Динамика автомобиля

Изучение движения транспортного средства и того, как оно изменяется

Динамика транспортных средств — это изучение движения транспортных средств , например, того, как поступательное движение транспортного средства изменяется в ответ на действия водителя, выходы двигательной системы, условия окружающей среды, условия воздуха/поверхности/воды и т. д. Динамика транспортных средств — это часть инженерии, в первую очередь основанная на классической механике . Она может применяться для моторизованных транспортных средств (таких как автомобили), велосипедов и мотоциклов , самолетов и водных судов .

Факторы, влияющие на динамику автомобиля

Аспекты конструкции транспортного средства, влияющие на динамику, можно сгруппировать в следующие: трансмиссия и торможение, подвеска и рулевое управление, распределение массы, аэродинамика и шины.

Трансмиссия и торможение

Компоновка автомобиля (т.е. расположение двигателя и ведущих колес)
Силовая установка
Тормозная система

Подвеска и рулевое управление

Некоторые атрибуты относятся к геометрии подвески , рулевого управления и шасси . К ним относятся :

Распределение массы

Некоторые атрибуты или аспекты динамики транспортного средства обусловлены исключительно массой и ее распределением. К ним относятся:

Аэродинамика

Некоторые атрибуты или аспекты динамики транспортного средства являются чисто аэродинамическими . К ним относятся:

Шины

Некоторые атрибуты или аспекты динамики автомобиля можно напрямую отнести к шинам . К ним относятся:

Поведение транспортных средств

Некоторые атрибуты или аспекты динамики транспортного средства являются чисто динамическими . К ним относятся:

Анализ и моделирование

Динамическое поведение транспортных средств можно анализировать несколькими различными способами. ^[1] Это может быть как простая система пружинной массы , так и модель велосипеда с тремя степенями свободы (DoF), до большой степени сложности с использованием пакета моделирования многотельной системы , такого как MSC ADAMS или Modelica . Поскольку компьютеры стали быстрее, а пользовательские интерфейсы программного обеспечения улучшились, коммерческие пакеты, такие как CarSim, стали широко использоваться в промышленности для быстрой оценки сотен условий испытаний гораздо быстрее, чем в реальном времени. Модели транспортных средств часто моделируются с помощью усовершенствованных конструкций контроллеров, предоставляемых как программное обеспечение в контуре (SIL) с программным обеспечением для проектирования контроллеров, таким как Simulink , или с помощью физического оборудования в контуре (HIL).

Движение транспортного средства в значительной степени обусловлено сдвиговыми силами, возникающими между шинами и дорогой, и поэтому модель шины является неотъемлемой частью математической модели. В современных моделях симуляторов транспортных средств модель шины является самой слабой и самой сложной для моделирования частью. ^[2] Модель шины должна создавать реалистичные сдвиговые силы во время торможения, ускорения, поворота и их комбинаций в различных условиях поверхности. Используется множество моделей. Большинство из них являются полуэмпирическими, например, модель Pacejka Magic Formula.

Гоночные игры или симуляторы также являются формой симуляции динамики транспортного средства. В ранних версиях было необходимо множество упрощений для получения производительности в реальном времени с приемлемой графикой. Однако улучшение скорости компьютера сочеталось с интересом к реалистичной физике, что привело к появлению симуляторов вождения , которые используются для проектирования транспортных средств с использованием подробных моделей, таких как CarSim.

Важно, чтобы модели соответствовали результатам реальных испытаний, поэтому многие из следующих испытаний сопоставляются с результатами, полученными на испытательных автомобилях с приборной панелью.

Методы включают в себя:

Линейный диапазон постоянного радиуса недостаточная поворачиваемость
Рыболовный крючок
Частотная характеристика
Смена полосы движения
Тест на лося
Синусоидальное рулевое управление
Skidpad
Анализ траектории движения

Смотрите также

Ссылки

^ Элкади, Мустафа; Элмаракби, Ахмед (26 сентября 2012 г.). «Моделирование и анализ системы аварийного торможения транспортного средства, интегрированной с различными VDCS при высокоскоростных ударах» (PDF) . Центрально-европейский инженерный журнал . 2 (4): 585–602. Bibcode :2012CEJE....2..585E. doi :10.2478/s13531-012-0035-z. S2CID 109017056.
^ Рэйчел Эванс Квантовые скачки , Automotive Testing Technology International, сентябрь 2015 г., стр. 43 цитата Марка Джиллиана из MTS : « С точки зрения OEM-производителя тепловое моделирование может быть излишним, но модели шин по-прежнему остаются слабым местом любой модели транспортного средства ».

Дальнейшее чтение

Эгберт, Баккер; Нюборг, Ларс; Пацейка, Ханс Б. (1987). "Моделирование шин для использования в исследованиях динамики транспортных средств" (PDF) . Общество инженеров-автомобилестроителей .Новый способ представления данных о шинах, полученных в результате измерений в условиях исключительно поворота и исключительно торможения.
Джиллеспи, Томас Д. (1992). Основы динамики транспортных средств (2-е издание. ред.). Уоррендейл, Пенсильвания: Общество инженеров-автомобилестроителей. ISBN 978-1-56091-199-9.Математически ориентированный вывод стандартных уравнений динамики транспортного средства и определения стандартных терминов.
Милликен, Уильям Ф. (2002). «Проектирование шасси – принципы и анализ». Общество инженеров-автомобилестроителей . Динамика транспортных средств, разработанная Морисом Олли с 1930-х годов. Первый всеобъемлющий аналитический синтез динамики транспортных средств.
Милликен, Уильям Ф.; Дуглас Л. (1995). Динамика гоночного автомобиля (4-е изд.). Уоррендейл, Пенсильвания: Общество инженеров-автомобилестроителей. ISBN 978-1-56091-526-3.Новейший и лучший, а также стандартный справочник для инженеров по автомобильным подвескам.
Limited, Jörnsen Reimpell; Helmut Stoll; Jürgen W. Betzler (2001). Автомобильное шасси: принципы проектирования. Перевод с немецкого AGET (2-е изд.). Warrendale, Pa.: Society of Automotive Engineers. ISBN 978-0-7680-0657-5. Архивировано из оригинала 2012-11-02 . Получено 2017-09-17 . {{cite book}}: |last=имеет общее название ( помощь ) Динамика автомобиля и конструкция шасси с точки зрения гоночного автомобиля.
Guiggiani, Massimo (2014). Наука динамики транспортных средств (1-е изд.). Dordrecht: Springer. ISBN 978-94-017-8532-7.Управление, торможение и вождение дорожных и гоночных автомобилей.
Мейверк, Мартин (2015). Динамика транспортных средств (1-е изд.). Западный Сассекс: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-97135-2.Конспект лекций к MOOC «Динамика транспортного средства» университета

[1] Элкади, Мустафа; Элмаракби, Ахмед (26 сентября 2012 г.). «Моделирование и анализ системы аварийного торможения транспортного средства, интегрированной с различными VDCS при высокоскоростных ударах» (PDF) . Центрально-европейский инженерный журнал . 2 (4): 585–602. Bibcode :2012CEJE....2..585E. doi :10.2478/s13531-012-0035-z. S2CID 109017056.

[2] Рэйчел Эванс Квантовые скачки , Automotive Testing Technology International, сентябрь 2015 г., стр. 43 цитата Марка Джиллиана из MTS : « С точки зрения OEM-производителя тепловое моделирование может быть излишним, но модели шин по-прежнему остаются слабым местом любой модели транспортного средства ».