[PENDING] Δυναμική κίνησης & ευστάθεια οχήματος

ΣΟΜΔΑ΢: ΔΝΔΡΓΔΗΑ΢ & ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ΢

ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑ΢ΗΑ

ΣΗΣΛΟ΢: ΓΤΝΑΜΗΚΖ ΚΗΝΖ΢Ζ΢ &ΔΤ΢ΣΑΘΔΗΑ ΟΥΖΜΑΣΟ΢

΢ΠΟΤΓΑ΢ΣΖ΢: ΡΟΤΜΔΛΗΩΣΖ΢ ΝΗΚΟΛΑΟ΢ (ΑΜ: 4920)

ΔΠΗΒΛΔΠΩΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ΢: ΗΩΑΝΝΖ΢ Θ. ΑΡΑΜΠΑΣΕΖ΢

ΚΑΒΑΛΑ ΢ΔΠΣΔΜΒΡΗΟ΢ 2012

Η πηπρηαθή εξγαζία εληάζζεηαη ζην πξνπηπρηαθφ πξφγξακκα ζπνπδψλ Σκήκαηνο Μεραλνινγίαο ηνπ Σ.Δ.Ι. Καβάιαο. Έρεη ζέκα: “Γπλακηθή Κίλεζεο θαη Δπζηάζεηα νρήκαηνο”.

΢θνπφο ηεο εξγαζίαο είλαη, λα θαηαγξάςεη θαη λα δηεξεπλήζεη ηελ δπλακηθή θίλεζεο θαη ηελ επζηάζεηα ηνπ απηνθηλήηνπ, δεδνκέλνπ φηη ηα πεξηζζφηεξα αηπρήκαηα νθείινληαη θαηά θαλφλα ζε θαθή θαηάζηαζε ησλ ζπζηεκάησλ ηνπ νρήκαηνο π.ρ. ζχζηεκα αλάξηεζεο, πέδεζεο, δηεχζπλζεο θ.ι.π. ΢θνπφο ηεο είλαη λα ελεκεξψζεη ηνλ θάζε ελδηαθεξφκελν.

Θεξκέο επραξηζηίεο απεπζχλσ ζε φινπο φζνπο ζπλέβαιαλ απνθαζηζηηθά ζηελ πινπνίεζε ηεο εξγαζίαο απηήο . Ιδηαίηεξα ζηνλ θαζεγεηή κνπ θ. Αξακπαηδή Ισάλλε γηα ηηο πνιχηηκεο ζπκβνπιέο ηνπ θαη ηελ θαζνδήγεζή ηνπ θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο εθπφλεζεο ηεο πηπρηαθήο κνπ εξγαζίαο.

ΠΙΝΑΚΑ΢ ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΧΝ

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1

ΓΔΝΙΚΗ ΓΤΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΣΡΟΠΗ΢ ΣΟΤ ΟΥΗΜΑΣΟ΢

1.1 Κέληξν βάξνπο.(ζει.9-12)

1.2 Πξνζδηνξηζκφο θέληξνπ βάξνπο νρήκαηνο.(ζει.12-13) 1.3 Η επζηάζεηα ηνπ απηνθηλήηνπ ζε θίλεζε.(ζει.13-17)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2

΢Τ΢ΣΗΜΑ ΓΙΔΤΘΤΝ΢Η΢ ΣΟΤ ΟΥΗΜΑΣΟ΢

2.1 Γεσκεηξία ηνπ ζπζηήκαηνο δηεχζπλζεο .(ζει.18-21)

2.2 Σν ηεηξάπιεπξν νδήγεζεο ή ηεηξάπιεπξν ηνπ (ΑΚΔΡΜΑΝ).(ζει.21-32) 2.3 Γσλία C-P.(ζει.32-33)

2.4 Γσλία Κάζηεξ. (ζει.33-37) 2.5 F400 Carving. (ζει.37-46) 2.6 ΢χγθιηζε ηξνρψλ .(ζει.46-49)

2.7 ΢χζηεκα 4 δηεπζπληεξίσλ ηξνρψλ. (ζει.49-53)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3 ΝΔΔ΢ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΔ΢ (ζει.54-61)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4

ΑΝΑΡΣΗ΢Η ΣΟΤ ΟΥΗΜΑΣΟ΢

4.1 ΢χζηεκα αλάξηεζεο (ζει 62-64)

4.2 Λεηηνπξγία ηεο αλάξηεζεο ζηηο ζηξνθέο (ζει 64-73)

4.3 ΢χζηεκα ξχζκηζεο χςνπο απηνθηλήηνπ θαη απηφκαηεονξηδνληίσζεο (ζει.74-77)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5

ΔΛΑ΢ΣΙΚΑ ΟΥΗΜΑΣΟ΢

5.1 Η δνκή ηνπ ειαζηηθνχ (ζει.78-80) 5.2 Σχπνη ειαζηηθψλ (ζει.80-81)

5.3 Οη δπλάκεηο ζηα ειαζηηθά (ζει.81-87)

5.4 Τπν- Τπεξζηξνθή.Οη καγηθέο ιέμεηο ηεο νδήγεζεο (ζει.88-92) 5.5 Σερλνινγία RUN-FLAT (ζει.92-93)

5.6 Τδξνιίζζεζε (ζει.93)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 6

΢Τ΢ΣΗΜΑ ΠΔΓΗ΢Η΢ ΟΥΗΜΑΣΟ΢

6.1 Βαζηθέο έλλνηεο θπζηθήο (ζει.94-97) 6.2 ΢χζηεκα πέδεζεο (ζει.97-99)

6.3 Βαζκφο πνηφηεηαο ηνπ ζπζηήκαηνο πέδεζεο (ζει.99-100) 6.4 Αληηπινθαξηζηηθφ ζχζηεκα θξέλσλ ΑΒS (ζει.100-106)

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 7

΢Τ΢ΣΗΜΑ ΔΛΔΓΥΟΤ ΟΛΙ΢ΘΗ΢Η΢ ΣΡΟΥΧΝ

7.1 Γεληθά (ζει.107-108)

7.2 Δίδε ζπζηεκάησλ –αξρέο ιεηηνπξγίαο (ζει.108-111)

7.3 ΢χζηεκα ειεθηξνληθνχ ειέγρνπ ηεο ξνπήο ηνπ θηλεηήξα (ζει111) 7.4.Ηιεθηξνληθφο θαηαλεκεηήο πίεζεο θξέλσλ (ζει.111-112)

7.5.Ηιεθηξνληθφ ζχζηεκα άκεζεο ελεξγνπνίεζεο θξελαξίζκαηνο BAS (Brake Assist System) (ζει.112-113)

7.6. ΢χζηεκα ειέγρνπ πξφζθπζεο ησλ ηξνρψλ θαηά ηελ εθθίλεζε (ζει.113-114) 7.7. Brake assist.(ζει.114)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1.

