Modelowanie dynamiki układów kierowniczych samochodów osobowych

• Autorzy: Harlecki A. , Kubas K.

Warianty tytułu

EN

Modelling of dynamics of steering system of passenger cars

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono pewną metodę analizy dynamicznej przestrzennego układu wieloczłonowego, stanowiącego ogólny model fizyczny układów kierowniczych samochodów osobowych. Analizowany układ zbudowany jest z czterech ciał, modelujących kolumnę kierownicy (wraz z kołem kierownicy), zębatkę oraz prawą i lewą zwrotnicę (wraz z kołami samochodu), które mogą obracać się wokół osi ich sworzni (czyli tzw. Osi zataczania). Zębatka połączona jest ze zwrotnicami za pośrednictwem bezmasowych drążków kierowniczych, które modelowano dwuwariantowo . jako ciała o określonej podatności wzdłużnej lub ciała nieodkształcalne. Proponowana metoda daje możliwość uwzględnienia tarcia suchego, występującego w parach kinematycznych układów kierowniczych samochodów, przy czym dla potrzeb przeprowadzonej analizy tarcie to zredukowano do przesuwnej pary kinematycznej, łączącej zębatkę z prowadnicą usytuowaną w nieruchomym nadwoziu. Równania ruchu układu określono na bazie macierzy transformacji jednorodnych, wykorzystując formalizm równań Lagrange.a II rodzaju.

EN

A method of dynamic analysis of a spatial multibody system has been presented in this paper. This system can be treated as a general physical model of steering systems of passenger cars. The system analysed consists of four bodies modeling steering shaft (with steering wheel), rack, left and right stub axle (with wheels), which can rotate around their kingpin axes. The rack is connected with stub axles by two massless steering rods which are modeled both as rigid and flexible bodies. The model assumed enables dry friction between the rack and guide, located in the motionless car body, to be taken into account. Equations of motion of the system considered have been formulated on the basis of Lagrange equations using homogenous transformations.

Słowa kluczowe

PL

dynamika; samochód osobowy; tarcie suche; układ kierowniczy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 7, nr 4
• Strony: 443--464
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.,

Twórcy

autor

Harlecki A.

• Katedra Mechaniki i Inżynierskich Metod Komputerowych Akademia Techniczno-Humanistyczna ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Kubas K.

• Katedra Mechaniki i Inżynierskich Metod Komputerowych Akademia Techniczno-Humanistyczna ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] Craig J. J.: Wprowadzenie do robotyki. Mechanika i sterowanie. WNT. Warszawa. 1995.
• [2] Frik S., Hiller M.: Kinematik und Dynamik einer McPherson-Radaufhängung it elastischem hinteren Querlenkerlager. ZAMM. 69. 5. 1989.
• [3] Gillespie T. D.: Fundamentals of vehicle dynamics. Society of Automotive Engineers. Inc., 400 Commonwealth Drive Warrendale. 1992.
• [4] Grzegożek W.: Modelowanie dynamiki samochodu przy stabilizującym sterowaniu silami hamowania. ZN Politechniki Krakowskiej. Ser. Mechanika. 275. 2000.
• [5] Harlecki A.: Metoda analizy dynamicznej mechanicznych układów wieloczłonowych z tarciem suchym w parach kinematycznych. ZN Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej. Ser. Rozprawy Naukowe. 2. 2002.
• [6] Harlecki A.: Metoda identyfikacji dynamicznych charakterystyk współczynników tarcia w ukladach kierowniczych samochodów osobowych. Sprawozdanie z wykonania Proj. Bad. KBN Nr 8 T12C 061 20. Katedra Mechaniki i Inżynierskich Metod Komputerowych. Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej. 2003.
• [7] Hiller M., Schnelle K. P.: Simulation der nichtlinearen Kinematik und Dynamik Ton Personenwagen. Automobil-Industry. 2. 1990.
• [8] Jurevič E. I. (red.).: Dinamika upravlenija robotami. Nauka. Moskwa. 1984
• [9] Kasprzyk T., Prochowski L.: Teoria samochodu. Obciążenia dynamiczne zawieszeń. WKIŁ. Warszawa. 1990.
• [10] Kölsch, D.: Die Behandlung in der Coulombscher Reibung in der Kraftfahrzeugsimulation. Fortschr. - Ber. VDI. Nr. 230. Düsseldorf. 1994.
• [11] Lozia Z: Analiza ruchu samochodu dwuosiowego na tle modelowania dynamiki. ZN Politechniki Warszawskiej. 41. 1998.
• [12] Lozia Z.: Wykonanie komputerowych obliczeń symulacyjnych ruchu samochód Cinquecent. jadącego ze stała prędkością w testach kierowalności: "wymuszenie skokowe na kole kierownicy". "jazda po łuku", "puszczenie kierownicy przy jeździe po łuku" dla różnych wartości oporów w układzie kierowniczym. Sprawozdanie z wykonania Pracy Nauk.-Bad. Nr 163/501/540/1. Politechnika Warszawska. Wydział Transportu. 1996.
• [13] Lozia Z., Zardecki D.: Vehicle dynamics simulation with inclusion of freeplay and dry friction in steering system. SAE 2002 World Congress & Exhibition Detroit. 2002.
• [14] Rahnejat H: Multi-body dynamics. Vehicles Machines, and Mechanisms Professional Engineering Publishing Limited. London and Bury St Edmunds. 1998.
• [15] Wicher J.: Wektorowa analiza obciążeń układu kierowniczego samochodu opisanego przestrzennym modelem matematycznym. ZN Instytutu Pojazdów Politechniki Warszawskiej. 2. 14. 1995.
• [16] Wohnhaas A.T.: Simulation von Kraftfahrzeug-Lenkungen unter besonderer Berücksichtigung von Reibung und Spiel. Dokt. Diss.. Univ, Stuttgart, 1994
• [17] Zardecki D.: Badania symulacyjne dynamiki układów kierowniczych z uwzględnieniem luzu i tarcia. Materiały IV Konferencji ,,Badania symulacyjne w technice samochodowej". Kazimierz Dolny. 1993.
• [18] Žardecki D.: Model matematyczny układu kierowniczego z luzem i tarciem w przekładni. Materiały VI Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej ,,Autoprogres'98”. Jachranka. 1998.