Avtomobilning boshqaruvchanlik ko’rsatkichlari

Boshqariluvchi g’ildiraklarning burilish burchaklari o’rtasidagi bog’lanish.
6. Boshqariluvchi g’ildiraklarning tebranishi.
7. Ekspluatatsiyada uchraydigan faktorlarning boshqaruvchanlikka tahsiri.
Avtomobilning boshqaruvchanlik ko’rsatkichlari
Avtomobilning berilgan yo’nalishda turgun harakatlanish kobiliyati va harakat traektoriyasining boshqarish organlari tahsirida aniq o’zgarishi, uning boshqariluvchanligi deb ataladi.
Avtomobillar tezligi va harakat intensivligining oshishi xaydovchidan harakat xavfsizligini tahminlash uchun avtomobilning harakat traektoriyasini o’zgartirishga doim tayyor bo’lishi talab etadi. Avtomobilning boshqariluvchanligiga rulg’ boshqarmasi, osmalarining kinematik va konstro’qtiv parametrlari, shinaning konstro’qtsiyasi faol tahsir qiladi. Avtomobilning boshqariluvchanligiga juda kup konstro’qtiv va ekspluatatsion faktorlar tahsir qilgani uchun uning bu ekspluatatsion xususiyatini bir o’lcham bilan aniqlab bo’lmaydi. Avtomobilg’ yaxshi boshqariluvchanlikka ega bo’lishi uchun quyidagi shartlar bajarilishi zarur:
1) avtomobilg’ burilayotganda boshqariluvchi (oldingi) g’ildiraklar yon tomonga sirpanmasdan harakatlanishi zarur;
2) rulg’ yuritmasi boshqariluvchi g’ildiraklarning burilish burchaklari o’rtasida to’g’ri nisbatni tahminlashi kerak;
3) boshqariluvchi g’ildiraklar barkaror, ularning ihtiyoriy tabranishi minimal bo’lishi mumkin;
4) rulg’ boshqarmasida teskari bog’lanish mavjud bo’lishi, yahni yo’ldan g’ildirakka tahsir qiluvchi reaktiv kuchni teskari bog’lanish tufayli xaydovchi sezishi lozim.
Boshqariluvchi g’ildiraklarning sirpanmasdan gildirash sharti
Avtomobilning oldingi o’qidagi g’ildiraklari 0 burchakka burilganda ularga tahsir qiluvchi kuchlarni analiz qilamiz (29-rasm).
Etakchi o’q tahsirida boshqariluvchi g’ildiraklarga itaruvchi kuch R tahsir qiladi. U ikkita tashkil etuvchiga. g’ildirakning aylanish tekisligiga parallel Rτ va perpendikulyar Ru kuchlariga ajraladi. Rτ kuch g’ildirakning gildirashiga qarshilik kuchi Rf1, ni yengishga sarflanadi; yahni Rτ= Rf1. Yonaki tahsir etuvchi Ru kuch esa oldingi o’qni yon tomonga siljishga majbur qiladi, unga g’ildirak bilan yo’l o’rtasidagi tishlashish kuchi Rφ qarshilik ko’rsatadi. Bu xolda oldingi o’qning boshqarilish sharti quyidagicha ifodalanadi:
Rφ1 ≥ Ru Rf1 (69)
yoki qiymatlari o’rniga qo’yilgandan sung
tg0 ≤ √φ2-f2/f (70)
bu yerda 0 — oldingi o’q g’ildiraklarining burilish burchagi. Bu formula avtomobilning boshqariluvchanligini aniqlovchi shartdir. (70) formulada√φ2-f2/f=A deb belgilaymiz. Agar tgα < A bo’lsa, avtomobilg’ boshqariluvchan bo’lsa, avtomobilg’ boshqarilmaydigan, yahni sirpanib harakatlanadigan; tgα = A bo’lsa, avtomobilg’ noturgun muvozanatda bo’ladi.
Avtomobilg’ egri traektoriya bo’ylab harakatlanganda unga markazdan kochirma kuch Rts1 tahsir etadi va u tezlikning kvadratiga borlikdir. G’ildiraklarning yonaki sirpanishi katta tezliklarda ham sodir bo’ladi, shuning uchun boshqariluvchanlik bo’yicha kritik tezlik vakr ni aniqlash zarur:
vakr ≤ 3,6 √(j2-f2/tg0 –f) g L cos 0 km/soat (71)
bu yerda L — avtomobilg’ bazasi;
g—jismning erkin tushish tezlanishi, g = 9,8 m/s2.