(΢ρ.1.1.1.) Κέληξν βάξνπο (΢ει.10)

(΢ρ.1.2.1.) Γπλάκεηο πνπ επηδξνχλ ζην αθηλεηνπνηεκέλν φρεκα ζε επίπεδε επηθάλεηα (΢ει.13)

(΢ρ.1.3.1.) (α) Τπεξζηξνθή ,(β)Τπνζηξνθή (΢ει.16)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2.

(΢ρ.2.1.1.) Γηεχζπλζε κε ζηξνθή ηνπ πξφζζηνπ άμνλα γχξν απφ έλα πείξν (΢ει.18)

(΢ρ.2.1.2.) ΢ηξνθή ηνπ απηνθηλήηνπ πξνο ηα αξηζηεξά κε νκφθεληξεο ηξνρηέο ησλ ηεζζάξσλ ηξνρψλ ηνπ (΢ει.19)

(΢ρ.2.1.3.) Παξάιιεινη δηεπζπληήξηνη ηξνρνί (΢ει.20).

(΢ρ.2.1.4.) Φπζηνινγηθή ηξνρηά ησλ πξφζζησλ παξάιιεισλ ηξνρψλ θαηά ηηο ζηξνθέο θαη εμαλαγθαζκέλε, ιφγσ εθηξνπήο ηεο παξαιιειφηεηαο πνπ δεκηνπξγεί ην ηεηξάπιεπξν ΑΚΔΡΜΑΝ (΢ει.21)

(΢ρ.2.2.1.) Σξφπνο ζχλδεζεο εκπξφζζηνπ νιφζσκνπ άμνλα (΢ει.22) (΢ρ.2.2.2.) Γεσκεηξία ηνπ ηεηξάπιεπξνπ Άθεξκαλ (΢ει.23)

(΢ρ.2.2.3.) Σνκή ησλ πξνεθηάζεσλ ησλ αγθνλνηψλ βξαρηφλσλ ζην κέζνλ ηνπ νπίζζηνπ άμνλα (΢ει.24)

(΢ρ.2.2.4.)Γσλία νιίζζεζεο θαη γσλία πιεχζεο (΢ει.25)

(΢ρ.2.2.5.) Ννεηφο άμνλαο ζθαηξηθψλ ζπλδέζκσλ θαη θιίζε ηνπο (΢ει.27).

(΢ρ.2.2.6.) Δπίδξαζε ησλ δπλάκεσλ ιφγσ ηεο γσλίαο Κακπεξ (΢ει.28)

(΢ρ.2.2.7.) Δγθάξζηα θιίζε ηνπ ηξνρνχ, ηνπ πείξνπ, ή ησλ ζθαηξηθψλ ζπλδέζκσλ (΢ει.29)

(΢ρ.2.2.8.) Η γσλία Κάκπεξ ζε νιφζσκν πξφζζην άμνλα (΢ει.29)

(΢ρ.2.2.9.) Δγθάξζηα θιίζε ηνπ πείξνπ ζε αλάξηηζε Mac Pherson (΢ει.31) (΢ρ.2.2.10.) Κιίζε ηνπ αθξαμνλίνπ (΢ει.32)

(΢ρ.2.3.1.) Γσλία CP θαη αθηίλα θχιηζεο ζε αλάξηηζε κε γφλαηα Μαθ Φέξζνλ (΢ει.33)

(΢ρ.2.4.1.) Η γσλία Κάζηεξ (΢ει.34)

(΢ρ.2.4.2.) Θεηηθή γσλία Κάζηεξ ζε αλεμάξηεηε αλάξηεζε κε ζθαηξηθνχο

(΢ρ.2.4.3.) Η γσλία Κάζηεξ ζε ζχζηεκα αλάξηεζεο Μαθ Φέξζνλ (΢ει.35) (΢ρ.2.4.4.)Δπίδξαζε ηεο γσλίαο Κάζηεξ ζε ηξνρνχο «επίπισλ» (΢ει.36) (΢ρ.2.4.5.) Η γσλία Κάζηεξ ζε πνδήιαην (΢ει.36)

(΢ρ.2.5.1.) Φεθηαθφ ζχζηεκα δ/λζεο ηνπ F400 (΢ει.40) (΢ρ.2.5.2.) Μεηαβιεηφ θάκπεξ ηεο Mercedes (΢ει.41) (΢ρ.2.5.3.) Σν εηδηθφ ιάζηηρν ηεο Mercedes (΢ει.42)

(΢x.2.5.4.) Καζνξηζκφο γσλίαο θάκπεξ απφ πδξαπιηθφ έκβνιν (΢ει.43) (΢ρ.2.5.5.) Απεηθφληζε ζπλδεζκνινγίαο πνπ απνπζηάδεη ε αλάξηεζε (΢ει.44) (΢ρ.2.5.6.).Λεηηνπξγία ησλ αξζξσηψλ παξαιιεινγξάκκσλ πνπ θαζνξίδνπλ ην θάκπεξ ηνπ ηξνρνχ..(΢ει.45)

(΢ρ.2.5.7.) Αξζξσηφ παξαιιειφγξακκν πνπ ειέγρεη ηελ νξηδφληηα νπηζζνρψξεζε ηνπ ηξνρνχ (΢ει.46).

(΢x.2.6.1) Απνηέιεζκα ηεο ζεηηθήο γσλίαο Κάκπεξ είλαη ε θσληθή θχιηζε ησλ ηξνρψλ θαη ε ηάζε απφθιηζεο ηνπο (΢ει.47)

(΢ρ.2.6.2) ΢χγθιηζε ησλ πξνζζίσλ δηεπζπληεξίσλ ηξνρψλ ζεκεία κέηξεζεο ηεο ζχγθιηζεο (΢ει.48)

(΢ρ.2.6.3). Ρχζκηζε ηεο ζχγθιηζεο-απφθιηζεο ζε νπίζζηνπο ηξνρνχο (΢ει.49).

(΢ρ.2.7.1) ΢χζηεκα 4 δηεπζπληεξίσλ ηξνρψλ.(΢ει.50)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3

(΢ρ.3.1.1) Κξεκαγηέξα Active Steering (΢ει.54) (΢ρ.3.1.2) Κξεκαγηέξα ADAS (΢ει.55)

(΢ρ.3.1.3) ΢χζηεκα πινήγεζεο ACC.(΢ει.56) (΢ρ.3.1.4) Σν λέν SUV ηεο Audi (΢ει.57)

(΢ρ.3.1.5) Γνκή ζπζηήκαηνο δηεχζπλζεο Lexus RX400h.(΢ει.59) (΢ρ.3.1.6) ΢χζηεκα VDIM ζην Lexus RX 400h.(΢ει.60)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4.

