Оценка управляемости полноприводного автомобиля при установившемся повороте

Abstract

В данной статьи рассмотрены условия повышения устойчивости и управляемости полноприводных автомобилей при установившемся движении на повороте. Целью исследования является повышение устойчивости и управляемости полноприводных автомобилей при установившемся движении на повороте. В статье определены условия потери автомобилем траекторной устойчивости и управляемости при движении на установившемся повороте. При достижении указанной цели были решены следующие задачи, а именно определены суммарные боковые реакции на передних и задних колесах полноприводного автомобиля, представлены предельные по сцеплению суммарные боковые реакции на передних и задних колесах полноприводного автомобиля и определены условия потери полноприводным автомобилем устойчивости и управляемости при установившемся движении на повороте. Анализ существующих критериев показывает различные подходы к оценке свойств маневренности колесных машин. Несмотря на их многообразие, в известной литературе недостаточно представлены критерии квалиметрической оценки, отражающие влияние параметров колесных машин и дорожной среды на устойчивость и управляемость. В известных исследованиях не рассматривалась управляемость автомобиля в установившейся стадии процесса поворота. Как известно, при установившемся повороте водитель должен иметь возможность, воздействуя на рулевое управление, обеспечить режим точного следования автомобиля по кривой постоянной кривизны. Данное исследование посвящено обеспечению управляемости и устойчивости автомобилей при установившемся движении по прямой и на повороте. Однако ранее в работах не рассматривались предельные по сцеплению показатели устойчивости и управляемости автомобиля при установившемся движении на повороте. Нами в работе определено, что угловые ускорения автомобиля в плоскости дороги при неустановившемся повороте является критерием управляемости. Поэтому достижение величины zппред1  является условием потери управляемости автомобиля, а достижение величины zппред2  – условием потери устойчивости. Таким образом, определены условия потери автомобилем траекторной устойчивости и управляемости при движении на установившемся повороте на этапе предварительного проектирования, которые позволяют закладывать эти параметры в конструкцию автомобиля и системы его управления, что повысит безопасность автомобиля и дорожного движения в целом.

This article discusses the conditions for increasing the stability and controllability of four-wheel drive vehicles with steadystate cornering. The aim of the study is to increase the stability and controllability of four-wheel drive vehicles in steady-state cornering. The article defines the conditions for the vehicle to lose trajectory stability and controllability when driving at a steady bend. When this goal was achieved, the following tasks were solved, namely, to determine the total lateral reactions on the f ront and rear wheels of the four-wheel drive vehicle, the total lateral reactions on the front and rear wheels of the four-wheel drive vehicle and the conditions for the loss of stability and controllability of the four-wheel drive vehicle when established, are presented cornering. An analysis of existing criteria shows various approaches to assessing the maneuverability properties of wheeled vehicles. Despite their diversity, the criteria for qualimetric assessment reflecting the influence of the parameters of wheeled vehicles and the road environment on stability and controllability are not sufficiently presented in the well-known literature. In well-known studies, the controllability of the car in the steady-state stage of the turning process was not considered. As you know, the driver must be able to, when acting on the steering wheel, acting on the steering wheel, ensure that the vehicle follows the curve of a constant curvature accurately. The study has been devoted to ensuring the controllability and stability of cars with steady motion in a straight line and at a turn. However, earlier in the work, the maximum adhesion indicators of the stability and controllability of the car with steady-state cornering were not considered. We have determined that angular acceleration of the car in the plane of the road with an unsteady turn is a criterion for controllability. Therefore, the achievement of the value is a condition for the loss of controllability of the car, and the achievement of the value is a condition for the loss of stability. Thus, the conditions for the loss of vehicle trajectory stability and controllability when driving at a steady bend at the preliminary design stage are determined, these parameters can be incorporated into the vehicle structure and its control system, which will increase vehicle safety and road traffic in general.

У статті розглянуті умови підвищення стійкості і керованості повнопривідних автомобілів при сталому русі на повороті. Метою дослідження є підвищення стійкості та керованості повнопривідних автомобілів при сталому русі на повороті. У статті визначено умови втрати автомобілем траєкторної стійкості і керованості при русі на сталому повороті. При досягненні зазначеної мети були вирішені такі завдання, а саме визначено сумарні бічні реакції на передніх і задніх колесах повнопривідного автомобіля, представлено граничні по зчепленню сумарні бічні реакції на передніх і задніх колесах повнопривідного автомобіля і визначено умови втрати повнопривідним автомобілем стійкості і керованості при сталому русі на повороті. Аналіз існуючих критеріїв показує різні підходи до оцінки властивостей маневреності колісних машин. Незважаючи на їх різноманіття, в відомій літературі недостатньо представлені критерії кваліметричної оцінки, що відображають вплив параметрів колісних машин і дорожнього середовища на стійкість і керованість. У відомих дослідженнях не розглядалася керованість автомобіля в сталій стадії процесу повороту. Як відомо, при сталому повороті водій повинен мати можливість, впливаючи на рульове управління, забезпечити режим точного проходження автомобіля по кривій постійної кривизни. Забезпечення керованості та стійкості автомобілів при сталому русі по прямій і на повороті розглядається в цьому дослідженні. Однак, раніше в роботах не розглядалися граничні за зчепленням показники стійкості і керованості автомобіля при сталому русі на повороті. Нами в роботі визначено, що кутові прискорення автомобіля в площині дороги при несталому повороті є критерієм керованості. Тому досягнення величини zппред1  є умовою втрати керованості автомобіля, а досягнення величини zппред2  – умовою втрати стійкості. Таким чином визначені умови втрати автомобілем траєкторної стійкості і керованості при русі на сталому повороті, які необхідно закладати на етапі попереднього проектування в конструкцію автомобіля і системи його управління, що підвищить безпеку автомобіля і дорожнього руху у цілому.