Agar vakra avtomobilg’ oldingi g’ildiraklari yonaki sirpanmasdan boshqariladi; U vakr>va bo’lsa, avtomobilg’ boshqarilmaydi, chunki 0 burchakning o’zgarishi bilan harakat yo’nalishini o’zgartirib bo’lmaydi; vakr=va bo’lsa, avtomobilg’ noturgun muvozanatda bo’ladi.
Kritik tezlik qiymati oldingi g’ildirakning burilish burchagi 0 ortishi bilan kamayadi, demak, avtomobilg’ qanchalik katta 0 burchak bilan burilsa, uning tezligi shunchalik kam bo’lishi kerak, shunda u boshqariluvchanligini yo’qotmaydi. Avtomobilning boshqariluvchanligiga φ, f koeffitsientlarning qiymatlari sezilari darajada tahsir ko’rsatadi. Ustki kobigi kattik bo’lgan yo’llarda φ>>f bo’lgani uchun radiusi kichik burilishlarda ham avtomobilg’ boshqariluvchanligini saklab koladi. Agar φ=f bo’lsa ( ) formulada ildiz ostidagi son manfiy qiymatga ega bo’lib, avtomobilg’ boshkriluvchanligini yo’qotadi. Agar avtomobilg’ tormozlanish vaqtida uning oldingi g’ildiraklari blokirovkalansa, g’ildiraklarni qanchalik burmaylik, avtomobilning harakat yo’nalishi o’zgarmaydi, yahni u boshqarilmaydi.
SHinaning yonaki sirpanishi (uvodi) va avtomobilning buriluvchanligi.
Elastik shinaga yonaki kuch tahsir etganda avtomobilning harakat yo’nalishini o’zgartirib yuborishi mumkin. Elastik shinaning yonaki sirpanish sxemasini ko’rib chiqamiz. (30-rasm).
30-rasm. G’ildirakning yonaki sirpanmasdan (uvodsiz) (a) va sirpanib (uvodli) (b) gildirashi.
G’ildirakka faqat og’irlik kuchi G1 tahsir qilsin, shinaning perimetri bo’yicha A, V, S, D, Ye nuqtalarni belgilab, g’ildirakni aylantiramiz. Agar g’ildirakka kushimcha ravishda yonaki kuch Ru tahsir kilsa, uning harakat traektoriyasi o’zgaradi. A, V, S, D, Ye nuqtalar A', V', S', D', Ye' xolatini egallaydi. SHina esa oldingi yo’nalishga b burchak ostida harakat qiladi. Xosil bo’lgan b burchak, yahni g’ildirakning yo’nalish o’qi bilan xaqiqiy traektoriyasi orasidagi burchak g’ildirakning yonaki sirpanish burchagi deynladi. Yonaki sirpanish burchagi b bilan yonaki tahsir etuvchi kuch Ru o’rtasida O A uchastkada to’g’ri proportsional bog’lanish mavjud (31-rasm). AV uchastkada Ru ning usishi shinaning qisman sirpanishiga sabab bo’ladi va proportsional bog’lanish yo’qoladi. Rφ=Ru bo’lganda shina tuda sirpanadi va Ru o’zgarmasa ham b burchagi cheksiz ortib boradi.
31-rasm. Har xil tishlashish koeffitsentlarida kundalang kuch va yonaki sirpanish burchagi o’rtasidagi bog’lanish.
OAVS chiziri tishlashish koeffitsienti φ1 uchun kurilgan bulsin. Agar. φ3> φ2> φ1 uchun OA2V2S2; OA1V1S1; OAVS egri chiziqlar to’g’ri kelsa, tishlashish koeffitsientining ortib borishi bilan g’ildirakning yonaki sirpanishiga qarshilik ham oshadi. Yonaki tahsir etuvchi kuch bilan sirpanish burchagi o’rtasidagi borlanish grafigining to’g’ri chiziqli qismi uchun quyidagi tenglikni yozish mumkin:
Ru=Kuv d (72)
bu yerda Kuv—yonaki sirpanishga qarshilik koeffitsienti bo’lib, bir radian yonaki sirpanish burchagini olish uchun qancha yonaki kuch tahsir etishi zarurligini bildiradi. Yengil avtomobilg’ shinalari uchun Kuv= 15 . . . 40 kN/radian yuk avtomobillari uchun esa 60 ... 150 kN/radian.
