Ảnh hưởng của độ cứng thanh lắc lư trên đường gồ ghề, không bằng phẳng

Tôi vừa đọc một bài viết thực sự hay về vật lý thanh lắc lư . Tôi cũng đã xem một video thảo luận về hành vi đình chỉ trên những con đường gồ ghề .

Hãy giả sử như sau:

• Một chiếc xe dẫn động bánh trước được điều khiển quanh một góc với tốc độ, trên một con đường bằng phẳng, khô ráo, sẽ chỉ bằng tốc độ tối đa mà nó có thể đạt được trước khi bắt đầu lái.
• Để đơn giản, mọi thay đổi thanh lắc lư sẽ được thực hiện ở phía trước và phía sau theo cách mà TLLTD sẽ không bị ảnh hưởng.
• Những cú sốc, thanh chống, lò xo sẽ ​​không được thay đổi.
• Theo những con đường "gồ ghề", ý tôi là những điều kiện lái xe không hoàn hảo điển hình mà bạn có thể gặp hàng ngày: Nghĩ rằng các bản vá, đường nối và ổ gà trên đường cao tốc, nghĩ về gợn, đường dốc và áp thấp (ví dụ như mặc đường điển hình gần biển báo dừng, trên đường thường xuyên có xe tải, v.v.) trên đường đô thị, các bản vá sau xây dựng, đường bị tước để chuẩn bị cho việc tái tạo bề mặt, các hố ga được nâng lên, áp lực thoát nước, đó là một điều. Đó là một định nghĩa rộng, nhưng tôi không có nghĩa là điều kiện ngoài đường hoặc hậu tận thế.

Trong trường hợp này, làm thế nào một bộ thanh lắc lư cứng hơn sẽ ảnh hưởng đến việc xử lý xe trên mặt đường gồ ghề, không bằng phẳng ? Mọi cuộc thảo luận về lý thuyết treo và vật lý tôi thấy dường như thường giả định điều kiện đường tốt.

Ví dụ, hãy xem xét kịch bản ở trên, vào cua trái với tốc độ, sau đó đến lượt tôi đánh một lỗ nồi khá lớn, nói sâu 2-3cm với bánh trước bên trái.

Từ hiểu biết hạn chế của tôi, hiệu ứng của một thanh lắc lư quá cứng sẽ là một trong những điều sau đây:

1. Thanh chống bên trái sẽ mở rộng vào ổ gà, tác động lực xuống bánh xe.
2. Thông qua thanh lắc lư, một số thứ này cũng sẽ được chuyển sang phía bên phải, tạo ra một lực hướng lên ở phía bên phải của cơ thể.
3. Sau đó, khi thoát khỏi ổ gà, một cái gì đó ... phức tạp sẽ xảy ra mà tôi không thể tìm ra.

Hoặc là:

1. Thanh chống bên trái muốn mở rộng vào ổ gà.
2. Việc mở rộng phía bên trái sẽ bị giới hạn thông qua thanh sway bởi lực hướng xuống có ở phía bên phải do rẽ.
3. Bánh xe bên trái sau đó sẽ mất nhiều thời gian hơn để lấy lại liên lạc với mặt đất, khiến bánh xe bên phải chịu lực tác động mạnh hơn (không còn bị bánh xe bên trái hấp thụ), và chiếc xe sẽ dễ dàng lái hơn. Và có thể một số điều phức tạp khác sẽ xảy ra.

Tôi có đang đi đúng hướng với một trong những đánh giá đó không? Hiệu ứng sẽ là gì?

Cũng như một câu hỏi hệ thống (có lẽ quá rộng): Điều kiện đường gồ ghề nên có tác động gì khi quyết định cấu hình thanh lắc lư lý tưởng?

tl; dr: làm cứng một trong các thanh lắc lư trên xe hơi sẽ khiến đầu xe đó dễ bị gãy hơn khi phản ứng với quá độ.

Ở cấp độ cao, thanh lắc lư hoạt động như một lò xo giống như bất kỳ lò xo nào khác. Bạn có thể tháo rời vấn đề thanh lắc lư bằng cách xem xét một mảnh tại một thời điểm. Ví dụ, hãy tưởng tượng rằng một đầu của thanh lắc lư được gắn vào cụm bánh xe ở một đầu nhưng được cố định vào một điểm bất động ở đầu kia. Nếu bạn cố gắng di chuyển cụm bánh xe lên hoặc xuống đột ngột (như sẽ xảy ra với các va chạm thoáng qua trong ví dụ của bạn), thanh sẽ cố gắng xoay trên các điểm trục của nó. Nếu đầu kia không được gắn vào bất cứ thứ gì, thanh rõ ràng sẽ chỉ xoay tự do. Tuy nhiên, vì nó được chốt trong ví dụ này, thanh hoạt động như một lò xo xoắn, chống lại hành động xoắn. Thanh càng cố gắng vặn, thì kết quả toque mà thanh sẽ tác động theo hướng ngược lại càng lớn.