(΢ρ.4.2.1) Απιέο αλαξηήζεηο (΢ει.65) (΢ρ.4.2.2) Γχν αησξνχκελνη άμνλεο (΢ει.65) (΢ρήκα 4.2.3) Αησξνχκελνη άμνλεο (΢ει.66) (΢ρ.4.2.4) Μηθξνί αησξνχκελνη άμνλεο (΢ει.67)

θάησ (΢ει.68)

(΢ρ.4.2.6) Οη δπλάκεηο πνπ επελεξγνχλ ζε κηα ζηξνθή (΢ει.70) (΢ρ.4.2.7) Γεκηνπξγία ξνπψλ (΢ει.70)

(΢ρ.4.2.8) Κιίζε ηνπ ακαμψκαηνο ζηε ζηξνθή (΢ει.71)

(΢ρ.4.2.9) Γπλάκεηο πνπ επελεξγνχλ πάλσ ζην φρεκα ζηε ζηξνθή θαη ν άμνλαο ηνπ (΢ει.72)

(΢ρ.4.2.10) Κέληξα πεξηζηξνθήο ηνπ νρήκαηνο (΢ει.73) (΢ρ.4.3.1) ΢χζηεκα αλάξηεζεο AUDI TT. (΢ει.75)

(΢ρ.4.3.2) ΢χζηεκα πεξηνξηζκνχ θιίζεσλ PORSCE (΢ει76)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5.

(΢ρ.5.1.1) Γνκή ειαζηηθνχ Radial (΢ει.78)

(΢ρ.5.1.2) ΢χγθξηζε ζπκβαηηθνχ κε ην ειαζηηθφ RunOnFlat. Η εληζρπκέλε δνκή ησλ πιατλψλ, αιιά θαη εηδηθά επηζέκαηα ζην εζσηεξηθφ επηηξέπνπλ ηε ιεηηνπξγία ηνπ ειαζηηθνχ αθφκα θαη ρσξίο αέξα. (΢ει.80)

(΢ρ.5.3.1) Γπλάκεηο πνπ αζθνχληαη ζην ειαζηηθφ θαη ζην δξφκν (΢ει.82) (΢ρ.5.3.2) Δμαζθάιηζε θεληξνκφινπ δχλακεο (΢ει.83)

(΢ρ.5.3.3) Αληίδξαζε πνπ αλαπηχζζνπλ νη ξάγεο. (΢ει.85) (΢ρ.5.3.4) Παξακφξθσζε ειαζηηθψλ (΢ει.85)

(΢ρ.5.3.5) Γσλία νιίζζεζεο (΢ει.86)

(΢ρ.5.3.6) Παξακφξθσζε Διαζηηθψλ (΢ει.87) (΢ρ.5.4.1) ΢πκπεξηθνξά ηνπ νρήκαηνο (΢ει.89) (΢ρ.5.4.2) Τπεξζηξνθή ηνπ νρήκαηνο.(α).(΢ει.90) (΢ρ.5.4.3) Τπεξζηξνθή ηνπ νρήκαηνο (β).(΢ει.90)

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6.

(΢ρ.6.1.1)Γπλάκεηο ζηε πεξηθέξεηα ηνπ ηξνρνχ (΢ει.95) (΢ρ.6.1.2) Υαξαθηεξηζηηθή κηαο πέδεο ηξνρνχ (΢ει.95).

(΢ρ.6.1.3) ΢θίηζν ελφο δηζθφθξελνπ (΢ει.96)

(΢ρ.6.2.1) ΢πλάξηεζε ηνπ ζπληειεζηή ηξηβήο (΢ει.97)

(΢ρ.6.3.1) Βαζκφο πνηφηεηαο ελφο ζπζηήκαηνο πέδεζεο (΢ει.99)

(΢ρ.6.3.2) Γηάγξακκα επίδξαζεο ηεο ξχζκηζεο ηνπ ζπζηήκαηνο πέδεζεο ζην

(΢ρ. 6.4.1) Ο θχθινο ηνπ Υάκ (΢ει.102)

(΢ρ. 6.4.2 ) ΢πληειεζηήο δχλακεο πέδεζεο, θαη ζπληειεζηήο πιεπξηθήο δχλακεο ζε ζπλάξηεζε κε ηελ νιίζζεζε (΢ει.103)

The purpose of this paper is to present in details the powers which are applied in a vehicle whether this is moving or not, as well as the systems which are designed to encounter and neutralize them.

The way a vehicle behaves on the road depends highly on the successful neutralization of powers like acceleration force, centrifugal force, the weight of the vehicle, etc. If we fail to neutralize one or more of these powers, the vehicle deviates from its course, rotates or slides and finally overturns.

The steering system in a vehicle is very important as it keeps the vehicle stable both in straight course and in turns. That’s why it is constantly being developed. The geometry of the steering system, Ackerman’s quadrangle, Camber’s angle, C-P, Caster’s angle, play a very important role in the neutralization of the above mentioned powers.

Suspensions appear to be one of the simplest, but in fact one of the most important parts of a car. What makes them necessary is the fact that they are an intermediate system, which is placed between the wheels and the car body.

Suspension absorbs the shocks created by the irregularities of the road and reacts to the forces, which tend to overturn the car or deviate it from its course. All these forces, which act on the car, create a series of complex loads. Thus, the design of a suspension, which will react properly in any case, becomes obligatory.

Tires bring the car in contact with the road and must perform several functions simultaneously. Tires lift the weight of the car and must control the vertical forces, which are created due to the weight, both in movement and stillness. In addition, they accept the side forces from the street, with which they have to develop friction powers that will allow the car to accelerate, slow down or turn without deviating from its course.

Most of the above mentioned powers appear when the vehicle has to stop either in urgent situations or not. The role of the braking system is to neutralize these powers and that’s why manufacturers have developed different kinds of braking systems with the ABS being the most advanced.

Finally, sliding of the wheels is very crucial for the stability of the car. In contemporary cars manufactures apply a variety of systems, which control sliding of the wheels and the direction of the car in difficult driving situations. All these systems

significantly in their development.

ΓΔΝΗΚΖ ΓΤΝΑΜΗΚΖ ΑΝΑΣΡΟΠΖ΢ ΣΟΤΟΥΖΜΑΣΟ΢

1.1. Κένηρο Βάροσς

Χο θέληξν βάξνπο νξίδεηαη ην λνεηφ ζεκείν κέζα ζε θάζε ζηεξεφ ζψκα φπνπ ζπγθεληξψλεηαη ε κάδα φινπ ηνπ ζψκαηνο.

