Крутящий момент рулевого управления
Моментное рулевое управление – это непреднамеренное влияние крутящего момента двигателя на рулевое управление , особенно в с передним приводом автомобилях . Например, при резком ускорении рулевое управление может уводить в сторону, что может мешать водителю. Эффект проявляется либо в ощущении дерганья руля, либо в отклонении автомобиля от намеченного пути. Крутящий момент управления напрямую связан с разницей сил в пятнах контакта левого и правого ведущих колес . Эффект становится более очевидным, когда к ведущим колесам прикладывают высокие крутящие моменты из-за высокого общего передаточного отношения между двигателем и колесами. [1] высокий крутящий момент двигателя или их комбинация. Управление по крутящему моменту отличается от отдачи рулевого управления .
Причины
[ редактировать ]Основными причинами крутящего момента рулевого управления являются: [2]
- Неправильная конструкция слоев боковины, приводящая к деформации боковины шины. [3]
- Чрезмерная мощность/крутящий момент
Асимметричные углы карданного вала из- за любой комбинации
- Неодинаковая длина или диаметр карданного вала
Эффект управления крутящим моментом, смоделированный с помощью MSC Adams - Переходное движение двигателя
- Допуски в опорах двигателя
- Перекат кузова
- Одиночный удар колеса
- Неодинаковая длина или диаметр карданного вала
- Разный крутящий момент на карданном валу слева направо (из-за проблем с подшипником колеса или дифференциалом)
- Геометрия подвески
- Большой радиус чистки
- Изношены рычагов подвески втулки
- Неравные силы тяги из-за дорожного покрытия ( μ -split) в сочетании со шкворня смещением
Проблемы, связанные с карданными валами разной длины, характерны для поперечной компоновки двигателя в сочетании с концевой трансмиссией; некоторые производители полностью смягчили это явление, установив двигатель продольно, но по-прежнему приводя в движение передние колеса - это действительно было решение, принятое на самых первых переднеприводных Citroen. Ранние модели Renault с передним приводом, такие как R4 , R5 Phase I, R12 , R18 и некоторые модели R21 , также использовали эту компоновку, как и Audi по сей день в своих моделях среднего размера и выше. Ключевым недостатком является упаковка; В случае Audi, где силовой агрегат установлен перед линией передней оси, управляемость ухудшается из-за тяжелого распределения веса спереди. Однако эта конфигурация облегчает добавление полного привода ; Subaru также использует подвесной продольный двигатель по той же причине, но смягчает проблему несбалансированного центра тяжести за счет использования оппозитного двигателя «оппозитной четверки» . Renault же разместила двигатель за линией передней оси, но это ухудшает внутреннюю компоновку, поскольку заставляет двигатель приближаться к брандмауэру.
Способы снижения эффекта крутящего момента рулевого управления
[ редактировать ]- Используйте шины с правильной конструкцией слоев боковины, чтобы уменьшить деформацию боковины.
- При использовании карданных валов разной длины их крутильная жесткость должна быть одинаковой. Этого можно добиться, сделав более короткий вал полым, а более длинный — сплошным. Это решение можно наблюдать на ранних Autobianchi / Fiat переднеприводных моделях , таких как Fiat 128 и Fiat 127 , а также позже оно было использовано на оригинальном Ford Fiesta . На более длинном валу обычно используется массовый демпфер для борьбы с вихревыми движениями, вызванными резонансом .
- Обеспечьте, чтобы оба приводных вала были одинаковой длины, используя промежуточный вал (или «промежуточный вал») на одной стороне трансмиссии. Это уже реализовано на большинстве современных автомобилей. [4] Когда карданные валы имеют разную длину и прикладывается чрезмерный крутящий момент, более длинная полуось изгибается сильнее, чем короткая. Однако это кратковременный временный эффект. Чтобы избежать усталостного разрушения, величина крутильного отклонения карданного вала обязательно должна быть небольшой. Эффекты из-за того, что одно колесо вращается медленнее другого, обычно незначительны. Равная длина карданных валов, в случае отсутствия асимметричного отклонения подвески из-за крена или удара, сохраняет углы карданных валов равными. Основной компонент крутящего момента рулевого управления возникает, когда крутящие моменты на карданном валу и ступице суммируются векторно, давая результирующий вектор крутящего момента вокруг оси шарнира рулевого управления ( шкворня ). Эти крутящие моменты могут быть значительными, и в случае, если валы расположены под равными углами с валами ступиц, они будут противодействовать друг другу на рулевой рейке и, таким образом, взаимно нейтрализоваться. На эти крутящие моменты сильно влияет положение шарнира равных угловых скоростей карданного вала относительно оси рулевого управления. Однако из-за других требований, таких как достижение небольшого или отрицательного радиус стирания , оптимальное решение, как правило, невозможно при использовании простых конфигураций подвески, таких как стойка МакФерсон .
- Лучше уравновесьте крутящий момент между карданными валами, используя дифференциал с низким коэффициентом трения . Разница крутящего момента равна нулю, если дифференциал не имеет трения, а дифференциалы повышенного трения , предназначенные для увеличения передачи мощности, фактически ухудшают управляемость по крутящему моменту в подвесках, которые не предназначены для работы с LSD. [5] Эти конструктивные особенности включают в себя тщательное расположение точек поворота подвески и шарниров карданного вала (чтобы поддерживать управляемый крутящий момент на приемлемом уровне) и низкую податливость рулевого управления/продольного усилия.
- Уменьшите крутящий момент передней оси, передав часть крутящего момента на заднюю ось. Это достигается на полноприводных (AWD) автомобилях с постоянным полным приводом.
- Рулевое управление с усилителем (устанавливается на большинство современных автомобилей) делает эффект крутящего момента менее заметным для водителя. Управление по проводам [6] также скрывает от водителя эффект крутящего момента. EPAS можно откалибровать для непосредственного подавления крутящего момента на маховике и воздействия на рулевое управление автомобиля.
- Проверьте втулки рычага подвески . Водитель будет испытывать крутящий момент при ускорении из-за изношенных втулок рычага подвески.
На заднеприводные автомобили по-прежнему влияет крутящий момент рулевого управления в том смысле, что в любой из вышеперечисленных ситуаций к автомобилю по-прежнему будет прилагаться рулевой момент (хотя и от задних колес, а не от передних). Однако эффект управления крутящим моментом на задних колесах не передает никакого крутящего момента обратно через рулевую колонку, поэтому водителю не придется бороться с рулевым колесом.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джи Вонг. «Теория наземных транспортных средств, 4-е издание» . Архивировано из оригинала 1 июня 2022 года . Проверено 3 ноября 2014 г.
- ^ Йенс Дорнхеге. «Влияние крутящего момента на передние мосты McPherson» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 29 сентября 2007 г. Проверено 13 января 2007 г.
- ^ Тони Свон (20 октября 2020 г.). «Автомобиль и водитель Гран-при Pontiac 2005 GXP» . Архивировано из оригинала 21 октября 2007 года . Проверено 21 октября 2007 г.
- ^ «Что такое крутящий момент?» . Журнал «МПХ». Архивировано из оригинала 11 декабря 2007 года . Проверено 13 января 2007 г.
- ^ https://saemobilus.sae.org/content/960717/%7C. Архивировано 1 июня 2022 г. в документе Wayback Machine SAE 960717.
- ^ Пол Йих. «Оценка состояния автомобиля с использованием крутящего момента на рулевом колесе» (PDF) . Стэнфордский университет. Архивировано (PDF) из оригинала 26 сентября 2007 г. Проверено 30 января 2007 г.