Tất nhiên, chúng tôi không bắt vít các đầu của thanh lắc lư vào khung. Chúng tôi kết nối chúng với các điểm treo ở hai đầu. Như vậy, giờ đây chúng được ghép nối với toàn bộ hệ thống lò xo ẩm ướt đã có sẵn. Một lần nữa, nếu chúng ta thêm một lực vào một bánh xe, thanh lắc lư sẽ cố gắng xoay trên các điểm trục đó. Điều này sẽ dẫn đến một lực tương đương được tác dụng lên cụm bánh xe khác (nếu bạn cố gắng nâng bánh xe bên phải, thanh lắc lư sẽ cố gắng nâng bánh xe bên trái).

Đây là nơi chúng tôi bắt đầu đi vào những điểm chính trong câu hỏi của bạn: hãy nhớ rằng lò xo chỉ tác dụng lực khi chúng được di chuyển khỏi trạng thái nghỉ. Vì lợi ích của cuộc thảo luận này, chúng ta hãy gắn bó với lò xo tuyến tính:

F = k * d

Trong đó F = Lực, k = hằng số lò xo và d = khoảng cách hoặc độ võng. Tương đương với lò xo xoắn là:

T = k * theta

Trong đó T = mô-men xoắn, k = một hằng số lò xo khác nhau và theta = góc xoắn. Trong cả hai trường hợp này, bạn có thể thấy rằng bạn càng nén, kéo dài hoặc xoắn lò xo, lực tạo ra hoặc mô-men xoắn càng lớn. Điều quan trọng hơn: nếu bạn không di chuyển mùa xuân, sẽ không có lực lượng nào cả. Vì vậy, để thanh lắc lư tác dụng bất kỳ lực nào lên bánh xe mà bạn đang xem xét, nó phải làm cho lò xo trên bánh xe kia bị lệch (nén hoặc kéo dài). Điều này rất quan trọng: thanh lắc lư không làm gì cả cho đến khi nó gây ra điều gì đó xảy ra ở phía bên kia của chiếc xe.

Một cách khác để nói điều này là thanh lắc lư làm cho hệ thống treo độc lập bốn bánh của bạn ít độc lập hơn đáng kể.

Hãy nói lại vấn đề ban đầu của bạn theo cách mà chúng ta có thể giải quyết nó. Hãy tưởng tượng một cặp bánh xe với lò xo của chúng và một thanh lắc lư kèm theo. Đây là một thanh lắc lư ma thuật mà trên đó chúng ta có thể quay số trong nhiều hằng số xoắn (từ spaghetti khập khiễng đến dầm thép cứng I). Bây giờ chúng tôi tác dụng lực ngang lên toàn bộ thiết bị này, chỉ nhỏ hơn một chút so với giới hạn của một lốp xe (nghĩa là, nếu chỉ có một miếng vá tiếp xúc lốp trên mặt đất, nó gần như sẽ trượt, nhưng với hai thì không).

Bây giờ, chuyển thanh lắc lư ma thuật xuống cài đặt độ cứng gần như bằng không và va vào một bánh xe (ví dụ, nâng miếng vá tiếp xúc của nó lên khỏi mặt đất đột ngột) trong khi lực ngang vẫn tiếp tục. Bánh xe đối diện gần như hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi vết sưng này và do đó miếng vá tiếp xúc lốp của nó không bị xáo trộn. Vì chúng tôi cẩn thận chọn lực ngang để chỉ nhỏ hơn lực cần thiết để đẩy lốp sang một bên, hệ thống không bị ảnh hưởng.

Bây giờ thiết lập thanh ma thuật lắc lư đến độ cứng vô hạn hiệu quả. Bây giờ, khi chúng ta nâng một bánh xe, bánh xe kia cũng được nâng lên tương tự. Vì cả hai lốp xe mất liên lạc, toàn bộ hệ thống bắt đầu trượt sang một bên.

Thực tế, tất nhiên, ở đâu đó ở giữa nhưng loại thí nghiệm suy nghĩ này đưa ra quan điểm: nếu bạn nâng một bánh xe, thanh lắc lư cũng sẽ cố gắng nâng cao cái kia. Điều này dẫn đến việc toàn bộ phần cuối của chiếc xe có cảm giác như bị vỡ ra.