Η έλλνηα απηή είλαη γλσζηή ζε φινπο καο, θαζψο θαη νη αξρέο πνπ ηελ δηέπνπλ.

Όινη ζπκφκαζηε ηνλ εαπηφ καο λα πξνζπαζνχκε λα ηζνξξνπήζνπκε ην κνιχβη ζηελ άθξε ηνπ ζξαλίνπ, αληί λα πξνζέρνπκε ζην κάζεκα ζην ζρνιείν. Πξνθαλψο ην θέληξν βάξνπο ηνπ ζψκαηνο ήηαλ γηα καο πην ζεκαληηθφ απφ ηα καζεκαηηθά πξνβιήκαηα.

Πφζν αλφεηνη ήκαζηαλ πνπ λνκίδακε φηη δελ ζα ρξεηαδφκαζηαλ πνηέ θακηά απφ ηηο ζεσξίεο πνπ καζαίλακε. Δίλαη ζίγνπξν πσο πνιινί απφ καο ζα ζέιακε ηψξα πνιχ λα κπνξνχζακε λα γπξίδακε πίζσ ζ’ εθείλα ηα ρξφληα ηεο κάζεζεο. Καζψο απηφ φκσο παξακέλεη αδχλαην, ζα πξέπεη λα επσθειεζνχκε απφ φιεο ηηο δηαπηζηψζεηο πνπ θάλακε «ηζνξξνπψληαο κνιχβηα» θαη λα θαηαλνήζνπκε θαιχηεξα ηελ έλλνηα ηνπ θέληξνπ βάξνπο.

Καζψο ην θέληξν βάξνπο, ινηπφλ, νξίδεηαη σο έλα λνεηφ ζεκείν ζα πξέπεη λα θαηαιάβνπκε πσο δελ έρεη κέγεζνο. Μπνξείο λα ηζνξξνπήζεηο έλα αληηθείκελν έρνληαο βξεη ην θέληξν βάξνπο ηνπ αθφκε θαη ζην θεθάιη κηαο θαξθίηζαο αλ ε ζπγθεθξηκέλε είλαη αξθεηά αλζεθηηθή ψζηε λα αληέμεη ηηο πθηζηάκελεο πηέζεηο, ελψ κπνξείο επίζεο λα ην ηζνξξνπήζεηο ζην άθξν ελφο ηειεθσληθνχ ζηχινπ.

Σξεηο είλαη νη άμνλεο πνπ πξνβάιινληαη ζην θέληξν βάξνπο ελφο νρήκαηνο.

1. Ο Γηακήθεο άμνλαο (x) 2. Ο παξάπιεπξνο άμνλαο (y) 3. Ο θάζεηνο άμνλαο (z)

Τπάξρεη απηφ πνπ είλαη γλσζηφ σο έμη βαζκψλ ειεπζεξία ή δπλαηφηεηα θίλεζεο γχξσ απφ ηνπο άμνλεο ηνπ θάζε νρήκαηνο. Ο Γηακήθεο άμνλαο (x) είλαη γλσζηφο σο άμνλαο θχιηζεο θαη πάλσ ζ’ απηφλ πξαγκαηνπνηείηαη ε θίλεζε. Σν φρεκα κπνξεί λα θηλείηαη είηε κε ηελ θαηεχζπλζε ηεο θνξάο ηνπ ξνινγηνχ είηε θαη αληίζηξνθα απφ απηήλ.

Ο παξάπιεπξνο άμνλαο ( y) είλαη γλσζηφο σο άμνλαο ζηεξέσζεο θαη ε

ζε δπν θαηεπζχλζεηο επί απηνχ θαζψο ην φρεκα κπνξεί λα παξεθθιίλεη κε ηελ θαηεχζπλζε ησλ δεηθηψλ ηνπ ξνινγηνχ ή θαη αληίζηξνθα

(Στ.1.1.1) Κένηρο βάροσς

Απηέο είλαη νη έμε δπλαηφηεηεο θίλεζεο πνπ έρεη έλα φρεκα επί ησλ αμφλσλ ηνπ κε ην θέληξν βάξνπο λα απνηειεί νπζηαζηηθφ ζεκείν αμφλσλ z θαη y. Η θίλεζε κπνξεί λα γίλεηαη είηε επί ελφο άμνλα θάζε θνξά είηε θαη επί δχν αμφλσλ ηαπηφρξνλα.

Οη θηλήζεηο απηέο δελ πεξηνξίδνληαη ζε θαλέλα βαζκφ θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο αλαηξνπήο είηε θαη κεηά απφ απηήλ αιιά πξνθαλψο ε θίλεζε επί νπνηνπδήπνηε άμνλα δελ γίλεηαη λα πξαγκαηνπνηείηαη ηαπηφρξνλα ζε δπν θαηεπζχλζεηο , δελ κπνξεί λα παξεθθιίλεη π.ρ. έλα φρεκα θαη πξνο ηελ αληίζεηε θνξά ηνπ ξνινγηνχ θαη αληίζηξνθα ηαπηφρξνλα.

Οη θηλήζεηο απηέο δελ πεξηνξίδνληαη ζε θαλέλα βαζκφ θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο αλαηξνπήο είηε θαη κεηά απφ απηήλ αιιά πξνθαλψο ε θίλεζε επί νπνηνπδήπνηε άμνλα δελ γίλεηαη λα πξαγκαηνπνηείηαη ηαπηφρξνλα ζε δπν θαηεπζχλζεηο , δελ κπνξεί λα παξεθθιίλεη π.ρ. έλα φρεκα θαη πξνο ηελ αληίζεηε θνξά ηνπ ξνινγηνχ θαη αληίζηξνθα ηαπηφρξνλα.

Καζψο κειεηάκε θαη αλαιχνπκε ηελ θίλεζε ηνπ νρήκαηνο πξέπεη λα

Δίλαη ζεκαληηθφ λα θαηαλνήζνπκε γεληθά ηελ γεληθή δπλακηθή ελφο νρήκαηνο θαζψο ε θαηαλφεζε απηή ζα βνεζήζεη φρη κφλν ζηελ αλάιπζε ηεο θίλεζεο ηνπ νρήκαηνο αιιά θαη ζηελ έξεπλα ηεο θίλεζεο ηνπ νδεγνχ.

