Влияние жесткости поперечной устойчивости на неровных, неровных дорогах

Я только что прочитал действительно хорошую статью по физике колеблющихся баров . Я также смотрел видео, обсуждающее поведение подвески на неровной дороге .

Давайте предположим следующее:

• Транспортное средство с передним приводом, движущееся за поворотом со скоростью, которая на сухой, ровной и ровной дороге будет примерно максимальной скоростью, которую он может выдержать перед началом недостаточной поворачиваемости.
• Для простоты любые изменения поперечной устойчивости должны быть выполнены спереди и сзади таким образом, чтобы это не повлияло на TLLTD.
• Удары, распорки, пружины не будут изменены.
• Под «неровными» дорогами я подразумеваю типичные не идеальные условия вождения, с которыми вы можете столкнуться ежедневно: подумайте об участках, швах и выбоинах на шоссе, подумайте о волнистости, колеях и впадинах (например, о типичном износе дорог рядом со знаками остановки на дорогах). часто на грузовиках и т. д.) на городских дорогах, участках после строительства, подчищенных дорогах, готовящихся для шлифовки, поднятых люков, водосточных канавок и тому подобное. Это широкое определение, но я не имею в виду внедорожные или постапокалиптические условия.

В этом случае, как более жесткий набор качающихся стержней повлияет на управляемость автомобиля на неровном, неровном асфальте ? Каждое обсуждение теории подвески и физики, которое я вижу, обычно предполагает хорошие дорожные условия.

Например, рассмотрим сценарий выше, поворачивая влево на скорости, затем в повороте я ударил довольно большое, скажем, 2-3-метровое отверстие в горшке с передним левым колесом.

Исходя из моего ограниченного понимания, эффект качающейся штанги был бы одним из следующих:

1. Левая стойка будет расширяться в выбоину, оказывая давление на колесо.
2. Через перекладину часть этого также будет перенесена на правую сторону, прилагая восходящую силу на правой стороне тела.
3. Выходя из выбоины, может случиться что-то сложное, что я не могу понять.

Или:

1. Левая стойка хотела бы расширяться в выбоину.
2. Расширение левой стороны будет ограничено через поперечную стойку нисходящей силой, присутствующей на правой стороне из-за поворота.
3. Тогда левому колесу понадобится больше времени, чтобы восстановить контакт с землей, в результате чего правое колесо будет испытывать большую боковую силу (которое больше не поглощается левым колесом), и автомобиль будет с меньшей готовностью поворачивать. И, может быть, случится что-то другое.

Я на правильном пути с одной из этих оценок? Каков будет эффект?

Также в качестве (возможно, слишком широкого) следственного вопроса: Какое влияние должны оказать суровые дорожные условия при выборе идеальной конфигурации поперечной устойчивости?

tl; dr: усиление одного из стержней качания на автомобиле приведет к тому, что этот конец с большей вероятностью откроется в ответ на переходные процессы.

На высоком уровне качающаяся штанга действует как пружина, как и любая другая. Вы можете разобрать проблему с колеблющимся стержнем, рассматривая фигуру за раз. Например, представьте, что один конец стержня качания прикреплен к колесному узлу на одном конце, но прикреплен к неподвижной точке на другом. Если вы попытаетесь внезапно переместить узел колеса вверх или вниз (как в случае с переходными ударами и провалами в вашем примере), стержень попытается повернуть на своих точках поворота. Если бы другой конец не был прикреплен ни к чему, планка, очевидно, просто свободно вращалась бы. Однако, поскольку в этом примере он закреплен болтами, то стержень действует как пружина кручения, противодействующая скручивающему действию. Чем дальше планка пыталась закрутиться, тем больше возникающий в результате ток, который планка будет оказывать в противоположном направлении.

Конечно, мы не прикручиваем концы качающихся стержней к раме. Мы соединяем их с точками подвески на обоих концах. Таким образом, они теперь связаны со всей системой демпфирующих пружин, которая уже была там. Опять же, если мы добавим силу к одному колесу, стержень качания будет пытаться вращаться в этих точках поворота. Это приведет к эквивалентному усилию, приложенному к другому колесному узлу (если вы попытаетесь поднять правое колесо, то качающаяся планка попытается поднять левое колесо).

Вот где мы начинаем разбираться в ключевых моментах вашего вопроса: помните, что пружины действуют только тогда, когда они выходят из своего состояния покоя. Ради этого обсуждения давайте придерживаться линейных пружин:

F = k * d

где F = сила, k = пружинная постоянная и d = расстояние или прогиб. Эквивалент для пружин кручения:

T = k * theta

где T = крутящий момент, k = другая постоянная пружины и тета = угол закручивания. В обоих этих случаях вы можете видеть, что чем больше вы сжимаете, растягиваете или закручиваете пружину, тем больше получается сила или крутящий момент. Что еще более важно: если вы не двигаете пружину, силы нет вообще. Так, бар раскачивания оказывать любое усилие на колесе , что вы рассматриваете, он должен иметь причину пружины на другом колесе , чтобы отклоняться (сжатый или расширенный). Это очень важно: перекладина не делает ничего, пока не произойдет что-то на другой стороне машины.