SHinadagi ichki bosim, karkas katlamlarining soni, tugin enining ortishi yonaki sirpanishga qarshilik koeffitsientini orttiradi. Vertikal kuch G1 mahlum chegaragacha Kuv koeffitsientini orttiradi, keyin esa kamaytiradi, g’ildirakka tahsir etuvchi burovchi moment Kuvni kamaytiradi.
Avtomobilg’ o’qlarining yonaki sirpanish burchaklarini uning to’g’ri yoki egri chiziqli harakati davrida aniqlash mumkin. Avtomobilning turri chiziqli harakati davrida yonaki sirpanish burchagini aniqlash uchun g’ildiraklar markaziga bir tomondan kinoapparat obhektivini yerga karatib, uning kadrlar chegarasi avtomobilning bo’ylama o’qiiga parallel ravishda o’rnatiladi. Avtomobilning harakati davrida yo’l tekisligidagi doglar chiziqlar shaklida plyonkaga tushadi. Ana shu chiziqlarning plyonka bo’ylama o’qi bilan xosil qilgan burchagi shu g’ildirakning yonaki sirpanish burchagi deyiladi.
Avtomobilg’ egri chiziq bo’ylab harakatlanayotganda uning o’qlaridagi b burchaklari MADI (Moskva avtomobilg’ va yo’llar instituti) usulida aniqlanadi. Avtomobilg’ saloniga bakcha o’rnatilib, uning oldingi va ketingi o’qlari o’rtasiga yerga karatib forsunkalar maxkamlanadi. Forsunkalarga truba orqali bakchadan rangli suv 0,2 . . . 0,3 MPa bosim ostida beriladi. Sinash boshida avtomobilg’ gorizontal maydonda 3 ... 5 km/soat tezlikda harakatlanadi (32-rasm). Tezlik o’zgarmas qiymatga ega bo’lganda bakchaning jumragi
32-rasm. Kattik va elastik shinali avtomobilning burilish sxemasi.
ochilib, forsunkalardan asfalg’tga suv purkaladi va yo’lda xosil bo’lgan izlarning diametriulchanadi. Katta R1 radiusli aylana oldingi o’q o’rtasining traektoriyasini, kichik R2 radiusli aylana ketingi o’q o’rtasining traektoriyalarini ko’rsatadi. Aylanma harakat tezligi juda kichik bo’lgani uchun va= 0 deb faraz qilinadi. SHunda ΔOAV dan oldingi g’ildiraklarning surilish burchagi:
sinΘ=L/R1=√R12-R22/R1 (73)
bo’ladi.
SHu eksperimentni Θ burchak o’zgarmaganda, lekin nezlik 20 . . .25 km/soat bo’lganda qaytariladi. SHinalar elastik bo’lgani uchun yonaki sirpanish tahsirida aylanishlar radiusi R1e va R2e bo’ladi ( -rasm) va aylanish markazi O1 nuqtaga kuchadi. ΔO1AS va ΔO1SV dan:
R1esos(Θ-b1)= R2e sosb2 (74)
Tenglikka uzganrtirish kiritilgandan sung:
R1e2[1-sin2 (Θ-b1)]= R2e2 (1-sin2b2) (75)
32-rasmdan quyidagini yozish mumkin.
X=L-d
Qiymatlarni o’rniga qo’ysak:
R2e sinb2=L- R1esin(Θ-b1) (76)
(76) tenglamani kvadratga kutarib (75) bilan birga yechsak quyidagicha bo’ladi:
sin(Θ-b1)=L2 R1e2 –R1e2/ 2LR2e
sinb2=L2 R2e2 –R2e2/ 2LR2e (77)
bu yerda b1, b2 – oldingi va ketingi o’qlarning yonaki sirpanish burchaklari.
(77) tenglamadan Θ ning qiymati aniq bo’lsa b1, b2, burchaklarini aniqlash mumkin. Formuladan ko’rinib turibdiki, b1, b2 burchaklarning qiymatlari baza L – avtomobil shinasining harakteristikasi, osma, rulg’ trapetsiyasi va boshqalar tahsirida o’zgarishi mumkin. SHunday kilib, yonaki kuchlar tahsirida g’ildiraklarning sirpanishi avtomobilning harakat tezligi, tezlanishi va traektoriyasini o’zgartirishi mumkin. Misol tarikasida avtomobilning yonaki sirpanishi natijasida aylanish radiuslarining o’zgarish sxemasini ko’rib chiqamiz:
L=d X
Yoki
L= Retg(Θ-b1) Retgb2
Bundan
Re=L/tg(Θ-b1) tgb2 (78)
Agar b1, b2 burchaklar uncha katta emasligini xisobga olsak, tg(Θ-b1)= Θ-b1 bo’ladi. Bu xolda (78) tenglama quyidagicha yoziladi:
Re=L/Θ b2-b1 (79)
(79) tenglikdan quyidagi xulosalarni qilish mumkin:
a) Avtomobil yonaki sirpanganda uning traektoriyasi Θ,b1,b2 burchaklarga bog’liq bo’ladi;
b) agar boshqariluvchi g’ildiraklar burilmagan (Θ= 0) va g’ildiraklar yonaki sirpanish burchagiga ega bo’lsa, avtomobilg’ egri chiziqli traektoriya bo’ylab harakatlanadi.