Έλα φρεκα πξνθεηκέλνπ λα αλαηξαπεί, πξέπεη λα παξάγεη έξγν αξθεηφ γηα λα κεηαηνπίζεη ην θέληξν βάξνπο ηνπ πάλσ απφ ηνπο ηξνρνχο θίλεζεο. Σν έξγν πξνθχπηεη απφ ηελ νξκή – κηα δχλακε πνπ πθίζηαηαη επί κηαο δεδνκέλεο ρξνληθήο πεξηφδνπ (I=FΓt) πνπ παξάγεηαη θαηά ηελ πνξεία. Απφληνο ελφο θπζηθνχ εκπνδίνπ, φπσο έλα ραληάθη ή κηα θακπή ηνπ δξφκνπ, ε νξκή κπνξεί λα πξνθιεζεί θαη απφ ηελ ηξηβή πνπ ππάξρεη αλάκεζα ζηνπο ηξνρνχο θαη ηνλ δξφκν. Σν κέγεζνο ηεο νξκήο θαζνξίδεηαη ζ’ απηέο ηηο πεξηπηψζεηο απφ ην κέγεζνο ηεο ηξηβήο.

΢ηηο πεξηπηψζεηο αλαηξνπήο, ην φρεκα πθίζηαηαη παξάπιεπξε θίλεζε γηα έλα δηάζηεκα, επνκέλσο έρεη πιεπξηθή επηηάρπλζε. Η αλάξηεζε θαη ε πνηφηεηα ησλ ηξνρψλ θαζψο θαη ην βάξνο θαη νη δηαζηάζεηο ηνπ νρήκαηνο επεξεάδνπλ κέγηζηε πιεπξηθή επηηάρπλζε πνπ κπνξεί λα αλαπηχμεη έλα φρεκα ρσξίο λα ράζεη ηνλ έιεγρν, θαζνξίδνληαο παξάιιεια ηελ ζηαζεξφηεηά ηνπ.

Η γεσκεηξηθή ζηαζεξφηεηα ελφο νρήκαηνο θαζνξίδεηαη σο ε ηηκή πνπ ηζνδπλακεί κε ηελ αλαινγία ηνπ κηζνχ εχξνπο ηξνρηάο (t) πξνο ην χςνο ηνπ θέληξνπ βάξνπο (h) (t/2h). Η γεσκεηξηθή ζηαζεξφηεηα πξνθχπηεη απφ ηελ ζηαηηθή θαηάζηαζε ηνπ νρήκαηνο φηαλ απηφ είλαη ζε αθηλεζία. Η γεσκεηξηθή ζηαζεξφηεηα δελ είλαη ην ίδην κε ηελ ζηαζεξφηεηα ελ θηλήζεη, δηφηη ε ηειεπηαία ιακβάλεη ππφςε ηεο ηελ αλάξηεζε θαη ηελ απνηειεζκαηηθφηεηα ησλ ηξνρψλ θαη αλαθέξεηαη ζηελ δπλακηθή ηνπ νρήκαηνο. Γεληθά κηιψληαο, ην κέγεζνο ηεο ιεηηνπξγηθήο ζηαζεξφηεηαο ηνπ νρήκαηνο είλαη ιηγφηεξν απφ απηφ ηεο γεσκεηξηθήο ζηαζεξφηεηαο πεξίπνπ θαηά 25%

ιηγφηεξν. Πξνθεηκέλνπ λα αλαηξαπεί ην φρεκα πξέπεη λα μεπεξαζηεί ε ιεηηνπξγηθή ζηαζεξφηεηα.

΢ηελ πξάμε ζα ήηαλ ηδηαίηεξα δχζθνιν γηα ηνλ νπνηνδήπνηε εξεπλεηή λα αλαπηχμεη κηα πξαθηηθή κέζνδν ππνινγηζκνχ ηεο ιεηηνπξγηθήο ζηαζεξφηεηαο. Ο θαζνξηζκφο, σζηφζν, ηεο γεσκεηξηθήο ζηαζεξφηεηαο είλαη ιηγφηεξν πνιχπινθνο.

Πνιιέο θνξέο ην εχξνο ηξνρηάο ηνπ νρήκαηνο κπνξεί λα κεηξεζεί επη ηφπνπ. Οη πιεξνθνξίεο πνπ αθνξνχλ ηηο δηαζηάζεηο θαη βξίζθνληαη ζην εγρεηξίδην ηνπ ρξήζηε είλαη επίζεο πνιχ ζεκαληηθέο.

Ο ζπκβαηηθφο ηξφπνο ππνινγηζκνχ ηνπ χςνπο ηνπ θέληξνπ βάξνπο είλαη

ζπγθεθξηκέλν εμνπιηζκφ πνιχ ζπρλά δελ ηνλ έρνπλ νη πεξηζζφηεξνη εξεπλεηέο. ΢’

απηήλ ηελ πεξίπησζε κπνξνχλ λα απεπζπλζνχλ ζηηο βάζεηο δεδνκέλσλ ηνπ Expert Auto Stats ή ζηελ NHTSA crash test, γηα ηηο απαξαίηεηεο πιεξνθνξίεο

Βαζηθή αξρή ζηελ θαηαλφεζε ηεο δπλακηθήο ζε αλαηξνπή είλαη πσο αλ ε ηηκή ηεο αξρηθήο αλαηξνπήο μεπεξάζεη ην φξην ηεο επηθάλεηαο ηξηβήο (t/2h>f) ηφηε ην φρεκα δελ ζα αλαηξαπεί, απιψο ζα θηλείηαη πιεπξηθά. Απηφο πξέπεη λα είλαη ν ιφγνο γηα ηελ κηθξή ζπρλφηεηα αλαηξνπψλ ζε πεξηπηψζεηο πνπ δελ ππάξρεη θάπνην εκπφδην ζηνλ δξφκν. Αληηζέησο, αλ ε ηξηβή ζηελ επηθάλεηα μεπεξάζεη ηελ αξρηθή θάζε ηεο αλαηξνπήο (f>t/2h) ηφηε ην φρεκα ζα αλαηξαπεί, φπσο θαη ζπκβαίλεη φηαλ ππάξμεη θάπνηαο κνξθήο εκπφδην ζηνλ δξφκν.

Ο φξνο ηξηβή επηθάλεηαο εθαξκφδεηαη ηφζν ζε αλαηξνπέο εληφο θαη εθηφο ηνπ δξφκνπ. Η αξρηθή θάζε ηεο αλαηξνπήο, πνπ πνιιέο θνξέο νλνκάδεηαη θαη φξην πιεπξηθήο ζηαζεξφηεηαο αλαθέξεηαη ζην ζεκείν εθείλν φπνπ νη ηξνρνί αξρίδνπλ λα ζεθψλνληαη απφ ην έδαθνο θαη ζεκαηνδνηεί ηελ αξρή ηεο αλαηξνπήο.

Αο ζεσξήζνπκε έλα φρεκα ζε κηα ζηαζεξή θαηάζηαζε κε κηα αξηζηεξή ζηξνθή φηαλ μαθληθά ράλεη ηνλ έιεγρν θαη αξρίδεη λα παξεθθιίλεη ηεο πνξείαο. ΢ε κηα ηέηνηα πεξίπησζε ην βάξνο κεηαηνπίδεηαη πξνο ηελ δεμηά πιεπξά ηνπ νρήκαηνο.

