снизить сопротивление качению и повысить экономию топлива , а также избежать перегрева и выхода из строя шин на высокой скорости, шины проектируются с ограниченным внутренним демпфированием.

Таким образом, «подпрыгивание колеса» из-за инерции колеса, или резонансное движение неподрессоренной массы, перемещающейся вверх и вниз под действием пружинистости шины, демпфируется плохо, в основном амортизаторами или амортизаторами подвески. По этим причинам большой неподрессоренный вес снижает сцепление с дорогой и увеличивает непредсказуемые изменения направления движения на неровных поверхностях (а также снижает комфорт езды и увеличивает механические нагрузки).

Этот неподрессоренный вес включает в себя колеса и шины, обычно тормоза , плюс некоторый процент подвески, в зависимости от того, какая часть подвески движется вместе с кузовом, а какая с колесами; например, подвеска с твердой осью полностью неподрессоренная. Основными факторами, улучшающими неподрессоренную массу, являются подрессоренный дифференциал (в отличие от ведущего моста ) и внутренние тормоза . ( Трубчатая подвеска De Dion работает так же, как ведущий мост, но представляет собой усовершенствование, поскольку дифференциал крепится к кузову, тем самым уменьшая неподрессоренную массу.) Материалы и размеры колес также будут иметь влияние. Колеса из алюминиевого сплава распространены благодаря своим весовым характеристикам, которые помогают снизить неподрессоренную массу. Колеса из магниевого сплава еще легче, но легко подвергаются коррозии.

Поскольку только тормоза на ведущих колесах могут быть легко размещены внутри, Citroën 2CV имел инерционные амортизаторы на ступицах задних колес, которые демпфировали только подпрыгивание колес.

Аэродинамика

Аэродинамические силы обычно пропорциональны квадрату скорости воздуха, поэтому аэродинамика автомобиля становится все более важной по мере увеличения скорости. Как и дартс, самолеты и т. д., автомобили можно стабилизировать с помощью килей и других задних аэродинамических устройств. 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 в некоторой степени также используется на большинстве легковых автомобилей, хотя бы для того, чтобы противодействовать тенденции автомобиля создавать положительную подъемную силу в противном случае.

Аэродинамика автомобиля не только обеспечивает повышенное сцепление с дорогой, но и компенсирует естественное увеличение избыточной поворачиваемости при увеличении скорости прохождения поворотов. Когда автомобиль поворачивает, он должен вращаться вокруг своей вертикальной оси, а также перемещать свой центр масс по дуге. Однако в повороте с малым радиусом (меньшая скорость) угловая скорость автомобиля высока, а в повороте с большим радиусом (более высокая скорость) угловая скорость намного ниже. Таким образом, передним шинам труднее преодолевать момент инерции автомобиля при входе в поворот на низкой скорости, и гораздо меньше трудностей при увеличении скорости поворота. Таким образом, естественная тенденция любого автомобиля — 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, за счет понижения переднего центра крена ) и добавляют смещение назад к аэродинамической прижимной силе, чтобы компенсировать это в поворотах на более высоких скоростях. Аэродинамический уклон назад может быть достигнут за счет аэродинамического профиля или «спойлера», установленного рядом с задней частью автомобиля, но полезный эффект также может быть достигнут за счет тщательного профилирования кузова в целом, особенно кормовой части.

В последние годы аэродинамика стала областью повышенного внимания гоночных команд, а также производителей автомобилей. Передовые инструменты, такие как аэродинамические трубы и вычислительная гидродинамика (CFD), позволили инженерам оптимизировать характеристики управляемости транспортных средств. Усовершенствованные аэродинамические трубы, такие как полномасштабная ветровая труба Wind Shear, Rolling Road и автомобильная аэродинамическая труба, недавно построенная в Конкорде, Северная Каролина, позволили моделировать дорожные условия с высочайшим уровнем точности и повторяемости в строго контролируемых условиях. CFD аналогичным образом использовался в качестве инструмента для моделирования аэродинамических условий, но с использованием чрезвычайно продвинутых компьютеров и программного обеспечения для дублирования конструкции автомобиля в цифровом виде, а затем «тестирования» этой конструкции на компьютере.