Agar avtomobilg’ g’ildiraklari elastikmas, yahni b2=b1=0 bo’lsa, u vaqtda (79) tenglik quyidagi shaklni oladi:
R=L/ tgΘ≈L/ Θ (80)
b1,b2 burchaklar bir-biri bilan qanday bog’lanishda va ular avtomobilning harakatiga qanday tahsir etishi mumkin? Burchaklar o’rtasidagi munosabat avtomobilning buriluvchanligini belgilaydi.
Buriluvchanlik deyilganda, elastik shinali avtomobilning yonaki sirpanishi natijasida boshqariluvchi g’ildiraklarning vaziyatiga bog’liq bo’lgan harakat yo’nalishidan chetlashish xususiyati tushuniladi. Buriluvchanlik oldingi va ketingi unlar yonaki sirpanish burchaklarining ayirmasi bilan ifodalanadi:
∆b= b1-b2
∆b ning qiymati yonaki kuch tahsirida o’zgarib, Ru=(0,3 . . . O,4) Ga bo’lganda optimal qiymati ∆b =2 .. .3° bo’lishi kerak. Avtomobilda uch turli: neytral, chala va ortiqcha buriluvchanlik bo’ladi.
Agar oldingi va ketingi o’qlarning yonaki sirpanish burchaklari uzaro teng (b1=b2) bo’lsa, Re=R bo’ladi va avtomobilg’ neytral buriluvchanlikka ega deyiladi. Lekin bu vaqtda bikr shinali avtomobilg’ traektoriyasi neytral buriluvchanlikka ega bo’lgan avtomobilg’ traektoriyasidan farklanadi, chunki aylanish markazlari O1 va O ikkala xolda turli vaziyatni egallaydi (33-rasm). Ko’rinib turibdiki, bikr shinali avtomobilg’ og’irlik markazining karakatlanish traektoriyasi (shtrixli chiziq) elastik shinali avtomobilnikidan (shtrix punktirli chiziq) fark qiladi. Ikkala xol uchun to’g’ri chiziqli harakat traektoriyalari ham har xil bo’ladi. Agar bikr shinali avtomobilg’ to’g’ri chiziqli harakatda bo’lsa, u yonaki kuch tahsirida sirpanish boshlanguncha turri chiziqli harakatda bo’ladi. Agar avtomobilg’ neytral buriluvchanlikka ega bo’lsa, yonaki sirpanish tahsirida oldingi traektoriyada 6 burchak ostida VV chizig’i bo’ylab to’g’ri chiziqli harakat qilaveradi (33-rasm, b), harakatni berilgan AA yo’nalish bo’yicha davom ettirish uchun xaydovchi avtomobilni teskari tomonga, b ylama o’q AA bilan 6 burchak xosil kilguncha buradi.
33-rasm. Neytral buriluvchanlikka ega bo’lgan avtomobilning harakat sxemasi.
Agar b1>b2 bo’lsa, Re>R bo’ladi va avtomobilg’ chala buriluvchanlikka ega bo’ladi. Elastik shinali avtomobilning bikr shinali avtomobilg’ traektoriyasi bo’ylab yurishi uchun uning oldingi g’ildiraklarini katta burchakka burish zarur.
Agar b12bo’lsa. Re
Demak, chala buriluvchan avtomobilg’, ortiqcha buriluvchan avtomobilga karaganda harakat yo’nalishini yaxshirok saklaydi.
Kuzovning kundalang ogishi.
Avtomobilning boshqariluvchanligiga kuzovning kundalang ogishi ham tahsir qiladi. Avtomobilg’ massalari uzaro kattik, sharnirli va elastik elementlar (prujina, ressora) vositasida bog’langan va ular bir-biriga nisbatan harakatda bo’ladi. Avtomobilg’ massalarini elastik biriktirilgan (ressoralangan) massa (kuzov) va elastik biriktirilmagan (ressoralanmagan) massa (g’ildiraklar o’qlar) larga ajratish mumkin. Avtomobilning ung va chap g’ildiraklariga tushadigan orirlik kuchi yonaki kuchlar tahsirida qayta taxsimlanib, kuzov kundalang og’ish o’qi atrofida buraladi.