Σν φξην πιεπξηθήο ζηαζεξφηεηαο μεπεξληέηαη φηαλ ν έλαο απφ ηνπο αξηζηεξνχο ηξνρνχο αλπςσζεί απφ ην έδαθνο. Γηα λα απινπνηήζνπκε ηελ κειέηε καο ζα ππνζέζνπκε πσο θαη νη δπν ηξνρνί ζηελ αξηζηεξή πιεπξά αλπςψλνληαη ηαπηφρξνλα απφ ην έδαθνο, ελψ ζηελ πξαγκαηηθφηεηα απηφ δελ ζπκβαίλεη. Η δηαθνξά ζηνλ ρξφλν αλχςσζήο ηνπο φκσο είλαη κεδακηλή θαη κπνξεί λα κε ιεθζεί ππφςε γηα ηηο αλάγθεο ηεο έξεπλαο.

Αθνχ ινηπφλ, αλπςσζνχλ απφ ην έδαθνο νη αξηζηεξνί ηξνρνί θίλεζεο ην θέληξν βάξνπο πεξηζηξέθεηαη γχξσ απφ ηνλ θάζεην άμνλα, πεξηιακβάλνληαο ηελ επαθή ηνπ εδάθνπο κε ηνπο ηξνρνχο επί ηεο δεμηάο πιεπξάο, νπφηε θηάλνπκε ζην ζεκείν ηεο αλαηξνπήο ε νπνία θαη επαθνινπζεί. Αξθεηφ έξγν πξέπεη λα έρεη παξαρζεί πξνθεηκέλνπ λα αλπςσζεί ην θέληξν βάξνπο, πνπ ζεκαίλεη φηη πξέπεη λα έδξαζε κηα νξκή γηα ζπγθεθξηκέλε δηάξθεηα

1.2 Προζδιοριζμός κένηροσ βάροσς οτήμαηος

΢ην θάησζη ζρήκα θαίλνληαη νη δπλάκεηο πνπ επηδξνχλ ζην αθηλεηνπνηεκέλν φρεκα

αληηδξάζεηο Nf θαη Nr πνπ είλαη ίζεο κε ηα επί κέξνπο θνξηία ησλ 960 θαη 865 kg Ο πξνζδηνξηζκφο ηεο νξηδφληηαο ζέζεο ηνπ θέληξνπ βάξνπο ηνπ απηνθηλήηνπ δίδεηαη απφ ηνπο ηχπνπο

(Στ.1.2.1) Δσνάμεις ποσ επιδρούν ζηο ακινηηοποιημένο ότημα ζε επίπεδη επιθάνεια.

1.3 Ζ εσζηάθεια ηοσ ασηοκινήηοσ ζε κίνηζη

Με ηνλ φξν "επζηάζεηα θίλεζεο ηνπ απηνθηλήηνπ" ελλννχκε ηελ ηθαλφηεηα, πνπ πξέπεη λα έρεη έλα φρεκα πνπ θηλείηαη ζε νξηδφληην επίπεδν έδαθνο, ρσξίο εμσηεξηθέο επηδξάζεηο αθελφο, θαη αθεηέξνπ λα δηαηεξεί, ρσξίο επέκβαζε ζην ζχζηεκα δηεχζπλζήο ηνπ, ηελ ηξνρηά ηελ νπνία πξνζδηνξίδεη ε ζρεηηθή ζέζε ησλ ηξνρψλ ηνπ.

λα ζπλερίδεη λα θηλείηαη επζχγξακκα πξνο ηελ θαηεχζπλζε ησλ ηξνρψλ ηνπ ή, αλ νη ηξνρνί ηνπ βξίζθνληαη ζε ζέζε ζηξνθήο, λα εμαθνινπζεί λα δηαγξάθεη ηελ θακπχιε ζηελ νπνία εθάπηνληαη ηα επίπεδα ζπκκεηξίαο ησλ ηξνρψλ ηνπ.

Ο νξηζκφο απηφο έρεη ζεσξεηηθή ζεκαζία κφλν, δηφηη ζηελ πξάμε ην φρεκα φηαλ θηλείηαη, βξίζθεηαη πάληνηε θάησ απφ εμσηεξηθέο επηδξάζεηο, φπσο είλαη έλαο πιεπξηθφο άλεκνο, κία αλσκαιία ηνπ δξφκνπ, ή θπγφθεληξνο δχλακε θαηά ηηο ζηξνθέο θ.ιπ.

΢πλεπψο, πξαθηηθά, επζηαζέο νλνκάδεηαη έλα απηνθίλεην, πνπ φηαλ εθηξαπεί γηα νπνηνλδήπνηε ιφγν απφ ηελ επζχγξακκε πνξεία ηνπ, έρεη ηελ ηάζε λα επαλέιζεη απφ κφλν ηνπ ζηελ θαλνληθή ηνπ ηξνρηά, ρσξίο, δειαδή, λα επέκβεη ην ζχζηεκα δηεχζπλζήο ηνπ. Αληίζεηα, αζηαζέο νλνκάδεηαη ην φρεκα, πνπ έρεη ηελ ηάζε λα απμάλεη ηελ εθηξνπή απφ ηελ θπζηνινγηθή ηνπ πνξεία.

Μεηά απ'φζα αλαθέξζεθαλ, είλαη θαλεξφ, πσο κε ηελ έλλνηα απηή, ε "επζηάζεηα"

είλαη ζπλάξηεζε πνιιψλ παξαγφλησλ, φπσο π.ρ. ηνπ ζπζηήκαηνο δηεχζπλζεο, ηνπ ζπζηήκαηνο αλάξηεζεο, ηνπ είδνπο ησλ ειαζηηθψλ, ηεο ζέζεο ηνπ θέληξνπ βάξνπο ηνπ νρήκαηνο, ηνπ είδνπο ηνπ νδνζηξψκαηνο επάλσ ζην νπνίν θηλείηαη θ.ιπ.

