Перенос веса - Weight transfer

Camaro выполняет вилли в течение дрэг-рейсинг.

Мотоциклист, выполняющий стоппи.

А Toyota MR2 наклон за пределы поворота.

Перенос веса и передача нагрузки два выражения, которые несколько сбивают с толку для описания двух различных эффектов:^[1]

изменение нагрузки на разные колеса даже совершенно жестких транспортных средств при разгоне
изменение в центр массы (CoM) расположение относительно колес из-за подвеска соответствие или груз смещение или плескание

в автомобиль промышленность, перенос веса обычно относится к изменению нагрузки на разные колеса во время разгона.^[2] Это было бы правильнее называть передача нагрузки,^[1]^[3] и это выражение используется в мотоцикл промышленность,^[4]^[5] в то время как перенос веса на мотоциклах, в меньшей степени на автомобилях, и перемещение груза на любом из них происходит из-за изменения положения CoM относительно колес. В данной статье используется последняя пара определений.

Передача нагрузки

В колесном автомобили, передача нагрузки измеримое изменение грузить несут разные колеса во время ускорение (как продольные, так и боковые).^[3] Это включает в себя торможение, и замедление (то есть ускорение с отрицательной скоростью).^[6]Нет необходимости в перемещении центра масс относительно колес, поэтому передача нагрузки может происходить в транспортных средствах без подвески. Передача нагрузки - важная концепция для понимания динамика автомобиля. То же самое и с велосипедами, но только в продольном направлении.^[4]

Причина

Основным силы которые ускоряют транспортное средство, происходят на шины ' контактные пятна. Поскольку эти силы не проходят через CoM транспортного средства, один или несколько моменты генерируются, силы которых представляют собой тяговые силы шин на уровне покрытия, другая (равная, но противоположная) - инерция массы, расположенная в CoM, а плечо момента - это расстояние от поверхности покрытия до CoM. Именно эти моменты вызывают изменение нагрузки, распределяемой между шинами. Часто это трактуется как случайный наблюдатель как качка или качение кузова транспортного средства. Совершенно жесткий автомобиль без подвески, в которой не было бы крена или качения кузова, все же переносится нагрузка. Тем не менее, раскачка и качение кузова нежесткого транспортного средства добавляет некоторую (небольшую) передачу веса из-за (небольшого) горизонтального смещения CoM относительно вертикального перемещения подвески оси колеса, а также из-за деформации шин, т.е. смещение заплатки относительно колеса.

Опускание CoM на землю - один из способов уменьшения передачи нагрузки. В результате уменьшается передача нагрузки как в продольном, так и в поперечном направлениях. Еще один способ уменьшить передачу нагрузки - увеличить расстояние между колесами. Увеличение транспортного средства колесная база (длина) уменьшает продольную передачу нагрузки, увеличивая при этом трек (ширина) уменьшает боковую передачу нагрузки. Большинство высокопроизводительных автомобилей сконструированы так, чтобы сидеть как можно ниже и обычно имеют увеличенную колесную базу и колею.

Один из способов рассчитать эффект переноса нагрузки с учетом того, что в этой статье термин «перенос нагрузки» используется для обозначения явления, обычно называемого в автомобильном мире «переносом веса», - это так называемое «уравнение переноса веса»:

{ displaystyle Delta Weight_ {front} = a { frac {h} {b}} m}

или

{ displaystyle Delta Weight_ {front} = { frac {a} {g}} { frac {h} {b}} w}

где ${ displaystyle Delta Weight_ {front}}$ изменение нагрузки на передние колеса, ${ displaystyle a}$ - продольное ускорение, ${ displaystyle g}$ это ускорение свободного падения, ${ displaystyle h}$ высота центра масс, ${ displaystyle b}$ это колесная база, ${ displaystyle m}$ - полная масса автомобиля, а ${ displaystyle w}$ - общая масса автомобиля.^[7]^[8]

Перенос веса включает актуальный (относительно небольшое) перемещение CoM транспортного средства относительно осей колес из-за смещения шасси в соответствии с требованиями подвески, либо груза или жидкостей внутри транспортного средства, что приводит к перераспределению общей нагрузки транспортного средства между отдельными шинами.

Центр массы

Перенос веса происходит при смещении CoM автомобиля во время маневров. Ускорение вызывает подрессоренная масса чтобы вращаться вокруг геометрической оси, что приводит к перемещению CoM. Передний-задний перенос веса пропорционален изменению продольного положения CoM относительно колесной базы транспортного средства, а поперечный перенос веса (суммированный по передней и задней части) пропорционален отношению изменения поперечного расположения CoM к колее автомобиля.

Жидкости, такие как топливо, легко протекают в контейнерах, вызывая изменения в CoM автомобиля. По мере расхода топлива изменяется не только положение CoM, но и уменьшается общий вес автомобиля.

Например, когда транспортное средство ускоряется, может происходить перенос веса на задние колеса. Внешний наблюдатель может засвидетельствовать это, поскольку автомобиль заметно наклоняется назад, или приседания. И наоборот, при торможении может происходить перенос веса на переднюю часть автомобиля. При резком торможении это может быть хорошо видно даже изнутри автомобиля, так как нос ныряет к земле (большая часть этого будет из-за передачи нагрузки). Точно так же при изменении направления (поперечное ускорение) может происходить перенос веса за пределы направления поворота.

