Предмети:
- Степени на свобода при воденето на колелото
- Панти във водача на колелото
- Водачи в водача на колелото
- Изчислете степените на свобода
Степени на свобода в насочването на колелото:
Окачването на автомобила съдържа редица панти (включително на носачите и амортисьора), които осигуряват степените на свобода в цялото окачване. Насочването на колелата гарантира, че възможните степени на свобода на възможните движения на колелата са ограничени само до една или две. Ако колелото не се държи „фиксирано“, то ще може да се върти, накланя (в посоки x и y), завърта, движи нагоре и надолу свободно. Тогава колелото по принцип е „разхлабено“ от окачването. Може да се движи във всяка посока без „насочване“. Всяко току-що споменато движение е една степен на свобода.
Окачването на колелата, т.е. воденето на колелата, гарантира, че свободата на движение е ограничена до 1 степен на свобода. Това означава, че колелото може да се движи „свободно“ само в 1 посока, без влияние от водача. Това свободно движение е движението нагоре и надолу на компресията и отскока. Колелото може да отскача навътре и навън безпрепятствено върху неравна пътна настилка.
Окачването на колелата на автомобила е конструирано с редица линейни панти, сферични шарнири и въртящо-плъзгащи се панти. Всички тези панти си влияят взаимно. Една твърде много панти създава твърде много степени на свобода (така че колелото може неволно да се движи в различни посоки) или 0 степени на свобода (колелото не може да се движи и следователно не може да се компресира и компресира).
Панти във водача на колелото:
Линейна панта:
Тази линейна панта може да се движи в 1 посока; горе и долу. Това осигурява 1 степен на свобода.
Сферична става:
С тази панта съответните части могат да направят 3 движения една спрямо друга; кимане, търкаляне и завъртане. Тази панта има 3 степени на свобода, тъй като когато пантата е „разхлабена“, тя може да направи 3 свободни движения (вижте стрелките).
Въртящо-плъзгаща се панта:
Тази панта може да направи 2 движения; въртеливо и плъзгащо движение навътре и навън. По принцип това е пример за амортисьор (от McPherson). Тези 2 движения гарантират, че въртящо-плъзгащата се панта има 2 степени на свобода.
Водачи в водача на колелото:
За да се създаде окачване на колело от различни видове панти, понякога пантите трябва да се комбинират върху 1 обект, например носач. След това наричаме това поддържащо рамо водач. По-долу са дадени няколко примера за тези проводници:
Линейна панта със сферична връзка:
Това е типичен пример за носач, който е свързан към каросерията (или подрамката) от страната на шарнира и е свързан към кормилния накрайник от страната на сферичния шарнир. Когато цялата тази панта е разхлабена, тя може да се движи както в посоката на движение на линейната панта (1 посока), така и в 3-те посоки на сферичната става. В края на краищата пантата на линията има 1 степен на свобода, а сферичната става има 3. Тъй като тази част се разглежда като 1 проводник, степените на свобода могат да се сумират. След това 1 и 3 го правят 4 степени на свобода.
Двойна сферична става:
Пример за водач с двойна сферична шарнирна щанга е напречната щанга с вътрешна и външна сачми на напречна щанга. Всяка сферична връзка има 3 степени на свобода, така че тъй като е 1 проводник, те трябва да се сумират. Те обаче имат еднакво самозавъртане, защото ако 1 сферична става прави въртеливо движение, то другата също го прави. Така че 1 степен на свобода на самозавъртането не се брои (вижте червените стрелки). Степените на свобода за този проводник са общо 6, но в изчислението, което следва, въведете числото 1 под „самозавъртания r“. Това 1 след това се изважда при изчислението.
Въртящо-плъзгаща се панта със сферична връзка:
Както споменахме по-рано, амортисьорът е въртяща се плъзгаща се панта. Въпреки това, всеки McPherson има и сферичен шарнир над него, въпреки че първоначално не бихте го помислили. В горната част на амортисьора има друга гума. Тази гума осигурява известна свобода на движение на амортисьора и следователно също има свойствата на сферична става. Следователно амортисьорът има както 2-те степени на свобода на въртящо-плъзгащата се панта, така и 3-те степени на свобода на сферичния шарнир, което заедно прави 5. Тук също има естествено въртене, тъй като въртеливото движение на въртящо-плъзгащата се панта е същото движение като въртеливото движение на сферичния шарнир. Така че 1 ще трябва да се добави към "r" на самозавъртане.
Изчислете степените на свобода:
Броят на степените на свобода може да се изчисли въз основа на данните за окачването. За да завършите правилно формулата, пантите и водачите трябва да бъдат разделени на категории:
- L за броя на проводниците
- g за броя на ставите и пантите
- r за броя на естествените завъртания (както при двойната сферична става в 1 водач)
Освен това буквите:
- k за броя на носачите на колелата (в повечето случаи 1, защото това е кормилният накрайник)
- εfi за броя на степените на свобода за общия брой на ставите и пантите, сумирани заедно.
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
Пример:
Окачването на колелото съдържа: k 1 носач на колело (колец), L 2 водачи, g 5 шарнири, r 2 самозавъртания, εfi 15 общи степени на свобода
Под формата на формула това е:
F = 6 (1 + 2 – 5) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = 1 г.
Сега има 1 степен на свобода, така че това е добре. Колелото може да прави чисто движение нагоре и надолу.
За да изясним това, ето пример със снимка на окачване на колело:
Изображението по-долу е на McPherson със съответната легенда. Буквите A, B и C представляват водачите, а числата от 1 до 6 представляват пантите / ставите.
εfi са степените на свобода на пантите, сумирани заедно; така 3 степени на свобода на сферична връзка (така 4 x 3), 1 степен на свобода на линейния шарнир и 2 степени на свобода на въртящо се плъзгащ шарнир.
Формулата може да се завърши с това:
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
F = 6 (1 + 3 – 6) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = -12 – 2 + 15
F = -14 + 15
F= 1 степен на свобода