Подача мощности на колеса и тормоза

Коэффициент трения резины о дорогу ограничивает величину векторной суммы поперечной и продольной силы. Таким образом, ведущие колеса или те, которые обеспечивают наибольшее торможение, имеют тенденцию скользить в сторону. Это явление часто объясняют использованием модели круга сил .

Одна из причин того, что спортивные автомобили обычно имеют задний привод, заключается в том, что избыточная поворачиваемость, вызываемая усилием, полезна для опытного водителя на крутых поворотах. Перенос веса при ускорении имеет противоположный эффект и в зависимости от условий может преобладать любой из них. Вызвать избыточную поворачиваемость путем применения мощности в переднеприводном автомобиле можно при правильном использовании « торможения левой ногой ». В любом случае это не является важным вопросом безопасности, поскольку в чрезвычайных ситуациях электроэнергия обычно не используется. Использование пониженных передач на крутых склонах может привести к некоторой избыточной поворачиваемости.

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 одинаковом соотношении передних и задних тормозных сил автомобиль будет иметь недостаточную поворачиваемость при торможении на скользкой поверхности и избыточную поворачиваемость при резком торможении на твердой поверхности. Большинство современных автомобилей борются с этим, тем или иным образом изменяя распределение торможения. 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 дорожного усилия обратно на руль, а также соотношение поворотов рулевого колеса к поворотам опорных катков влияют на управляемость и осведомленность. Люфт – свободное вращение руля до вращения колес – распространенная проблема, особенно в старых моделях и изношенных автомобилях. Другое дело — трение. Реечное рулевое управление обычно считается лучшим типом механизма с точки зрения эффективности управления. Связь также способствует игре и трению. Кастер — смещение оси поворота от пятна контакта — обеспечивает некоторую тенденцию к самоцентрированию.

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

Усилие на рулевом управлении зависит от силы, действующей вниз на рулевые колеса, и от радиуса пятна контакта. Таким образом, для постоянного давления в шинах оно соответствует 1,5 степени веса автомобиля. Способность водителя прилагать крутящий момент к колесу также зависит от его размера. На более длинном автомобиле колеса необходимо повернуть дальше, чтобы повернуть с заданным радиусом. Усилитель руля снижает требуемое усилие в ущерб ощущениям. Это полезно, в основном, при парковке, когда вес тяжелого транспортного средства примерно в десять или пятнадцать раз превышает вес водителя, для водителей с ограниченными физическими возможностями и когда в рулевом механизме наблюдается сильное трение.

На дорожных автомобилях стали применять полноприводное рулевое управление (оно было на некоторых разведывательных машинах времен Второй мировой войны). Он уменьшает эффект угловой инерции, начиная движение всего автомобиля до того, как он повернется в желаемом направлении. Его также можно использовать и в другом направлении, чтобы уменьшить радиус поворота. Некоторые автомобили делают то или иное, в зависимости от скорости.

Изменение геометрии рулевого управления из-за неровностей дороги может привести к повороту передних колес в разных направлениях одновременно или независимо друг от друга. Рулевая тяга должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать этот эффект.

Электронный контроль устойчивости

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

Система стабилизации некоторых автомобилей может быть несовместима с некоторыми методами вождения, такими как избыточная поворачиваемость, вызванная усилием. Поэтому, по крайней мере со спортивной точки зрения, предпочтительно, чтобы его можно было отключить.

Статическое выравнивание колес

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

Жесткость рамы

Рама может прогибаться под нагрузкой, особенно на неровностях. Считается, что жесткость помогает в обращении. По крайней мере, это упрощает работу инженеров по подвеске. Некоторые автомобили, такие как Mercedes-Benz 300SL, имели высокие двери, что позволило сделать раму более жесткой.

Водитель, управляющий автомобилем

Управляемость – это свойство автомобиля, но разным водителям подойдут разные характеристики.

