Форум Львівського Тюнінг Клубу

[AnGeL]

Багато хто чув і знає що це таке, але багато хто і поняття не має. Так як це автомобільний форум, з нахилом в сторону тюнінгу (принаймі формально), думаю багатьом буде цікава ця стаття. Зразу кажу, шо то зкомуніжджено, і можна просто вставити лінк, але тоді того ніхто не буде читати, тому перепощу то все...

Зазначу, що стаття здебільшого була присвячена радіокерованим моделям, але разом з тим все це цілком можна застосувати і при побудові картингів, баггі, любої самопальної техніки, чи детальній настройці корча.

Принцип Аккермана визначає геометрію кермового управління, з метою забезпечення коректного кута повороту кермових коліс при проходженні повороту або кривої.
До того моменту, коли даний принцип принцип був розроблений, транспортні засоби того часу (з кінської тягою) були забезпечені паралельними кермовими важелями і страждали від поганих характеристик кермового управління. Рудольф Аккерман відомий розробкою принципу використання похилих кермових важелів, який усуває цю проблему кермового управління в транспортних засобах.

image001.gif (4.36Кіб)Переглянуто 3273 разів

Малюнок зображує автомобіль, що проходить через поворот (в даному випадку, поворот нескінченний). Червоні лінії зображують шлях, по якому рухаються колеса. Ви можете помітити, що внутрішні колеса автомобіля слідують по окружності меншого діаметру, ніж зовнішні колеса.
Якщо обидва колеса повернені на однакову величину, внутрішнє колесо буде скребти по дорозі (буде ковзати боком) і буде знижувати ефективність управління. Це ковзання колеса, яке також створює небажаний нагрів і знос колеса, може бути усунуто за допомогою повороту внутрішнього колеса на більший кут, ніж кут повороту зовнішнього колеса.

image002.gif (5.26Кіб)Переглянуто 3273 разів

Різниця в кутах внутрішнього і зовнішнього коліс може бути краще зрозумілою, шляхом вивчення малюнка, де позначені внутрішній і зовнішній радіуси, по яких рухаються кожне з коліс. Внутрішній радіус (Ri) і зовнішній радіус (Ro) залежать від ряду факторів, включаючи ширину автомобіля і крутизну повороту, який збирається пройти автомобіль.
Отже, величини кутів важелів НЕ визначаються цими лініями, вони визначаються відстанями, показаними в подальших розділах "Збільшений", "Зменшений" і "Точний кут Аккермана" в кермовому управлінні.
Розташування обох коліс в належному напрямку руху забезпечує стабільне управління без надмірного зносу і нагріву кожного з коліс.
Очевидно, що при повороті одного з коліс більше, ніж іншого, ви надаєте різні напрямки коліс і вам потрібно це зробити в той же час забезпечуючи прямий напрям обох коліс, коли автомобіль не повертає. Для забезпечення цього, необхідно, щоб неузгодженість напрямків росла від нульового значення (колеса спрямовані прямо вперед) до точки, в якій існує значна різниця в кутах між обома колесами (при максимальному повороті коліс).

Кути кермових важелів
Створення непаралельності коліс досягається шляхом комбінації кута і довжини кермових важелів. Нижче ви зможете побачити кілька малюнків, які наводять приклади використання паралельних і похилих кермових важелів (сошки), для демонстрації того, чому необхідно використовувати принцип Аккермана в кермовому управлінні.

Паралельні кермові важелі

image003.gif (7.18Кіб)Переглянуто 3273 разів

На цьому малюнку кермові важелі спрямовані прямо і паралельно бічних сторін автомобіля, що створює ситуацію, в якій переміщення кермового сервоприводу призводить до рівного кутового переміщення коліс.

image004.jpg (40.91Кіб)Переглянуто 3273 разів

image005.jpg (42.86Кіб)Переглянуто 3273 разів

image006.jpg (42.81Кіб)Переглянуто 3273 разів

Чому відбувається це однакову кутове переміщення можна побачити, вивчивши малюнки вгорі, на яких намальована червона окружність для демонстрації того, як бічне переміщення кермового важеля перетворюється в кругове переміщення. Так як шарнір кермового важеля (A) вирівняний по вертикалі з віссю повороту колеса (B), коли колесо вказує прямо вперед, то однакові переміщення вліво або вправо переміщають шарнір кермового важеля на однакову вертикальну дистанцію від початкового положення.