Oldingi va ketingi o’qlarnint og’ish markazlarini birlashtiruvchi chiziq og’ish o’qi deb ataladi. Kuzovning kundalang og’ish paytida uning old va ketingi qismi buraladigan nuqtasi og’ish markazi deb ataladi. Og’ish markazining vaziyati osmalarning kinematik sxemalariga bog’liq. Kuzovning og’ish burchagi ψk kuydagicha aniqlanadi:
ψk=Ru hkr/Cα-Gk hkr (81)
buerda Gk—kuzov og’irligi;
hkr—og’ish yelkasi,
Cα — osmaning burchak bikrligi.
Osmalar kinematikasi avtomobilning boshqariluvchanligiga katta tahsir ko’rsatadi, chunki kuzovning kundalang ogishi ketingi o’qni gorizontal tekislikda buradi yoki oldingi va ketingi g’ildiraklarning vertikal tekislikka nisbatan ogishini tahminlaydi.
Avtomobilg’ ketingi ressorasining oldingn qismi kuzovga oddiy sharnir, ketingi qismi esa ilgakli sharnir bilan maxkamlangan (34-rasm).
34-rasm. Kuzov kundalang ogishini orqa o’qning gorizontal tekislikda burilishiga tahsiri.
Ressora kuzovning ogishi natijasida egilganda ketingi o’q g’ildiraklarining markazi MM yoyi bo’ylab siljiydi. Kuzov bir tomonga ogganda shu tomondagi ressorasi sikadi, teskari tomondagisini esa chuzadi. SHunda chap va ung g’ildirak markazlari o’qning neytral xrlatidan har xil tomonga o’tib koladi, natijada ketingi o’q burchak siljishiga ega bo’ladi. Bu vaqtda avtomobilg’ ortiqcha
buriluvchan bo’ladi. Agar ressoraning oldingi qismi ilgakli, ketingi qismi esa oddiy sharnir bilan maxkamlansa, ketingi teskari tomonga burilib, avtomobilda chala buriluvchanlik xususiyati paydo bo’lishi mumkin.
Boshqariluvchi g’ildiraklarning burilish burchaklari o’rtasidagi bog’lanish.
Mahlumki, avtomobilg’ aylana bo’ylab harakatlanganda ichki va tashki g’ildiraklar har xil yo’lni bosib utadi. G’ildiraklar yonga sirpanmasdan gildirashi uchun ichki gshildiragining burilish burchagi tashkisinikidan katta bo’lishi kerak. Bu vazifani rulg’ trapetsiyasi bajaradi. CHap va ung g’ildiraklar burilish burchaklari o’rtasidagi bog’lanish harakterini aniqlash uchun bikr inali avtomobilning aylana bo’ylab harakatini ko’rib chiqamiz (35-racm). OAV va ^OSD.dan:
cg0v = OA/L; ctg0H=OC/L
Ikkinchi tenglikdan birinchisini ayriymiz.
ctg0H- cg0v=OC-OA/L=Lshk/L (82)
bu yerda 0n, Ov-tashki va ichki g’ildiraklar burilish burchaklari;
Lshk-shkvoreng’ markazlari orasidagi masofa.
35-rasm. Avtomobilning burilishi.
Professor B.K.Mlodzievskiyning aniqlashicha (82) formula shartini rulg’ trapetsiyalarini tula kanoatlantirmaydi. SHuning uchun rulg’ trapetsiyasi ekpluatatsiyada kuprok uchraydigan va g’ildirak kichik burchaklari burilganda (82) formula sharti bajariladigan kilib loyixalanadi. G’ildirakning burilish burchagi 120…150 dan katta bulmasa, On≈Ov≈Our deyish mumkin. Agar avtomobil g’ildiraklari elastik bo’lib, yonaki sirpanib harakatlanayotgan bo’lsa, On va Ov lar o’rtasidagi bog’lanish quyidagicha bo’ladi:
Ctg0n-ctg0 = Lshk(127L-G2/Kuv2 Va2)/(127L-G2/Kuv2 Va2 G1/Kuv1 Va2)2 (83)
Bu Kuv1, Kuv2-oldingi va ketingi o’qlarning yonaki sirpanishiga qarshilik koeffitsentlari.