Η επζηάζεηα θαηά ηηο ζηξνθέο

Αο ππνηεζεί, φηη έλα φρεκα θηλείηαη ζε κία αξηζηεξή ζηξνθή θαη πθίζηαηαη πιεπξηθή (θπγφθεληξε) δχλακε (Στ.1.3.1). Η πιεπξηθή απηή δχλακε, πνπ επηδξά ζηα ειαζηηθά ηνπ απηνθηλήηνπ, ζα παξακνξθψζεη ηελ πεξηνρή ηεο επηθάλεηαο επαθήο ηξνρνχ - εδάθνπο. Σν απνηέιεζκα ζα είλαη λα εκθαληζζεί κία πιεπξηθή κεηαηφπηζε ηνπ ηξνρνχ θαη λα πάςεη ε ηξνρηά λα είλαη θάζεηε ζηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο ηνπ ηξνρνχ, νπφηε ζα γίλεη πιάγηα (ινμή) σο πξνο απηφλ. Έηζη, δεκηνπξγείηαη ε γσλία (α) κεηαμχ ηεο λέαο ηξνρηάο ηεο εθηξνπήο ησλ ηξνρψλ θαη ηεο θαηεχζπλζεο ηνπ επηπέδνπ ζπκκεηξίαο ηνπ ηξνρνχ, πνπ νλνκάδεηαη, φπσο είπακε, "γσλία νιίζζεζεο".

΢χκθσλα, ινηπφλ, κε ηα παξαπάλσ, ζε θάζε ηξνρφ ηνπ απηνθηλήηνπ ζα παξνπζηαζζεί θαη κία γσλία νιίζζεζεο. Μάιηζηα, νη γσλίεο απηέο ζηνπο ηξνρνχο ζε θάζε άμνλα, δειαδή αλά δχν, (εκπξφο- πίζσ), είλαη ίζεο κεηαμχ ηνπο.

Αλ ε γσλία νιίζζεζεο ησλ νπίζζησλ ηξνρψλ α0 είλαη κεγαιχηεξε απφ ηε γσλία νιίζζεζεο ησλ πξνζζίσλ ηξνρψλ απ, δειαδή αλ α0>απ ηφηε ην νπίζζην κέξνο ηνπ απηνθηλήηνπ ζα εθηξαπεί πεξηζζφηεξν απφ ην πξφζζην, πνπ ζηελ πξάμε ζεκαίλεη φηη ην πίζσ κέξνο ηνπ απηνθηλήηνπ ζα ζηξέθεηαη γχξσ απφ ηνλ θαηαθφξπθν άμνλα ηνπ,

ζηξνθήο. Έηζη, ηειηθά, ην φρεκα ζα ππεξβεί ηελ ζεσξεηηθή ηξνρηά ηνπ θαη ζα θηλεζεί πξνο ηελ πιεπξά φπνπ αζθείηαη ε δχλακε (F0), πνπ πξνθαιεί ηελ νιίζζεζε, νπφηε θαη ζα βξεζεί, ζην ηέινο, ζε δηαθνξεηηθή ηξνρηά θαηά γσλία α₀ [΢ρ.1.3.1(a)]. ΢ηελ πεξίπησζε απηή ιέκε, φηη ην φρεκα σπερζηρέθει. Έρεη, δειαδή, απφ κφλν ηνπ ηελ ηάζε, φηαλ θηλείηαη ζε νξηδφληην έδαθνο, λα μεθχγεη απφ ηελ επζχγξακκε πνξεία θάησ απφ ηελ παξακηθξή πιεπξηθή ψζεζε.

Έηζη, ζηηο ζηξνθέο ηνπ δξφκνπ ην απηνθίλεην έρεη ηελ ηάζε λα θηλεζεί κε κη- θξφηεξε αθηίλα θακππιφηεηαο απφ απηή πνπ αληηζηνηρεί ζηε ζπγθεθξηκέλε ζηξνθή ηνπ ηηκνληνχ θαη, θαη' επέθηαζε ζηε ζηξνθή ησλ ηξνρψλ.

Πξέπεη, ζπλεπψο, ν νδεγφο λα βξίζθεηαη πάληα ζε εηνηκφηεηα θαη, ζπλερψο λα δηνξζψλεη ηελ πνξεία ηνπ απηνθηλήηνπ κε ην ζχζηεκα δηεχζπλζεο.

Αο θαληαζηνχκε π.ρ., έλα απηνθίλεην πνπ θηλείηαη ζε αξηζηεξή ζηξνθή, ζχκ- θσλα κε ην ΢ρ.(1.3.1(α).) Γηα λα παξακείλεη ζην δξφκν, ελψ ήδε ν νδεγφο ηνπ έρεη ζηξίςεη ην ηηκφλη αξηζηεξά θαη έρεη εηζέιζεη ζηε ζηξνθή, πξέπεη ζηε ζπλέρεηα λα ζηξίςεη ην ηηκφλη ηνπ δεμηά, δειαδή αληίζεηα πξνο ηελ πνξεία θίλεζήο ηνπ, λα θάλεη, φπσο ιέκε, "αλάπνδν ηηκφλη". Η παξαπάλσ απηή ελέξγεηα πνπ πξέπεη λα γίλεη, είλαη κία θίλεζε ηελ νπνία δχζθνια αληηιακβάλεηαη έλαο άπεηξνο νδεγφο, ν νπνίνο αλ θξαηήζεη ζηαζεξά ην ηηκφλη ηνπ, ηφηε ζα θαηαιήμεη ζην αξηζηεξφ κέξνο ηνπ δξφκνπ θαη ελδερνκέλσο, ζα βξεζεί έμσ απφ απηφλ.

Αλ ε γσλία νιίζζεζεο ησλ πξφζζησλ ηξνρψλ είλαη κεγαιχηεξε απφ ηε γσλία νιίζζεζεο ησλ νπίζζησλ, αλ δειαδή α0>απ (΢ρ.1.3.1(β), ηφηε, κε ηελ επίδξαζε πιεπξηθήο (θπγφθεληξεο) δχλακεο, ε νιίζζεζε ησλ πξφζζησλ ηξνρψλ ζα είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ αληίζηνηρε ησλ νπίζζησλ θαη ην εκπξφζζην κέξνο ηνπ απηνθηλήηνπ ζα έρεη ηελ ηάζε λα απνκαθξπλζεί απφ ηελ αξρηθή ηξνρηά ηνπ θαη λα θηλεζεί πξνο ηελ πιεπξά, θαηά ηελ νπνία ην σζεί ε πιεπξηθή δχλακε Fπ. Σφηε ιέκε, φηη ην απηνθίλεην σποζηρέθει. Γειαδή, ζηελ πεξίπησζε απηή, ην απηνθίλεην έρεη ηελ ηάζε λα θηλεζεί κε κεγαιχηεξε αθηίλα θακππιφηεηαο, απφ απηή πνπ αληηζηνηρεί ζηελ ζπγθεθξηκέλε ζηξνθή ηνπ ηηκνληνχ. Αο θαληαζηνχκε έλα απηνθίλεην, ην νπνίν θηλείηαη ζε αξηζηεξή ζηξνθή, φπσο ζην(΢ρ.1.3.1(β). Δάλ ην απηνθίλεην ππνζηξέθεη, ζχκθσλα κε ηα παξαπάλσ, ην πξφζζην κέξνο ηνπ θηλείηαη πξνο ηελ δεμηά πιεπξά ηνπ δξφκνπ. Γηα λα θξαηεζεί ην απηνθίλεην πάλσ ζην δξφκν θαη λα κελ βξεζεί ζηελ δεμηά πιεπξά ηνπ θαη ίζσο έμσ απ' απηφλ, πξέπεη ν νδεγφο λα ζηξέςεη ιίγν αθφκε ην