Еще один способ сказать, что качающиеся штанги делают вашу независимую подвеску на четыре колеса значительно менее независимой.

Давайте повторим вашу первоначальную проблему так, чтобы мы могли ее разобрать. Представьте себе одну пару колес с их пружинами и прикрепленной поперечной балкой. Это волшебная полоса колебаний, на которой мы можем набирать различные торсионные константы (от слабых спагетти до жесткой стальной балки). Теперь мы прикладываем боковое усилие ко всему этому приспособлению, которое чуть меньше предела одной шины (т. Е. Если бы на земле было только одно пятно контакта шины, оно почти скользило бы, а с двумя - нет).

Теперь поверните волшебную планку покачивания до почти нулевого значения жесткости и ударьте одно колесо (например, внезапно оторвите его пятно контакта от земли), пока боковое усилие продолжается. Это удар почти не затрагивает противоположное колесо, поэтому его пятно контакта с шиной не нарушается. Поскольку мы тщательно выбрали боковое усилие, которое должно быть чуть меньше, чем требуется для бокового толкания шины, система не пострадала.

Теперь установите волшебную планку влияния на бесконечную жесткость. Теперь, когда мы поднимаем одно колесо, другое колесо также поднимается. Поскольку обе шины теряют контакт, вся система начинает скользить в стороны.

Реальность, конечно, где-то посередине, но этот вид мысленного эксперимента имеет смысл: если вы поднимите одно колесо, то качающаяся планка попытается поднять и другое. Это приводит к тому, что весь конец машины ощущается как будто она вырывается.

Практический пример из жизни: когда у меня была FWD Integra, я попробовал именно этот эксперимент. Моя задняя поперечная балка имела три параметра, которые позволяли мне контролировать жесткость (на самом деле они влияли на рычаг, который остальная подвеска имела на поперечной стойке, но результат был практически таким же). Это дало мне четыре возможных параметра жесткости для эксперимента: нет планки + три варианта жесткости. Существует одна частности от рампы рядом , что я мог бы использовать , чтобы попытаться жесткие правовые очереди. Что я обнаружил, так это то, что увеличение жесткости снизит качество езды по кочкам и увеличит ощущение того, что задняя часть будет выпрыгивать (попытаться перевернуться).

Добавление качающейся полосы приведет к более жесткой поездке

Я попытался объяснить механику с помощью этой графики :

объяснение

• Когда колесо сталкивается с канавой, вес транспортного средства на этом колесе приведет к его отклонению вниз. Это приводит к удлинению пружины подвески, в результате чего сила сопротивления действует в противоположном направлении.

• Добавление стабилизирующей штанги добавляет дополнительную резистивную силу в смесь, которая уменьшает величину пружинно-резистивной силы. Это приводит к меньшему прогибу пружины по сравнению с тем, когда не было никакого стержня качания.

• Меньшее отклонение пружины означает, что кузов транспортного средства будет хотеть следовать за колесом в выбоину больше, чем при отсутствии поперечной устойчивости.

Поскольку картинка стоит тысячи слов

Это эффект колебания бара

Неудивительно, что качающиеся бары и бездорожье редко идут вместе

Вы хотите, чтобы шасси было немного крутым и гибким.

Остальные части легко сломались бы под давлением.

Фактически, поперечные балки прикреплены болтами к шасси в точке где-то рядом с нижними рычагами управления (спереди, на подрамнике). Поэтому это делает каждый угол более жестким, индивидуально. Таким образом, с учетом сказанного, существует «нулевая» позиция (где подвеска находится, когда автомобиль припаркован), поэтому, чем дальше подвеска отклоняется от этой нулевой позиции, положительной или отрицательной, тем больше сопротивление (я думаю, Вы могли бы думать об этом как монтировка?). Таким образом, если у вас есть качающийся стержень малого диаметра, он легко изгибается, позволяя увеличить ход подвески, когда, когда вы попадаете в некоторые из стержней качания большего диаметра, колесо просто будет оставаться (в основном в нулевом положении) в воздухе, если оно находится в дыра. Цель здесь действительно состоит в том, чтобы добавить или убрать сцепление, обычно, когда подвеска загружена. Чем мягче настройки,

http://speed.academy/how-swaybars-work/

Все это, конечно, с учетом назначения бара Ant-sway. Очевидно, что это функция безопасности управления, которая вступает в действие на более высоких скоростях или в аварийной ситуации, чтобы предотвратить крен и сохранить контроль. Это было сказано. Да, планки Ant-Sway стандартной конструкции негативно влияют на комфортность езды, поскольку они ограничивают само назначение независимой подвески. Интересно, что у новых Jeep Wranglers появилась функция, позволяющая дистанционно отключать качающуюся штангу из кабины водителя. Также интересно отметить, что более поздние модели Royals Royce теперь имеют « Active Sway Bar », который предназначен для обеспечения свободного перемещения подвески до определенной точки.одна из конструктивных особенностей, которая учитывает очень удобные и адаптивные характеристики езды автомобиля.

Таким образом, в то время как качающиеся штанги являются функцией безопасности, они быстро становятся областью, которая нуждается в обновлении дизайна, чтобы хорошо работать с сегодняшними более активными подвесками.