Принцип Акермана

chopper.su

Принцип Акермана гласит, что, когда транспортное средство вращается на повороте, оси всех колес должны совпадать в одной точке, мгновенном центре вращения. Рукоятка внутреннего колеса должна вращаться под большим углом, чем у внешнего колеса, затем при поворотах требуется расхождение передних колес, чтобы предотвратить износ крышек и предотвратить скольжение. С помощью вышеупомянутого механизма мы получаем оптимальную геометрию для рулевого управления. Чтобы следовать этому принципу, угол поворота внутреннего колеса должен быть больше внешнего, то есть, как показано на рисунке.

Когда транспортное средство описывает кривую, все колеса должны вращаться вокруг одного и того же мгновенного центра вращения, что позволяет лучше контролировать и минимизировать износ колес. Поэтому каждое из направляющих колес должно описывать дугу другого радиуса, причем радиус дуги, описывающий внешнее колесо, больше, чем радиус внутреннего.

Это называется мгновенным центром вращения точки, относительно которой твердое тело вращается в одно мгновение. Линия, соединяющая мгновенный центр вращения и любую точку твердого тела, перпендикулярна скорости этой точки.

Согласно Акерману, угол, образующий внешнее колесо с удлинением задней оси (α), должен быть меньше, чем угол, образованный внутренней (β).

244bbcw

Если транспортное средство спроектировано без учета принципа Акермана, а два передних колеса вращаются под одинаковым углом, они не будут вращаться относительно одной и той же точки. Это приводит к нестабильности и чрезмерному износу шин.

Untitled

В случае применения принципа угла Акермана внутреннее колесо будет вращаться под большим углом, так что мгновенный центр вращения будет одинаковым для всех колес.

Для достижения этого эффекта рулевые тяги образуют определенный угол с продольной осью, как описано на рисунке ниже.

Жанто

Расчет Акермана основан на Формуле:

Via/Batalla = cotg(α) – cotg(β)

Формула для вычисления Ackermann получается путем очистки α от предыдущей, так что:

Ackermann = arctan ( batalla / (batalla/tan(β) – via) )

Процент = 100 · (α / Ackermann )

100% Акерман означает, что удлинители шарниров вырезаны в центре задней оси. В случае, если процент превышает 100, они будут отрезаны перед задней осью; и позади, если она ниже.

Все это очень хорошо в теории, но на практике шины деформируются. Эта деформация известна как угол дрейфа, и это разница между углом поворота и углом, который фактически приобретает контактная поверхность шины из-за сил, оказываемых на нее.

В современных автомобилях не используется чистая система рулевого управления Ackermann. Из-за бокового переноса массы колеса, на которых нагрузка меньше, требуют меньшего угла дрейфа, чтобы достичь предела адгезии.

Для достижения желаемого воздействия на геометрию необходимо ввести понятие конвергенции.

True-Ackermann-Toe-In

Если конвергенция положительна, два направляющих колеса будут иметь некоторую конвергенцию к центру траекторий, то есть внутреннее колесо будет пытаться описать немного большую окружность, а внешнее-немного меньшую окружность, чем вы следуете. Эта геометрия уменьшает угол дрейфа внутреннего колеса и увеличивает угол внешнего колеса.

В случае, если конвергенция отрицательна, внутреннее колесо попытается описать окружность, меньшую, чем та, за которой вы следуете, а внешнее-большую окружность. С помощью этой геометрии угол дрейфа внутреннего колеса увеличивается, уменьшая угол внешнего колеса.

chopper.su
Яндекс.Метрика