Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Геометрия Аккермана

Геометрия рулевого управления Аккермана - это геометрическое расположение рычагов в рулевом управлении автомобиля или другого транспортного средства, предназначенное для решения проблемы колес внутри и снаружи поворота, требующей прорисовки кругов разного радиуса .

Он был изобретен немецким строителем экипажей Георгом Ланкенспергером в Мюнхене в 1817 году, а затем запатентован его агентом в Англии Рудольфом Аккерманом (1764–1834) в 1818 году для конных экипажей. Эразм Дарвин, возможно, ранее претендовал на звание изобретателя с 1758 года. [1] Дарвин разработал систему рулевого управления, потому что он был ранен, когда карета опрокинулась. Его дизайн с прямоугольной геометрией был реализован и модифицирован Ричардом Ловеллом Эджвортом (членом Лунного общества Бирмингема ) в современное воплощение, которое мы видим сегодня.

Преимущества [ править ]

Цель геометрии Аккермана - избежать того, чтобы шины соскальзывали вбок при движении по кривой. [2] Геометрическим решением этой проблемы является расположение осей всех колес в виде радиусов окружностей с общей центральной точкой. Поскольку задние колеса зафиксированы, эта центральная точка должна находиться на линии, продолжающейся от задней оси. Пересечение осей передних колес на этой линии также требует, чтобы внутреннее переднее колесо при повороте поворачивалось на больший угол, чем внешнее колесо. [2]

В отличие от предыдущего «поворотного» рулевого управления, когда оба передних колеса вращались вокруг общей оси, каждое колесо получило свой собственный стержень, расположенный рядом со своей собственной ступицей. Будучи более сложной, эта компоновка улучшает управляемость, избегая больших воздействий от изменений поверхности дороги, воздействующих на конец длинного плеча рычага, а также значительно сокращая продольный ход управляемых колес. Связь между этими ступицами поворачивает два колеса вместе, и, тщательно подбирая размеры рычага, можно приблизительно определить геометрию Аккермана. Это было достигнуто за счет того, что рычажный механизм не был простым параллелограммом, а была сделана длина рулевой тяги (подвижного звена между ступицами) короче, чем длина оси, так что рулевые рычаги ступиц, казалось, "схождение ". Когда рулевое управление двигалось, колеса поворачивались согласно Аккерману, а внутреннее колесо поворачивалось дальше. [2] Если поперечная рулевая тяга размещена перед осью, она должна быть длиннее по сравнению, таким образом, сохраняя то же самое" палец в сторону ".

Дизайн и выбор геометрии [ править ]

Рулевая тяга Ackermann

Простое приближение к идеальной геометрии рулевого управления Аккермана может быть получено путем перемещения поворотных точек поворота внутрь так, чтобы они лежали на линии, проведенной между поворотными шкворнями рулевого управления и центром задней оси. [2] Поворотные точки рулевого управления соединены жесткой штангой, называемой поперечной рулевой тягой , которая также может быть частью рулевого механизма, например, в форме рейки и шестерни . С идеальным Аккерманом при любом угле поворота центральная точка всех кругов, очерченных всеми колесами, будет находиться в одной общей точке. Обратите внимание, что на практике это может быть сложно организовать с помощью простых рычагов, и конструкторам рекомендуется рисовать или анализировать свои системы рулевого управления во всем диапазоне углов поворота.

В современных автомобилях не используется чистое рулевое управление Аккермана, отчасти потому, что оно игнорирует важные динамические и согласованные эффекты, но принцип хорош для маневров на низкой скорости. Некоторые гоночные автомобили используют обратную геометрию Аккермана, чтобы компенсировать большую разницу в угле скольжения между внутренними и внешними передними шинами при прохождении поворотов на высокой скорости. Использование такой геометрии помогает снизить температуру шин при прохождении поворотов на высокой скорости, но снижает производительность при маневрах на низкой скорости. [3]

Расширенное условие Аккермана [ править ]

Расширенное условие Аккермана

Условие Аккермана автопоезда выполняется, когда не только оси колес тянущего транспортного средства, но и оси колес прицепа направлены в теоретический центр поворота (центр момента).[4] На немецком языке: [5] В отличие от одиночных транспортных средств, когда рулевые колеса повернуты, составы транспортных средств должны пройти определенное расстояние, чтобы сформировалось это состояние.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Улучшение дизайна Erasmus Darwin для Рулевые Вагоны Десмонд Кинг-Хил, 2002, The Royal Society, Лондон. По состоянию на апрель 2008 г.
  2. ^ a b c d Норрис, Уильям (1906). «Рулевое управление» . Современные вагоны паровой дороги . Лонгманс. С. 63–67.
  3. ^ Милликен, Уильям Ф. и Милликен, Дуглас Л: "Динамика транспортного средства гоночного автомобиля", стр. 715. SAE 1995 ISBN 1-56091-526-9 
  4. ^ Сакач, Тамаш (2010). «Моделирование и симуляция угла буксировки сельскохозяйственных тракторов и прицепов» . Landtechnik . 65 (3): 178–181 . Проверено 26 ноября 2020 года .
  5. ^ Сакач, Тамаш (2010). "Modellierung und Simulation des Zugwinkels zwischen Anhänger und Zugmaschine" . Landtechnik . 65 (3): 178–181 . Проверено 26 ноября 2020 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Концепт Акермана, использованный на мотоцикле Yamaha, Niken
  • Технический документ 2002 года о конструкции рулевой тяги Ackermann
  • Акерман? Или нет? Это имеет значение?
  • Истинный Аккерман и динамично сгенерированный Аккерманн
  • Распространенная ошибка установки на старых автомобилях Ford, когда рулевая тяга установлена ​​перед осью.
  • Возникшие проблемы, которые могут быть вызваны чрезмерным или недостаточным Аккерманом.
  • Гусеницы Ackermann Steering и Racing Circle (овальные), включают эффект схождения, когда учитывается геометрия рулевого управления Ackermann, и их использование в гонках
  • Дом Эразма Дарвина, Личфилд, Великобритания. Музей. Дарвин Пейдж