Перенос веса имеет гораздо меньшее практическое значение, чем передача нагрузки, по крайней мере, для автомобилей и внедорожников. Например, при повороте на 0,9 г автомобиль с колеей 1650 мм и высотой CoM 550 мм переместит нагрузку на 30% от веса автомобиля, то есть на внешние колеса будет нагрузка на 60% больше, чем раньше, а внутренние на 60% меньше. Общее доступное сцепление снизится примерно на 6% в результате этой передачи нагрузки. В то же время CoM транспортного средства обычно перемещается в поперечном и вертикальном направлении относительно пятно контакта не более чем на 30 мм, что приводит к переносу веса менее чем на 2% и соответствующему снижению сцепления на 0,01%.

Тяга

Передача нагрузки вызывает доступный тяга на всех четырех колесах изменяться при торможении, ускорении или повороте автомобиля. Это смещение, при котором одна пара шин выполняет больше «работы», чем другая пара, приводит к чистой потере общей доступной тяги. Чистый убыток можно отнести к явлению, известному как чувствительность к нагрузке на шины.

Исключение составляет режим положительного ускорения, когда мощность двигателя приводит в движение два или меньше колес. В этой ситуации, когда не используются все шины, передача нагрузки может быть выгодной. Таким образом, самые мощные автомобили почти никогда не передний привод, так как само ускорение снижает тягу передних колес. Вот почему спортивные автомобили обычно имеют либо задний привод или полный привод (а в случае с полным приводом мощность имеет тенденцию смещаться в сторону задних колес при нормальных условиях).

Перекатывать

Если (боковая) передача нагрузки достигает нагрузки шины на одном конце транспортного средства, внутреннее колесо на этом конце поднимается, вызывая изменение характеристик управляемости. Если он достигнет половины веса автомобиля, он начнет переворачиваться. Некоторые большие грузовики перевернутся перед заносом, в то время как легковые автомобили и небольшие грузовики обычно переворачиваются только при выезде с дороги. Установка гоночных шин на высокий или узкий автомобиль и последующее движение на нем может привести к опрокидыванию.

Смотрите также

использованная литература

^ ^а ^б Фоул, Тони (2006). Управление мотоциклом и конструкция шасси (Второе изд.). Тони Фоул Дизайн. С. 9–1. ISBN 978-84-933286-3-4.
^ Гиллеспи, Томас Д. (1992). Основы динамики автомобиля. SAE International. ISBN 978-1-56091-199-9.
^ ^а ^б Пацейка, Ханс Б. (2006). Динамика шин и автомобиля (Второе изд.). SAE International. С. 14–15. ISBN 978-0-7680-1702-1. Получено 2009-03-31.
^ ^а ^б Cossalter, Витторе (2006). Динамика мотоцикла (Второе изд.). Lulu.com. С. 84–85. ISBN 978-1-4303-0861-4.
^ Кокко, Гаэтано (2005). Дизайн и технологии мотоциклов. Мотоциклы. С. 40–46. ISBN 978-0-7603-1990-1.
^ Джазар, Реза Н. (2008). Динамика автомобиля. Springer. п. 72. ISBN 978-0-387-74243-4. Получено 2009-03-31.
^ Джон Перли Хаффман (июнь 2010 г.). «Физика колесных стоек». Автомобиль и водитель. Получено 2013-07-13.
^ П. Гритт (2002-08-20). «Введение в тормозные системы» (PDF). DaimlerChrysler. Получено 2013-07-13.

внешние ссылки

Рейтинг опрокидывания DOT по типу автомобиля

[Foale-1] а ^б Фоул, Тони (2006). Управление мотоциклом и конструкция шасси (Второе изд.). Тони Фоул Дизайн. С. 9–1. ISBN 978-84-933286-3-4.

[2] Гиллеспи, Томас Д. (1992). Основы динамики автомобиля. SAE International. ISBN 978-1-56091-199-9.

[Pacejka-3] а ^б Пацейка, Ханс Б. (2006). Динамика шин и автомобиля (Второе изд.). SAE International. С. 14–15. ISBN 978-0-7680-1702-1. Получено 2009-03-31.

[Cossalter-4] а ^б Cossalter, Витторе (2006). Динамика мотоцикла (Второе изд.). Lulu.com. С. 84–85. ISBN 978-1-4303-0861-4.

[Cocco-5] Кокко, Гаэтано (2005). Дизайн и технологии мотоциклов. Мотоциклы. С. 40–46. ISBN 978-0-7603-1990-1.

[Jazar-6] Джазар, Реза Н. (2008). Динамика автомобиля. Springer. п. 72. ISBN 978-0-387-74243-4. Получено 2009-03-31.

[7] Джон Перли Хаффман (июнь 2010 г.). «Физика колесных стоек». Автомобиль и водитель. Получено 2013-07-13.

[8] П. Гритт (2002-08-20). «Введение в тормозные системы» (PDF). DaimlerChrysler. Получено 2013-07-13.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]