Похилі кермові важелі

image007.gif (6.77Кіб)Переглянуто 3273 разів

На цьому малюнку кермові важелі нахилені всередину для створення можливості різного ступеня зміни кутів повороту коліс. Це є основою принципу Аккермана і створює нерівне кутове переміщення коліс.

image008.jpg (45.53Кіб)Переглянуто 3273 разів

image009.jpg (46.89Кіб)Переглянуто 3273 разів

image010.jpg (47.74Кіб)Переглянуто 3273 разів

Чому відбувається це нерівне кутове переміщення можна побачити на малюнках, на яких відображено відносне положення шарніра кермового важеля (A) на червоній коловій кривій, щоб показати як шарнір кермового важеля рухається навколо осі повороту колеса (B).
Так як кермовий важіль нахилений, шарнір кермового важеля (A) не вирівняний по вертикалі з віссю повороту колеса (B), коли колесо вказує прямо вперед, і знаходиться на частини шляху по окружності. Через це, правий рух кермового важеля викликає більшу переміщення шарніра кермового важеля у вертикальному напрямку, ніж це має місце при лівому переміщенні кермового важеля.
Найважливішим є те, що це нерівне кутове переміщення є експоненціальним, тобто, чим більше ви повертаєте колесо, тим більшим стає кутове розходження між колесами - в іншому випадку обидва колеса ніколи не будуть вказувати прямо вперед, коли автомобіль не повертає.

image011.gif (9.24Кіб)Переглянуто 3273 разів

Вищенаведений приклад в результаті призводить до кутової відмінності між колесами в діапазоні цього малюнка, тоді як приклад з паралельними керманичами важелями буде забезпечувати однакові кути повороту коліс з обох сторін.

[AnGeL]

А зараз те що зацікавило особисто мене...

Збільшений, зменшений і точний кут Аккермана в кермовому управлінні

Це часто вживані терміни в спортивному моделюванні і вони відносяться до величини різниці в кутах коліс щодо точної геометрії кута Аккермана в кермовому управлінні.

Точний кут Аккермана - нульове сходження при повороті

image012.gif (6.18Кіб)Переглянуто 3255 разів

На малюнку зображена точна геометрія кута Аккермана в кермовому управлінні. Це визначається нахилом кермових важелів таким чином, щоб лінії, проведені через вісь повороту колеса і шарнір кермового важеля, перетиналися в центрі лінії задньої осі

image013.gif (4.46Кіб)Переглянуто 3255 разів

Так як це забезпечує точну геометрію кута Аккермана в кермовому управлінні, то в цьому випадку відсутня зміна кута сходження на внутрішньому колесі (напрям колеса збігається з напрямком кола по якому воно рухається), що можна побачити на малюнку вище.

Збільшений кут Аккермана - розбіжність при повороті

image014.gif (5.72Кіб)Переглянуто 3255 разів

У налаштуванні кермового управління може бути використаний збільшений кут Аккермана, що включає в себе регулювання положення шарнірів кермових важелів, щоб лінії, проведені через вісь повороту колеса і шарнір кермового важеля, перетнулися перед центром задньої осі.

image015.gif (4.45Кіб)Переглянуто 3255 разів

Така геометрія кермового управління дозволяє досягти збільшеної кутової відмінності між поверненими колесами, що призводить до того, що внутрішнє колесо намагається слідувати по окружності меншого діаметру, ніж це має місце в дійсності. Цей ефект можна спостерігати на малюнку вище і він викликає розбіжність на передньому внутрішньому колесі

Зменшений кут Аккермана - сходження при повороті

image016.gif (5.72Кіб)Переглянуто 3255 разів

У налаштуванні кермового управління може бути використаний зменшений кут Аккермана, що включає в себе регулювання положення шарнірів кермових важелів, щоб лінії, проведені через вісь повороту колеса і шарнір кермового важеля, перетнулися позаду центру задньої осі.

image017.gif (4.54Кіб)Переглянуто 3255 разів

Така геометрія кермового управління дозволяє досягти зниженої кутової відмінності між поверненими колесами, що призводить до того, що внутрішнє колесо намагається слідувати по колу більшого діаметру, ніж це має місце в дійсності. Цей ефект можна спостерігати на малюнку вище і він викликає сходження на передньому внутрішньому колесі.

