ГлавнаяМастерскаяТеорияДинамикаГеометрия рулевого управления трехколесных веломобилей классической компоновки

Геометрия рулевого управления трехколесных веломобилей классической компоновки

В данной статье затронуты основные аспекты геометрии рулевого управления трайков типа "тадпол"

Геометрия рулевого управления
трехколесных веломобилей классической компоновки

Силантьев Денис (aka Den Fox)

Компенсирующий механизм Акермана

Когда трехколесное или четырехколесное транспортное средство проходит поворот, центр траектории лежит на продолжении задней оси транспортного средства.

diagram

Это означает, что передние колеса должны, в идеале, поворачиваться на несколько различные углы, так как радиус траектории для каждого колеса свой. Наиболее простой путь достичь желаемого эффекта - использовать механизм геометрической компенсации Акермана. Этот механизм позволяет колесам поворачиваться каждому на нужный угол при любых радиусах траектории. Но не все здесь так гладко: поскольку веломобиль имеет массу, инерционные силы стремяться выпрямить траекторию движения, в то время как силы трения покрышек не дают этого сделать - это вызывает эффект недостаточной поворачиваемости. Обычно его компенсируют доводкой механизма рулевого управления таким образом, чтобы углы поворота обоих колес были более близки по значению, чем это нужно при использовании механизма Акермана. Несмотря на это, механизм Акермана в чистом виде работает достаточно хорошо.

Центровзвешенная ось поворота

centrepointЭтот термин означает такую конструкцию поворотного механизма, в которой ось поворотного шкворня имеет наклон на виде спереди, и, таким образом, пересекается с поверхностью земли в точке контакта колеса или около нее. Силы воздействия неровностей дороги на машину в этом случае направлены по оси поворотного шкворня и не вызывают каких-либо крутящих моментов, которые могли бы повлиять на рулевое управление. Но наклон оси шкворня должен быть минимально возможным в любом случае, поскольку чем больше угол наклона, тем больше усилий требуется прикладывать для поворота (при повороте нужно поднимать вес машины на бОльшую высоту). Обычно этот угол не превышает 15 градусов.

В некоторых случаях конструкторы намеренно перемещают точку пересечения оси поворотного шкворня несколько внутрь относительно пятна контакта колеса - это вызывает такой эффект как "чувство дороги", когда неровности отдаются на руле. Иногда эта точка выносится, наоборот, во внешнюю сторону, что позволяет минимизировать эффект увода в строну при неравномерности тормозных усилий на колесах.

Механизм самоориентации колес

caster_line

По аналогии с двухколесным велосипедом рулевая система трехколесника должна обладать системой самоориентации колес, что достигается наклоном поворотного шкворня назад на виде сбоку (подробнее о механике рулевого управления классического двухколесного велосипеда можно узнать из статьи: "Велосипеды с задним рулевым колесом"). Из практики: угол наклона должен быть в пределах 10-14 градусов. Эффект самоориентации может быть достигнут и смещением шкворня вперед относительно оси колеса.

 

 

 

Другие аспекты конструкции рулевого управления

1. "Развал" колес (когда колеса на виде спереди "завалены" на определнный угол внутрь) делается с расчетом на то, что внешнее в повороте колесо должно в этом случае лучше держать нагрузки (концерн Даймлер-Бенц даже создали прототип автомобиля, у которого в повороте внешние колеса заваливаются на нужный угол автоматически - прим. перев.). Тем не менее практически все производимые в настоящее время трициклы не имеют "развала", поскольку заваленные колеса во-первых, неравномерно изнашиваются (с одной стороны), во-вторых, при прямолинейном движении не дают никаких преимуществ, а только испытывают дополнительные деформирующие нагрузки.

2. "Схождение" колес (на виде сверху расстояние между передними краями колес не равно расстоянию между задними краями: если больше - положительное "схождение") положительное или отрицательное обычно не используется в конструкциях веломобилей. Однако, иногда небольшое "схождение" имеет смысл если соединения в рулевом механизме обладают некоторой податливостью, в результате чего, под действием сил трения и веса машины в динамике колеса становятся паралельными друг другу.

Использованы материалы сайта http://www.eland.org.uk

 

Статьи по теме

Российский производитель веломобилей
Генерация скрипта 0 секунд Яндекс.Метрика