Ví dụ thực tế trong cuộc sống thực tế: khi tôi có FWD Integra, tôi đã thử thí nghiệm chính xác này. Thanh lắc lư phía sau của tôi có ba cài đặt cho phép tôi kiểm soát độ cứng (thực sự chúng ảnh hưởng đến đòn bẩy mà phần còn lại của hệ thống treo có trên thanh lắc lư nhưng kết quả hoàn toàn giống nhau). Điều này đã cho tôi bốn cài đặt độ cứng có thể để thử nghiệm: không có thanh + ba lựa chọn thanh ngày càng cứng. Có một đoạn đường đặc biệt gần đó mà tôi có thể sử dụng để thử các lượt pháp lý chặt chẽ . Những gì tôi tìm thấy là việc tăng độ cứng sẽ làm giảm chất lượng của chuyến đi qua những va chạm và tăng cảm giác rằng phần cuối sẽ nhảy ra (cố gắng vượt qua).

Thêm một thanh lắc lư sẽ dẫn đến một chuyến đi khắc nghiệt hơn

Tôi đã cố gắng giải thích các cơ chế với đồ họa bên cạnh này :

Giải trình

• Khi một bánh xe gặp phải một con mương, trọng lượng của chiếc xe trên bánh xe đó sẽ khiến nó bị lệch xuống dưới. Điều này làm cho lò xo treo mở rộng, khiến một lực cản tác dụng theo hướng ngược lại.

• Thêm một thanh lắc lư giới thiệu một lực điện trở bổ sung trong hỗn hợp, làm giảm lượng lực kháng lò xo. Điều này dẫn đến độ lệch của lò xo nhỏ hơn so với khi không có thanh lắc lư.

• Độ lệch của lò xo ít hơn có nghĩa là thân xe sẽ muốn đi theo bánh xe vào ổ gà nhiều hơn khi thanh lắc lư không có mặt.

Vì một bức tranh đáng giá ngàn lời nói

Đây là hiệu ứng của thanh lắc lư

Thật ngạc nhiên khi các quán bar lắc lư và off-road hiếm khi đi cùng nhau

Bạn muốn khung xe có thể xoắn một chút và linh hoạt.

Phần khác sẽ phá vỡ dưới Duress khá dễ dàng.

Trên thực tế, các thanh lắc lư được bắt vít vào khung máy tại một điểm nào đó gần các cánh tay điều khiển thấp hơn (ở phía trước, trên khung phụ). Do đó, về cơ bản, nó làm cho mỗi góc cứng hơn, riêng lẻ. Vì vậy, như đã nói, có một vị trí "không" (trong đó hệ thống treo là khi xe đang đỗ), do đó, hệ thống treo càng đi xa khỏi vị trí số 0 đó, dù là dương hay âm, càng có nhiều lực cản (tôi đoán bạn có thể nghĩ về nó giống như một thanh nâng lên?). Vì vậy, nếu bạn có một thanh lắc lư đường kính nhỏ, nó uốn cong dễ dàng cho phép di chuyển nhiều hệ thống treo hơn, khi bạn đi vào một số thanh lắc lư đường kính lớn hơn, bánh xe sẽ chỉ ở trong không khí (về cơ bản là ở vị trí 0) một lỗ. Mục tiêu ở đây thực sự là thêm hoặc lấy đi độ bám, thường là khi hệ thống treo được tải lên. Thiết lập càng mềm mại,

http://speed.academy/how-swaybars-work/

Tất cả điều này tất nhiên có tính đến mục đích của thanh Ant-sway. Rõ ràng đó là một tính năng an toàn điều khiển sẽ hoạt động ở tốc độ cao hơn Hoặc trong tình huống phản ứng khẩn cấp để ngăn cuộn và duy trì kiểm soát. Điều đó đã được nói. Có, thiết kế tiêu chuẩn Các thanh Ant-Sway ảnh hưởng tiêu cực đến sự thoải mái khi đi xe vì chúng hạn chế mục đích thiết kế rất độc lập của hệ thống treo độc lập. Điều thú vị là, Jeep Wranglers mới hơn hiện có một tính năng trong đó thanh lắc lư có thể được ngắt kết nối từ xa trong cabin lái xe. Cũng thật thú vị khi lưu ý rằng các mẫu Royals Royce sau này hiện có " Active Sway Bar " được thiết kế để cho phép di chuyển tự do hệ thống treo lên đến một điểm nhất định.một trong những tính năng thiết kế cho phép các đặc tính đi xe rất thoải mái và thích ứng của chiếc xe.

Vì vậy, trong khi các thanh lắc lư là một tính năng an toàn, chúng nhanh chóng trở thành một khu vực cần cập nhật thiết kế để hoạt động tốt với các hệ thống treo tích cực hơn ngày nay.