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

Динамика изменения критерия качества РП исследована при моделировании перебором вариантов совместного действия названных факторов.

4.3 Исследование влияния критерия качества РП на поворачиваемость автомобиля

При моделировании для случая прямолинейного движения коэффициент смещений в РП принимается равным нулю, пренебрегая малыми величинами углов увода в этом режиме движения. Тогд

а смещения в кинематической цепи РП проявлялись путём непосредственного изменения угла поворота управляемого колеса.

В случае моделирования криволинейного движения коэффициент смещения в РП определялся для каждого конкретного случая или выбирался из задаваемого диапазона при переборе вариантов, после чего определялось изменение величины угла поворота управляемых колёс с учётом также изменения угла увода шины.

При моделировании принято, что величина бокового ускорения при сравнении полученных результатов с допускаемыми величинами ЭС, равна 4 м/с2 согласно [90].

Влияние величины и направления смещений в кинематической цепи РП на угол поворота управляемых колёс оценивалось для режимов:

а) вход в поворот:

(56)

б) выход из поворота:

(57)

в) прямолинейное движение:

(58)

г) движение со свободным рулём и фиксированным рулевым колесом оценивалось по усилию в РП по формулам (15.1) и (15.2).

Результаты моделирования отбирались для следующих параметров: углы увода передней оси 5°, задней - 3° (недостаточная поворачиваемость); средняя величина смещений в РП - 3 мм (угол поворота УК-1°); соотношение моментов на колёсах передней оси равно2; средний угол поворота управляемых колёс - 10° и скорость движения 10 м/с.

На основании теоретического исследования (3.1.) получен ряд зависимостей показателя поворачиваемости и мгновенного радиуса поворота от характеристик РП, выраженных коэффициентом смещений в РП, соотношением моментов на управляемых колёсах и состояния рулевого привода, определяемого средней величиной смещений в кинематической цепи РП, вызванной наличием зазоров в его подвижных сопряжениях.

Зависимость изменения коэффициента смещений в РП от средней величины смещений (рис. 15) показывает, что влияние критерия качества РП значительно во всем исследованном диапазоне смещений. При этом наблюдается два экстремума аналогично зависимости смещения от усилия в РП. Существенное влияние на коэффициент смещения в РП оказывает и соотношение моментов на управляемых колёсах до его величины 2,5, т.е. в диапазоне, где совершается большая часть транспортной работы.

Учитывая принятые ранее допущения о линейности зависимости мгновенного радиуса поворота от коэффициента смещений в РП, его зависимость от средней величины смещений в рулевом приводе принимает вид (рис. 16). Причём зависимости 1,2 и 3 получены для выхода автомобиля из поворота, а 4,5 и 6 - для входа в поворот. Из рисунка 16 следует, что в последнем случае динамические нагрузки в 2-8 раз выше, а влияние коэффициента смещений в РП на мгновенный радиус поворота достигает для входа в поворот 12-15%, а для выхода из поворота - 6-8,5%.

Наиболее значимое влияние на мгновенный радиус поворота оказывает средняя величина смещений в рулевом приводе. Так, из рисунка 17 следует, что для режима прямолинейного движения - 3 степень влияния достигает 25%, для входа в поворот - 1 она достигает 23%. При этом, существенное влияние на изменение мгновенного радиуса поворота наблюдается со средней величины смещений в РП, соответственно, 1,5-2мм. При выходе автомобиля из поворота это влияние не существенно и достигает 2,5-3% при величине смещений в РП 3-4 мм.

Рис. 15. Зависимость изменения коэффициента смещений в РП от средней величины смещений в РП и соотношения моментов на УК

Рис. 16. Зависимость изменения мгновенного радиуса поворота автомобиля от величины коэффициента смещений в РП

Рис. 17. Зависимость изменения мгновенного радиуса поворота

автомобиля от средней величины смещений в рулевом приводе

Значимость влияния на изменение мгновенного радиуса поворота соотношения моментов на колёсах передней оси (рис. 18) также не превышает 3-3,5%. Причём, наибольшее влияние наблюдается при соотношении моментов на УК равном 2, а характер изменения для входа и выхода из поворота аналогичен.

Влияние коэффициента смещений в рулевом приводе на изменение показателя поворачиваемости, зависимость изменения которого с известными допущениями (3.1.) принята линейной, достигает 40% при максимальной, использованной для моделирования величине смещений в РП - 2°, что может изменить степень поворачиваемости исследуемого автомобиля в 1,8 раза, как показано на рисунке 19. При этом в момент входа автомобиля в поворот недостаточная поворачиваемость увеличивается с увеличением коэффициента смещений в рулевом приводе, а в момент выхода из поворота - уменьшается.

Влияние средней величины смещений в РП на изменение показателя поворачиваемости (рис. 20) при выходе из поворота достигает 20-25%, а экстремум зависимости наблюдается в диапазоне смещений в РП около 3-4 мм. Влияние соотношения моментов на управляемых колёсах на изменение степени поворачиваемости существенно только до величины соотношения равной 2, больше которой интенсивность изменения поворачиваемости заметно снижается, однако в заданных условиях достигает 30%.

Рис. 18. Зависимость изменения мгновенного радиуса поворота автомобиля от соотношения моментов на колёсах передней оси

Рис. 19. Зависимость изменения разности углов увода осей автомобиля от величины коэффициента смещений в РП в различных режимах движения

Рис. 20. Зависимость изменения разности углов увода осей от средней величины смещений в РП и соотношения моментов на УК

4.4 Исследование влияния критерия качества РП на курсовую устойчивость автомобиля

Качественное влияние характеристик и состояния рулевого привода на курсовую устойчивость движения автомобиля отмечено многими авторами [3, 4 и др]. Результаты моделирования показали наибольшую тесноту связи критерия качества РП с измерителями курсовой устойчивости в средне эксплуатационных режимах движения автомобиля.

В наибольшей степени смещения в кинематической цепи РП проявляются в режиме торможения в процессе прямолинейного движения, вызывая значительные отклонения от первоначальной траектории движения. Так, из рисунка 21 следует, что в процессе торможения при прямолинейном движении с увеличением смещений в РП до 6 мм курсовой угол увеличивается в 5 раз и характерен линейный тренд этой зависимости - 3.

 Скачать реферат