Довжина важелів кермового управління
Так як кермові важелі є важелями, їх довжина є більш-менш вільною величиною, але вона обмежена зазорами і доступним простором в моделі.
Величина переміщення, яка може здійснюватися вузлом сервопривід / тяги кермового управління (простими словами, хід кермової рейки), є також основним фактором, який ви повинні враховувати при розрахунках вивороту і кута Аккермана.

Як кут сходження впливає на кути Аккермана

Взаємодія між кутом сходження і кутом Аккермана

Цей розділ описує взаємодію між кутами Аккермана і кутами сходження.
Примітка:
У наступних розділах наведені різні настройки, які можуть бути застосовані до моделі автомобіля, але потрібно врахувати той факт, що кути сходження можуть бути встановлені в будь-який кут і тому можливо нескінченне число варіантів.
Можливо узагальнити тільки деякі з малюнків, оскільки кут Аккермана фіксований тільки у випадку точного кута Аккермана - у випадках збільшеного і зменшеного кутів Аккермана, вони не є фіксованими кутами.

Точний кут Аккермана разом зі сходженням

image018.gif (5.54Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє сходженням передніх коліс і точним кутом Аккермана.

image019.gif (4.57Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується сходженням обох коліс по відношенню до кругових траєкторій, по яким вони слідують

Точний кут Аккермана разом з розбіжністю

image020.gif (5.54Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє розбіжністю передніх коліс і точним кутом Аккермана.

image021.gif (4.51Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується розбіжністю обох коліс по відношенню до кругових траєкторіях, по яким вони слідують

Збільшений кут Аккермана разом зі сходженням

image022.gif (5.56Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє сходженням передніх коліс і збільшеним кутом Аккермана.

image023.gif (4.52Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується сходженням зовнішнього колеса і паралельністю внутрішнього колеса по відношенню до кругових траєкторіях, по яким вони слідують.
Як згадувалося вище, кут повороту коліс залежить від величини кута Аккермана і величини кута сходження. Кути на цьому малюнку будуть коректні тільки в тому випадку, якщо кут сходження дорівнює за величиною кутку, який створює геометрія Аккермана.

Збільшений кут Аккермана разом з розбіжністю

image024.gif (5.54Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє розбіжністю передніх коліс і збільшеним кутом Аккермана.

image025.gif (4.55Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується розбіжністю обох коліс по відношенню до кругових траєкторій, по яким вони слідують.

Зменшений кут Аккермана разом зі сходженням

image026.gif (6.07Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє сходженням передніх коліс і зменшеним кутом Аккермана.

image027.gif (4.56Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується сходженням обох коліс по відношенню до кругових траєкторій, по яким вони слідують.

Зменшений кут Аккермана разом з розбіжністю

image028.gif (6.12Кіб)Переглянуто 3255 разів

У цьому прикладі автомобіль володіє розбіжністю передніх коліс і зменшеним кутом Аккермана.

image029.gif (4.55Кіб)Переглянуто 3255 разів

Коли колеса повертаються, це закінчується розбіжністю зовнішнього колеса і паралельністю внутрішнього колеса по відношенню до кругових траєкторій, по яким вони слідують.
Як згадувалося вище, кут повороту коліс залежить від величини кута Аккермана і величини кута сходження. Кути на цьому малюнку будуть коректні тільки в тому випадку, якщо кут сходження дорівнює за величиною кутку, який створює геометрія Аккермана.


Як підсумок, залишилось ще б взнати, як кожен випадок впливає конкретно на поведінку автомобіля на дорозі. але вже як мінімум, перед тим як різати сошки в жигулю, можна шось почитати і прикинути, шо і як треба різати і шо в кінцевому результаті ви отримаєте...

[scorpion]

Напевне кут Аккермана в авто міняти не варто, А от розвал-сходження в мінус і кастор в плюс трошки загнати можна. Зміна в управлінні відчувається одразу.

[scorpion]

Правда жре гуму з середини швидше ніж ззовні...

[Kritik]

в мене знайомий начитався такої фігні

і вот шо зробив



тепер розхід резини більший ніж масла

[scorpion]

Напевне арки під час заміни шин ремонтує.

[Doktor]

а хіба передні колеса не крутяться з різною швидкістю??? + нахил колеса

[t309]

А при чому тут різна швидкість?