Влияние жесткости каркаса кузова на управляемость легкового автомобиля

• Автор: Сергеев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Оглавление
Введение
I .Состояние вопроса. Цели и задачи диссертации
1.1. Понятие управляемости автомобиля и формирующие ее свойства
1.2. Показатели, используемые для оценки управляемости и устойчивости автомобиля, и методы их определения
1.3. Анализ математических моделей автомобиля, применяемых для изучения его управляемого движения
1.4. Состояние работ по исследованию влияния жесткостных характеристик рулевого управления, подвески и каркаса кузова на управляемость и устойчивость автомобиля
1.5. Цели и задачи диссертации
2, Математическая модель для исследования управляемости и устойчивости автомобиля
2.1. Выбор и модернизация математической модели
2.2. Уравнения движения автомобиля
2.2.1. Внешние силы и моменты, действующие на автомобиль
2.2.2. Модель рулевого управления
2.2.3. Модель подвески
2.2.4. Характеристики увода шин
2.3. Алгоритмы расчета и программное обеспечение
2.4. Технология подготовки исходных данных для математического моделирования управляемости и устойчивости автомобиля
3. Теоретическое исследование влияния жесткостных характеристик каркаса кузова на управляемость легкового автомобиля
3.1. Влияние жесткости крепления картера рулевого механизма к кузову
3.2. Влияние жесткости каркаса кузова на кручение
4. Испытания по определению влияния элементов конструкции рулевого управления и каркаса кузова на их статическую жесткость
4.1. Результаты испытаний по определению влияния жесткости крепления картера рулевого механизма к кузову на жесткость рулевого управления автомобиля
4.2. Результаты испытаний по определению жесткости каркаса кузова на кручение
5. Экспериментальное исследование управляемости автомобиля
5.1. Выбор методик испытаний
5.1.1. Испытание “окружность”
5.1.2. Испытания “рывок руля”, “импульс” и “змейка”
5.1.3. Испытания “переставка” и “вход в поворот”
5.2. Состав бортового комплекта аппаратуры
5.3. Влияние жесткости крепления картера рулевого механизма к кузову
5.4. Влияние жесткости каркаса кузова на кручение
Заключение
Список литературы
Введение

Необходимость улучшения эксплуатационных свойств легковых автомобилей обусловлена ужесточением предъявляемых к ним нормативных требований и требованиями потребителей, соответствие которым особенно важно в условиях конкуренции между производителями автомобилей. Активная безопасность, которая является одной из главных составляющих эксплуатационных свойств автомобиля, существенно зависит от его управляемости и устойчивости.
Как известно, большое влияние на управляемость и устойчивость оказывают жесткость рулевого управления и подвесок. Жесткостные характеристики кузова, как показано в данной работе, также следует относить к числу факторов, значительно влияющих на динамику управляемого движения автомобиля; их рациональным выбором на этапах проектирования и доводки можно добиваться существенного улучшения управляемости. С другой стороны, стремление уменьшить массу легкового автомобиля также приводит к необходимости обоснованного установления диапазона жесткостей его конструктивных элементов.
Представленная диссертация отражает теоретическое и экспериментальное исследование влияния жесткости крепления картера рулевого механизма к кузову и жесткости каркаса кузова на кручение на управляемость и устойчивость легкового автомобиля. Работа выполнена на кафедре "Автомобили и тракторы” Тольяттинского политехнического института и в Управлении проектирования автомобилей АО “АвтоВАЗ”. Полученные результаты используются при разработке и доводке перспективных автомобилей в АО “АвтоВАЗ”.

В зарубежных автомобильных компаниях исследование и оптимизация жесткостных характеристик подвесок и рулевого управления с учетом жесткости кузова ведутся уже давно.
В статье [120] содержатся сведения о применении для расчета характеристик управляемости автомобиля схемы, представленной на рис.1.3. Математическая модель учитывает все шесть степеней свободы автомобиля, шесть степеней свободы передних колес (для вращения, вертикального перемещения и поворота вокруг оси шкворня), еще четыре степени свободы предназначены для описания боковой жесткости шин. Рулевое управление задается жесткостью рулевого механизма и вала, рулевого привода, жесткостью и демпфированием крепления картера рулевого механизма к кузову. В подвеске учитывается жесткость крепления на кузов рычага и амортизационной стойки. Авторами исследовались характеристики управляемости автомобиля при установившемся движении по кругу и испытании “импульс”.
В качестве оценочной характеристики установившегося движения по кругу принималась зависимость угла Дрь=Рь-|ЗыАь, равного разнице между углом поворота рулевого колеса и углом Аккермана, приведенным к рулевому колесу через передаточное число рулевого управления, в функции бокового ускорения автомобиля. Характеристика оценивалась положительно, если она плавно возрастала, а в граничной области наступало ее прогрессирующее увеличение. Установлено, что с ростом эластичности передней опоры нижнего треугольного рычага, в большей степени, чем задней, а также только при аксиальной деформации этих опор, ДРь возрастает, и водителю требуется поворачивать рулевое колесо на больший угол, чем при конструкции с жесткими опорами. В случае, если более податливой является задняя опора, а также в случае, если допустить только радиальную деформацию этих опор, будет иметь место уменьшение Лрь по сравнению с жесткими опорами.