Теоретическое исследование влияния характеристик и состояния рулевого привода на эксплуатационные свойства автомобилей

в) курсовая устойчивость при освобождении рулевого колеса повороте - оценочный параметр - курсовой угол, зависимость которого от времени нормируется при боковом ускорении 4 м/с и скорости движения 40-80 км/час. Эта зависимость позволяет оценить стабилизирующее свойство автомобиля, а область её допустимых значений приведена на рисунке 40 работы [1].

Для оценки влияния критерия качества РП на

курсовую устойчивость при торможении, когда имеют место наибольшие смещения в кинематической цепи рулевого привода, также воспользуемся методикой, рекомендованной Фаробиным Я.Е. .

Представим угловую скорость поворота автомобиля как производную по времени от курсового угла, причём учитывая изменение угла поворота управляемых колёс на величину смещений в рулевом приводе:

. (46)

Из уравнения движения автомобиля при торможении скорость торможении можно представить следующим выражением:

. (47)

Cкорость движения определим с учётом допущений: угол поворота в процессе торможения постоянен, а колёса заблокированы и их моментами инерции можно пренебречь.

Радиус поворота является также переменной во времени величиной, зависящей от скорости движения автомобиля, коэффициентов сопротивления уводу колёс и осей коэффициента смещений в рулевом приводе (41).

Подставив выражения (47) и (42) в формулу (46) получим:

. (48)

Введем обозначения:

Тогда выражение (48) принимает вид:

. (49)

Разделим переменные и возьмём от обеих частей равенства (49) определённые интегралы:

. (50)

Интегрируя в соответствующих пределах получим:

(51)

Причем, должно соблюдаться условие на отрезке [0;g], иначе расчёты не правомочны.

Таким образом, окончательное выражение для курсового угла с учётом величины смещений в РП приобретает следующий вид:

. (52)

Приведенные оценочные параметры и расчётная методика использованы при моделировании процесса изменения эксплуатационных свойств автомобилей.

3.11 Чувствительность к управлению - m

Результаты исследований взаимосвязи между конструктивными особенностями и параметрами элементов системы «подвеска - рулевое управление» и характеристиками управляемости легкового автомобиля изложены Литвиновым А.С., Фиттерманом Б.М. и Немцовым Ю.М., где показано, что к общепризнанным измерителям следует добавить ряд измерителей, в том числе комплексный, определяемый по взаимной корреляции углов поворота рулевого колеса и средней скорости бокового смещения автомобиля, характеризующий тесноту взаимосвязи между поворотами рулевого колеса и отклонениями автомобиля, т.е. послушность поворотам РК.

Зависимость изменения этого показателя управляемости от скорости движения для различных комбинаций подвесок автомобиля-макета показана на рисунке 11. Чем выше показатель, тем лучше реакции автомобиля на управление. Однако он не пригоден для аналитического исследования, но использован для сравнения результатов в процессе моделирования.

Рис. 11. Зависимость показателя управляемости от скорости движения и сочетания параметров подвесок

Фаробин Я.Е. [1] рекомендует для оценки управляемости использовать понятие статической траекторной управляемости, оценочный параметр которой - отношение угловой скорости к скорости движения автомобиля в продольном направлении. При постоянном боковом ускорении 4 м/с это отношение равно кривизне траектории движения, зависимость которой от угла поворота рулевого колеса нормируется .

Учитывая, что в работе рассматривается рулевой привод отдельно, для анализа влияния смещений в кинематической цепи РП на управляемость воспользуемся комплексным измерителем - чувствительностью автомобиля к повороту руля:

, (53)

которая является и характеристикой его устойчивости, т.к. легко преобразуется в диаграмму устойчивости, представляющую собой зависимость бокового ускорения от разности углов увода осей.

Анализ влияния характеристик и состояния рулевого привода, т.е. критерия качества РП на чувствительность к управлению выполним по рекомендациям и методике, изложенным Носенковым М.А. и др. авторами в серии статей [49,50 и др.]. В заключительной статье этой серии предлагается следующее выражение [50]:

. (54)

где - кинематическая чувствительность к повороту руля.

При этом, исходя из требований эргономики (угол поворота руля для корректировки-траектории не более 2,1 рад) и считая линейной зависимость кривизны траектории от угла поворота рулевого колеса, для сохранения устойчивого движения легковым автомобилем чувствительность к управлению должна быть большей 0,005 м-1 (при gу = 5,5 м/с2).

Считая в (5) переменной величиной разность углов увода осей, зависимость которой от величины смещений в РП исследована ранее, для условий движения соответствующих нормативам [9], т.e. при боковом ускорении 4 м/с2 и скорости движения 80 км/час, аналитически определим величины чувствительности автомобиля к управлению. Затем, пользуясь результатами экспериментальных исследований [4], выполненных на автомобилях рассматриваемого класса, оценим изменение реакций автомобиля в зависимости от смещений в РП, т.к. зависимость между величинами чувствительности к управлению m и mкин линейна.

Зависимости показанные на рисунке 12, получены определением целесообразности повышения чувствительности к управлению относительно величин, определяемых эргономическими рекомендациями, а также для оценки управляемости автомобиля при движении по прямолинейному участку дороги и при объезде неожиданного препятствия. Это:

а) «коридор» длиной 700 м, шириной на 0,5 м больше ширины автомобиля, при скорости движения 80 км/час. Управляемость оценивалась по средней угловой скорости корректирующих поворотов руля.

б) «переставка» - смена полосы шириной 3,5 м на длине пути 24 м.

Показатели управляемости: предельная скорость по возможности удержания автомобиля в пределах размеченной полосы и скорость начала заноса, характеризующая первый уровень снижения надёжности управления, который требует дополнительной коррекции курсового угла.

 Скачать реферат