Серия №6. Как построить прототип

Май 16, 2010 Автор статьи: Nitro

Серия №6. Как построить прототип.
Ну ладно, с подрессориванием разобрались, построили – дальше нужно настраивать. Обратимся теперь к следующей сложной области – к кинематике подвески. Наука о кинематике подвески есть фактически изучение того, как колесо автомобиля должно перемещаться при ходе подвески вверх-вниз, при повороте руля и при боковых и продольных силах, возникающих в пятне контакта. Попытаюсь перечислить какую-то часть задач, которые нужно решить при построении кинематики.
Колея должна меняться не сильно, а то пострадает курсовая устойчивость.
При крене налево левое колесо должно наклоняться вправо, компенсируя наклон автомобиля, а то наклоненное колесо плохо воспринимает боковые усилия и машина будет мазать.
При повороте колес наружное колесо должно наклоняться вовнутрь по той же причине.
При торможении или при действии на переднее колесо продольной силы желательно подруливание вовнутрь – при этом улучшается стабилизация – машину не будет бросать из стороны в сторону.
При боковой нагрузке заднее колесо должно подруливать одному только инженеру по шасси известным способом – для правильного поведения на дуге поворота.
При приземлении после трамплина подвеска должна подруливать, помогая гонщику стабилизировать машину.
Жесткость шарниров должна быть правильно подобрана, чтобы машина реагировала на нажатие акселератора на повороте так, как хотелось бы гонщику.
При разгоне и торможении не должно появляться никаких колебаний рулевого управления – зависит от конфигурации поворотных кулаков.
Зависимость между углами поворота левого и правого передних колес (т.н. углы Аккермана) должна быть строго определенной с небольшими вариациями на вкус инженера по шасси, но безусловно в рамках – зависит от кинематики рулевого управления.
Повернутое колесо на неровностях должно вести себя правильно.
Реакции на руле не должны быть особенно большими или особенно маленькими – от этого зависит чувство автомобиля.
Я перечислил только основные требования, и то не все.
Забыл еще сказать о положении оси крена. Это положение тоже зависит от кинематики подвески и влияет на степень поворачиваемости и способность машины заныривать в поворот, то есть на перераспределение веса по колесам в момент входа в поворот. Это как бы требования. Теперь надо грамотно реализовать. Вопрос даже не в том, как этого достигнуть – это достаточно отработано, а как найти баланс между всеми этими параметрами. Дело в том, что достигнув одного, сразу теряешь другое. Улучшение одного приводит к ухудшению другого.
Здесь вступают в действие программа расчета кинематики и, в основном, мысль того самого инженера по шасси. Что делает программа, можно получить представление из ролика, а что делает инженер – посмотреть нельзя, но думать надо сильно, потому, что программа не думает. Она просто показывает анимационно и на графиках то, что ты придумал, а рецептов не дает. Можно будет потом пафосно сказать на пресс-конференции, что кинематика – это такое шаманство, такие, знаете ли, метания, такие вот бессонные ночи и такой вот, понимаете ли, груз ответственности.
Но есть, опять же, выходы, но не из всего.
Можно слизать кинематику с уже существующего удачного автомобиля. Но, строго говоря, таких автомобилей в нашем распоряжении нету, чтобы подходил под наши рейдовые трассы. Кроме того, даже имея машину, снять с нее кинематику не так просто, а еще сложнее понять, почему там сделано именно так, а не иначе. И под какую дорогу и какие шины все в ней сделано, и о чем думал и инженер, и как подстроить все это под нашу базу и колею и под нашу развесовку. И еще опасно повторить чужие ошибки, а они есть в любой машине. Но примерный образец выбрать все-таки необходимо. Взять, например, реакции на руле и стабилизацию. Эти параметры зависят от конфигурации поворотного кулака, кинематики рулевого управления и, что самое печальное, от податливости шины в разных направлениях (файл податливости шин найти невозможно). Все сильно усложняется, если управляемые колеса еще и ведущие. Спроектировать и посчитать все это, конечно, можно, но потом обязательно придется переделывать. Осознав сложность задачи, мы приняли решение использовать поворотные кулаки от Паджеры, соответствующие параметры управляемости которой нас устраивают. Тем более, что кинематика у Паджеры, как показало изучение вопроса, сделана по классическим канонам, абсолютно понятна и, что особенно приятно, ясно, как ее подстроить. От стабилизаторов на первый раз решили отказаться. Дело в том, что стабилизаторы, по большому счету, влияют только на две вещи. Во-первых, они уменьшают крены, которые при соответстующей кинематике, как в нашем случае, и так небольшие. Во-вторых, жесткость стабилизаторов влияет на степень поворачиваемость автомобиля, «ухудшая» сцепление с дорогой передней или задней осей. Засчет этого эффекта потом обычно исправляют огрехи проектирования и подстраивают машину под гонщика или под трассу. Нельзя забывать и о том, что в ралли-рейдах бывает неровно, а в этом случае стабилизаторы ухудшают артикуляцию и сцепление с дорогой. Таким образом, кинематика шасси есть вещь, которая наравне с мощностью, массой, прочностью и надежностью оказывает непосредственное влияние на результат, также как и неправильная подвеска помешает ехать быстро, какой бы мотор мы не поставили. Поэтому кинематика – самые секретные данные, заложенные в конструкцию машины. Даже украсть сложно – красть надо с точностью до нескольких миллиметров. Видел машину, на которой стояла украденная задняя подвеска, так она все время переворачивалась, и ничего сделать было нельзя.
Конечно, гарантировать абсолютно правильное построение подвески будет нескромно, зато можно расчитывать на отсутствие грубых ошибок. Кроме того, когда машина поедет, вылезут недостатки и мы знаем, как будем и ликвидировать.

P.S. Совсем забыл. Знаете, зачем нужны длинные рычаги подвески? А затем, чтобы все эти подруливания, наклоны и тому подобные эффекты проявлялись только на больших ходах подвески. Тогда машина на неровной дороге будет вести себя так же стабильно, как обыкновенная Паджера ведет себя на совсем маленьких неровностях. Обычный джип ведет себя нормально на большой скорости при ходах порядка + 50 мм., а если сделать рычаги длиннее в 2 раза, то машина будет себя вести нормально при ходах + 100 мм., а это уже совсем другая езда. А еще редукторы можно сделать без всяких удлинителей, тогда привода получаются длиннее, уменьшаются углы в гранатах, что приводит к повышению надежности. Зато мы получаем узкую раму, которую надо внимательно считать на кручение, получаем проблемы с компоновкой (рычаги занимают много места). И конечно, такую подвеску не поставишь на стандартный автомобиль, тем более на переднемоторный, потому что длинные рычаги примерно на 76% важнее именно в передней подвеске.
А еще забыл про антиклевковый эффект. Что это такое, зачем он нужен вообще и нужен ли он нам в данном конкретном случае, будет в следующей серии.

Просмотров статьи - 2 942 views
Предупреждение:

Все ссылки и картинки, размещенные выше, представлены исключительно для ознакомления и расположены не на нашем сервере. На нашем сервере могут быть расположены только те картинки, авторами которых является Администрация портала SKA-BUGGY.RU и IZIKASTOM.INFO. Все остальные файлы лежат на сторонних серверах, к которым сайт SKA-BUGGY.RU не имеет абсолютно никакого отношения. Сайт является техническим порталом информационного характера, на котором пользователи выкладывают ссылки на эти файлы, которые доступны публично. Если вы не согласны с правилами сайта, просьба покинуть сайт. Для комментирования или обсуждения статей воспользуйтесь форумом проекта НитроЛАБ