Знакомство

Чем больше у человека опыта работы с автомобилем или типом автомобиля, тем больше вероятность того, что он в полной мере воспользуется преимуществами его управляемости в неблагоприятных условиях. [9]

Положение и поддержка водителя

Внешние условия, влияющие на управляемость

Погода

Погода влияет на управляемость, изменяя силу сцепления с поверхностью. Разные шины лучше себя ведут в разную погоду. Глубокая вода является исключением из правила, согласно которому более широкие шины улучшают сцепление с дорогой.

Состояние дороги

Автомобили с относительно мягкой подвеской и небольшой неподрессоренной массой меньше всего страдают от неровностей поверхности, а на ровных гладких поверхностях чем жестче, тем лучше. Неожиданная вода, лед, масло и т. д. представляют собой опасность.

Распространенные проблемы с обращением

Когда какое-либо колесо отрывается от дороги, происходит изменение управляемости, поэтому подвеска должна удерживать все четыре (или три) колеса на дороге, несмотря на резкие повороты, повороты и неровности дороги. Очень важно для управляемости, как и по другим причинам, не исчерпать ход подвески и «низ» или «верх».

Обычно желательно отрегулировать автомобиль на небольшую недостаточную поворачиваемость , чтобы он предсказуемо реагировал на поворот рулевого колеса, а задние колеса имели меньший угол увода, чем передние. Однако это может оказаться невозможным при любой нагрузке, дорожных и погодных условиях, диапазонах скоростей, а также при поворотах при ускорении или торможении. В идеале автомобиль должен перевозить пассажиров и багаж вблизи своего центра тяжести и иметь одинаковую нагрузку на шины, угол развала и жесткость крена спереди и сзади, чтобы минимизировать различия в характеристиках управляемости. Водитель может научиться справляться с чрезмерной или недостаточной поворачиваемостью, но не в том случае, если она сильно меняется за короткий период времени.

Наиболее важными распространенными ошибками в обращении являются;

Компромиссы

Качество езды и управляемость всегда были компромиссом: технологии со временем позволили автопроизводителям объединить обе функции в одном автомобиле. Высокий уровень комфорта трудно совместить с низким центром тяжести, сопротивлением крену кузова, малой угловой инерцией, поддержкой водителя, чувствительностью руля и другими характеристиками, позволяющими хорошо управлять автомобилем.

Что касается обычных серийных автомобилей, производители допускают преднамеренную недостаточную поворачиваемость, поскольку это безопаснее для неопытных или невнимательных водителей, чем избыточная поворачиваемость. Другие компромиссы связаны с комфортом и полезностью, например, предпочтение более плавной и плавной езде или большему количеству сидячих мест .

Внутренние тормоза улучшают управляемость и комфорт, но занимают место и их труднее охлаждать. Большие двигатели, как правило, утяжеляют переднюю или заднюю часть автомобиля. Экономия топлива, сохранение прохлады на высоких скоростях, комфорт езды и длительный износ — все это, как правило, противоречит устойчивости дороги, в то время как устойчивость на мокрой, сухой, глубокой воде и заснеженной дороге не совсем совместимы. Передняя подвеска на А-образных рычагах или поперечных рычагах имеет тенденцию обеспечивать лучшую управляемость, поскольку она дает инженерам больше свободы в выборе геометрии и больше держит дорогу, поскольку развал лучше подходит для радиальных шин, чем стойка МакФерсон , но занимает больше места.

Старая технология задней подвески с ведущим мостом , знакомая по Ford Model T , до сих пор широко используется в большинстве внедорожников и грузовиков, часто из соображений долговечности (и стоимости). Подвеска с ведущим мостом до сих пор используется в некоторых спортивных автомобилях, таких как Ford Mustang (модели до 2015 года), и лучше подходит для дрэг-рейсинга, но обычно имеет проблемы со сцеплением на неровных поворотах, в быстрых поворотах и ​​устойчивостью на высоких скоростях . скорость на ухабистых прямых.

