|
108 Для описания движения принятых расчетных моделей, как систем взаимосвязанных масс используются уравнения Лагранжа второго рода в независимых координатах. При установке связей между скоростями перемещений подрессоренных и неподрессоренных масс, перераспределения нормальных реакций в результате крена подрессоренных масс используются производные подвески, позволяющие не уменьшая числа принятых степеней свободы упростить математическую модель. Реакция опорной поверхности дороги на действие колеса представлена в виде трех составляющих силы: продольной Хь поперечной Yit нормальной Z, и стабилизирующего момента А/*-. Для решения дифференциальных уравнений, описывающих движение автомобиля, вычисляется перераспределение их значений в зависимости от действия внешних сил, изменения условий движения и работы МСД. Как уже отмечалось, при исследовании устойчивости прямолинейного движения транспортного средства работа дифференциала проявляется при различии сцепных сил ведущих колес и наличии внешнего возмущающего воздействия. Поэтому методика изучения прямолинейного движения предполагает возможность моделирования внешнего возмущения и исследования устойчивости в случае неравноценного сцепления ведущих колес при различных значениях коэффициента блокировки дифференциала. Для оценки установившегося криволинейного движения автомобиля в качестве критерия принята чувствительность автомобиля к управлению, определяемая отношением угловой скорости поворота автомобиля к углу поворота рулевого колеса в функции бокового ускорения центра масс автомобиля. Неустановившееся криволинейное движение рассматривается с использованием следующих оценочных показателей: величина заброса исследуемого параметра, определяемая отношением разности его максимального и установившегося значения к установившемуся значению, полученному в конце переходного процесса; длительность переходного процесса; средняя скорость изменения исследуемого параметра в переходном процессе на участке первоначального возрастания; установившееся значение исследуемого параметра. Ниже представлены некоторые результаты теоретических исследований влияния конструкций МСД на управляемость и устойчивость легковых автомобилей, где в качестве основного объекта исследования выступал заднеприводный легковой ав |
. А х 87 «38 а39 «41 «42 —«40 «59 0 «54 ~а51 «58 0 «54 «71 “«68 «74 «90 «91 “«84 «87 —«92 «109 «107 —«104 «101 «108 X ( (2.46) у р г х У Р г Qq = <2 = Qy QP Qr \QV j q = xr XX// УР УУ pr PV \ry где A матрица коэффициентов инерции; В матрица демпфирования; С матрица жесткости; D матрица обобщенных сил; q вектор-столбец обобщенных координат системы; q вектор-столбец обобщенных скоростей системы; q вектор-столбец обобщенных ускорений системы; Q вектор-столбец внешних сил. В этих обозначениях система уравнений (2.45) примет вид: Aq+Bq+ Cq + DQ — 0. 2.4. Определения реакций на колесах автомобиля с учетом работы самоблокирующегося дифференциала Реакция опорной поверхности дороги на действие колеса представлена в виде трех составляющих силы: продольной Xi} поперечной Yh нормальной Z} и стабилизирующего момента M5i. Для решения дифференциальных уравнений, описывающих движение автомобиля (2.44 и 2.45), необходимо 105 МеПтПд (Vonan + <°3ав ^~Мс (.К6®От»п + ®3аб ^ошст + °>3аб ) ^тст 1]^, (Озаб =-----------------------------------------------------4----------------------------. (2.115) 1к(Яб(оотст +(йза6) + 1е ^(аотст + eo3a6)rjmTjd При определении углового ускорения забегающего колеса необходимо учитывать переменность момента сопротивления прокручиванию Мс в функции передаточного числа колеса iKm. Зависимость (2.115) соответствует процессу, сопровождающемуся разблокировкой дифференциала. При этом подразумевается, что противоположное ведущее колесо имеет по сцеплению определенный запас. При отсутствии такого запаса происходит одновременное увеличение проскальзывания ведущих колес при заблокированном дифференциале. Воспользовавшись уравнением (2.111) и учитывая, что в этом случае 7а = 1, = а3аб> = а>за6, имеем й)к = , (2.116) где Мсв и Мсн моменты сопротивления прокручиванию ведущих колес. 2.5. Основные положения анализа управляемости и устойчивости движения легкового автомобиля с самоблокирующимся межколесным дифференциалом Работа самоблокирующегося дифференциала и его влияние на устойчивость и управляемость автомобиля определяется рядом условий, рассмотренных в разделе 2.4. Как уже отмечалось, при исследовании устойчивости прямолинейного движения транспортного средства работа дифференциала проявляется при различии сцепных сил ведущих колес и наличии внешнего возмущающего воздействия. Поэтому методика изучения прямолинейного движения предполагает возможность моделирования внешнего возмущения и исследования устойчивости в случае неравноценного сцепления ведущих колес при различных значениях коэффициента блокировки дифференциала. Для оценки установившегося криволинейного движения автомобиля в качестве критерия принята чувствительность автомобиля к управлению, определяемая отношением угловой скорости поворота автомобиля к углу 106 поворота рулевого колеса в функции бокового ускорения центра масс автомобиля. Статическую чувствительность автомобиля к управлению необходимо рассмотреть при различных сцепных условиях и коэффициентах блокировки. Зависимость передаточного числа рулевого управления ipy от угла поворота рулевого колеса вр и от поперечного крена кузова не описывается в принятой модели и учитывается при помощи экспериментальных зависимостей (рис. 2.15). Переход от угла поворота управляемых колес к углу поворота рулевого колеса при текущем значении поперечного крена кузова осуществляется с использованием метода линейной интерполяции. Неустановившееся криволинейное движение с самоблокирующимися дифференциалами на основании анализа критериев устойчивости, описанных в разделе 2.2, рассматривается с использованием следующих оценочных показателей: величина заброса исследуемого параметра, определяемая отношением разности его максимального и установившегося значения к установившемуся значению, полученному в конце переходного процесса; длительность переходного процесса; средняя скорость изменения исследуемого параметра в переходном процессе на участке первоначального возрастания: установившееся значение исследуемого параметра. Для решения поставленных задач была разработана специальная программа, позволяющая исследовать устойчивость движения автомобиля с межколесным самоблокирующимся дифференциалом в различных по сцеплению условиях с использованием методов оптимизации многопараметрических задач [28]. Составленные системы дифференциальных уравнений, описывающие движение автомобиля, и рассмотренные ранее интегрировались с помощью стандартного программного обеспечения, в котором реализован метод Рунге Кутта четвертого порядка точности. Язык программирования Паскаль. Принципиальная блок-схема решения представлена на рис 2.16. Программа включала в себя семь подпрограмм: |