Модификации и корректировки послепродажного обслуживания

Понижение центра тяжести всегда улучшит управляемость (а также уменьшит вероятность опрокидывания). В некоторой степени этого можно добиться, используя пластиковые окна (или их отсутствие) и легкие материалы крыши, капота (капота) и крышки багажника (багажника), уменьшая дорожный просвет и т. д. Увеличение колеи с «перевернутыми» колесами будет иметь аналогичный эффект, но чем шире автомобиль, тем меньше у него свободного места на дороге и тем дальше ему, возможно, придется свернуть, чтобы проехать мимо препятствия.

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 из-за «пропускания» автомобиля (и разрушения сцепления), что затрудняет управляемость автомобиля. трудный. Комплекты подвески послепродажного обслуживания обычно легко доступны.

Более легкие колеса (в основном из алюминия или магниевого сплава) улучшают управляемость и комфорт езды за счет уменьшения неподрессоренной массы.

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

Устранение недостаточной или избыточной поворачиваемости достигается за счет увеличения или уменьшения сцепления с дорогой на передней или задней оси. Если передняя ось имеет большее сцепление с дорогой, чем аналогичное транспортное средство с нейтральными характеристиками рулевого управления, у транспортного средства возникнет избыточная поворачиваемость. Автомобиль с избыточной поворачиваемостью можно «настроить», увеличив сцепление задней оси или, альтернативно, уменьшив сцепление передней оси. Обратное справедливо для автомобиля с недостаточной поворачиваемостью (задняя ось имеет избыточное сцепление, устраняемое увеличением переднего сцепления или уменьшением заднего). Следующие действия будут иметь тенденцию «увеличивать сцепление» оси. Увеличение расстояния рычага момента до центра тяжести, уменьшение передачи поперечной нагрузки (смягчение ударов, смягчение стабилизаторов поперечной устойчивости, увеличение ширины колеи), увеличение размера пятна контакта шины, увеличение передачи продольной нагрузки на эту ось и снижение давления в шинах.

Автомобили с необычными проблемами в управлении

Некоторые транспортные средства могут стать участниками непропорционально большой доли аварий с участием одного транспортного средства ; их характеристики управляемости могут играть роль:

Ford и Firestone , производители шин, указали друг на друга пальцем, и в конечном итоге вина была возложена на методы контроля качества на заводе Firestone, который переживал забастовку . Шины другого завода Firestone не были связаны с этой проблемой. Во внутреннем документе 1989 года говорится:
Компания Engineering рекомендует для всех шин UN46 использовать давление в шинах ниже максимально допустимого уровня. Как описывалось ранее, пониженное давление в шинах увеличивает недостаточную поворачиваемость и снижает максимальную проходимость на поворотах (оба «стабилизирующих» фактора). Эта практика регулярно используется в тяжелых пикапах и легковых автомобилях-универсалах, чтобы обеспечить достаточную недостаточную поворачиваемость при любых условиях нагрузки. Nissan (Pathfinder), Toyota, Chevrolet и Dodge также снижают давление в шинах для некоторых видов применения. Хотя мы не можем быть уверены в их причинах, сходство в загрузке транспортных средств позволяет предположить, что поддержание минимального уровня недостаточной поворачиваемости в условиях задней загрузки может быть убедительным фактором. [16]
Это способствовало перегреву и ухудшению состояния шин при длительном использовании на высоких скоростях, что в конечном итоге привело к выходу из строя самой нагруженной шины. Конечно, вероятность того, что слегка нестандартная конструкция шины и нагрузка на шину, немного превышающая среднюю, ни то, ни другое само по себе не является проблематичным, в совокупности приведет к выходу шины из строя, вполне вероятна. Спор продолжается без однозначных выводов, но он также привлек внимание общественности к в целом высокому числу аварий с опрокидыванием внедорожников, с которыми производители продолжают бороться различными способами. Последующее расследование NHTSA данных о реальных авариях показало, что рассматриваемые внедорожники после отделения протектора имели не больше шансов перевернуться, чем любой другой внедорожник. [17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Гэри Дж. Хейдингер и др. «Измеренные инерционные параметры транспортного средства — данные NHTSA за ноябрь 1998 г. Архивировано 30 июня 2016 г. в Wayback Machine », стр. 16+18. Национальное управление безопасности дорожного движения , 1999 г.
  2. ^ «Подвеска». 04.02.2014. Архивировано из оригинала 25 июня 2016 г. Проверено 5 июня 2016 г. Lotus Elise имеет кинематическую высоту центра крена 30 мм над землей и высоту центра тяжести 470 мм [18½ дюйма]. Высота Lotus Elise RCH составляет 6 % от высоты центра тяжести, что означает, что 6 % боковой силы передается через рычаги подвески и 94% передаются через пружины и амортизаторы.
  3. ^ Ропер, Л. Дэвид. «Данные Tesla Model S». Архивировано из оригинала 11 сентября 2019 г. Проверено 5 апреля 2015 г.
  4. ^ Дэвид Бьелло. «Как Tesla Motors создает один из самых безопасных автомобилей в мире [Видео]». Научный американец . Архивировано из оригинала 07.11.2018 . Проверено 6 июня 2016 г.
  5. ^ "Chevrolet Corvette Stingray Z51 2014 года" . 1 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 1 января 2018 г. Проверено 6 июня 2016 г. Высота его центра тяжести — 17,5 дюймов — самая низкая из всех, которые мы когда-либо измеряли.
  6. Коннор Стивенсон (24 сентября 2013 г.). «Обзор Альфа Ромео 4С». CarAdvice.com.au . Архивировано из оригинала 24 августа 2018 года . Проверено 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 и прогрессивные пружины». Автомобильный мыслитель . Архивировано из оригинала 24 июля 2021 года . Проверено 16 февраля 2016 г.
  9. ^ AB Майкл Перель (июль 1983 г.). «Знакомство с автомобилем и безопасность» (PDF) . Национальное управление безопасности дорожного движения . Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2017 года . Проверено 16 августа 2017 г. В маневре по мокрой поверхности незнакомая группа показала результаты хуже, чем знакомая.
  10. ^ "Slavné české auto slaví osmdesátiny. Průkopnice aerodynamicy Tatra 77" . iDNES.cz (на чешском языке). 2014-03-31. Архивировано из оригинала 14 ноября 2017 г. Проверено 6 сентября 2017 г.
  11. ^ аб Дэвид Г. Сэвидж (19 августа 2003 г.). «Союз потребителей добивается защиты от судебного иска против Suzuki». Лос-Анджелес Таймс . Архивировано из оригинала 17 октября 2015 года . Проверено 6 мая 2010 г.
  12. ^ "ВЕРХОВНЫЙ СУД ПОДАЕТ СУЗУКИ В СУД" . Бесплатная библиотека . Архивировано из оригинала 08 августа 2020 г. Проверено 21 мая 2016 г.
  13. Дэнни Хаким (9 июля 2004 г.). «Suzuki разрешает спор с журналом Consumer». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 3 мая 2022 года . Проверено 18 февраля 2017 г.
  14. Эрл Элдридж (8 июля 2004 г.). «Союз потребителей и Suzuki урегулируют иск». США сегодня . Архивировано из оригинала 25 декабря 2010 г. Проверено 24 августа 2017 г.
  15. ^ «Suzuki и Союз потребителей соглашаются урегулировать иск» . Consumersunion.org. 8 июля 2004 г. Архивировано из оригинала 1 ноября 2011 г. Проверено 13 ноября 2011 г.
  16. ^ «Знания Firestone/Ford о дефектах безопасности шин» . Публичный гражданин . Архивировано из оригинала 29 марта 2002 года.
  17. ^ «NHTSA отклоняет запрос Firestone на расследование Ford Explorer» . НАБДД. Архивировано из оригинала 11 августа 2012 г. Проверено 17 мая 2010 г.

Внешние ссылки