(Στ.1.3.1 ) (α) Υπερζηροθή ,(β)Υποζηροθή

Σέινο, αλ απ = αν’, νη γσλίεο νιίζζεζεο ησλ πξφζζησλ θαη ησλ νπίζζησλ ηξνρψλ είλαη ίζεο, ηφηε ην φρεκα αθνινπζεί ηε κέζε γξακκή ηνπ δξφκνπ, ρσξίο λα θεχγεη πξνο ηα δεμηά ή ηα αξηζηεξά ηεο.

΢ηελ πεξίπησζε απηή ιέκε, φηη ην φρεκα είλαη, απφ άπνςε δηεχζπλζεο, νπδέηεξν.

Όρεκα πνπ ππνζηξέθεη, φηαλ θηλείηε επζχγξακκα ζε δξφκν κε κηθξή θπξηφηεηα, είλαη άλεην ζηελ νδήγεζε, δελ ρξεηάδεηαη ζπλερή παξαθνινχζεζε θαη δηφξζσζε πνξείαο απφ ηνλ νδεγφ θαη αθνινπζεί κε επρέξηα ζηξνθέο ηνπ δξφκνπ αθφκε θαη κε κεγάιε αθηίλα θακππιφηεηαο. ΢ηηο «θιεηζηέο» ζηξνθέο φκσο, επεηδή ην φρεκα έρεη ηελ ηάζε λα αθνινπζεί ηελ επζχγξακκε πνξεία, ρξεηάδεηαη λα ζηξαθνχλ νη ηξνρνί ηνπ πεξηζζφηεξν απφ φζν απαηηνχλ, γεσκεηξηθά, νη ζηξνθέο απηέο.

Γηα ηηο ηδηφηεηέο ηνπ απηέο, ην ππφζηξνθνπ απηνθίλεην, γεληθά, ζεσξείηαη αζθα- ιέο θαη επζηαζέο.

Αληίζεηα, ην ππέξζηξνθν φρεκα παξνπζηάδεη κελ επθακςία θαη δηαγξάθεη κε επρέξεηα θιεηζηέο ζηξνθέο κε κηθξή ηαρχηεηα, εάλ φκσο, θηλείηαη κε κεγάιε ηαρχηεηα, απαηηεί ην "αλάπνδν ηηκφλη". Δπίζεο, ζηελ επζχγξακκε πνξεία έρεη ηάζεηο απφθιηζεο θαη ρξεηάδεηαη ζπλερήο εηνηκφηεηα απφ ηνλ νδεγφ θαη δηφξζσζε πνξείαο.

Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ην ππέξζηξνθν φρεκα ζεσξείηαη αζηαζέο θαη δχζθνιν ζηελ νδήγεζή ηνπ.

Σν νπδέηεξν φρεκα εθφζνλ ππάξρνπλ νη πξνυπνζέζεηο θίλεζήο ηνπ, είλαη ην

επηδξά ζηελ επζηάζεηά ηνπ, δεδνκέλνπ φηη δελ ειέγρεηαη απφιπηα ε θαηαλνκή βάξνπο ζηνπο άμνλεο, επεηδή ην θνξηίν ζπλερψο κεηαβάιιεηαη.

Σα ζπλεζηζκέλα απηνθίλεηα γεληθήο ρξήζεο έρνπλ, θαηά θαλφλα, ηάζεηο ππνζηξνθήο, ζε αληίζεζε κε ηα απηνθίλεηα αγψλσλ πνπ έρνπλ ηάζεηο ππεξζηξνθήο.

Πάλησο, δελ πξέπεη πνηέ λα μερλάκε, φηη ηνλ βαζηθφ ξφιν ζηελ επζηάζεηα ελφο νρήκαηνο ζην δξφκν, είηε ζε ζπλζήθεο ππνζηξνθήο, είηε ππεξζηξνθήο, παίδεη ε ζέζε ηνπ θέληξνπ βάξνπο ηνπ νρήκαηνο. Αλ, δειαδή, ην θέληξν βάξνπο είλαη θνληά ζηνλ πξφζζην άμνλα, ην φρεκα έρεη ηάζεηο ππνζηξνθήο ζηελ θακπχιε ηξνρηά. Αληίζεηα, φηαλ ην θέληξν βάξνπο είλαη θνληά ζηνλ νπίζζην άμνλά ηνπ, ππάξρνπλ ηάζεηο ππεξζηξνθήο. Σα απηνθίλεηα κε πξφζζηα θίλεζε, θαηά θαλφλα ππνζηξέθνπλ, ελψ ηα απηνθίλεηα κε νπίζζηα θίλεζε ππεξζηξέθνπλ. Σα απηνθίλεηα κε θίλεζε θαη ζηνπο ηέζζεξηο ηξνρνχο, εθφζνλ έρνπλ νκνηφκνξθε θαηαλνκή βάξνπο, έρνπλ νπδέηεξε ζπκπεξηθνξά

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2.

ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΟΥ ΟΦΗΜΑΤΟΣ

2.1 Γεωμεηρία ηοσ ζσζηήμαηος διεύθσνζης.

(΢ρ.2.1.1) Δηεύζπλζε κε ζηξνθή ηνπ πξόζζηνπ άμνλα γύξω από έλα πείξν

Σα πξψηα ζπζηήκαηα νδήγεζεο απηνθηλήησλ επεξεαζκέλα πξνθαλψο, απφ ηηο ηππήιαηεο άκαμεο, ιεηηνπξγνχζαλ κε πεξηζηξνθή νιφθιεξνπ ηνπ πξφζζηνπ άμνλα γχξσ απφ έλαλ πείξν, πνπ βξηζθφηαλ ζην κέζν απηνχ ηνπ άμνλα. Σν ζχζηεκα, δειαδή, απηφ ήηαλ πεξίπνπ αληίζηνηρν; κε εθείλν πνπ δηαζέηεη ζήκεξα έλα ξπκνπιθνχκελν φρεκα δχν αμφλσλ (΢ρ.2.1.1).Καη είλαη κελ έλα ζχζηεκα πνιχ απιφ, έρεη, φκσο, θαη ζνβαξά κεηνλεθηήκαηα, ην θπξηφηεξν απφ ηα νπνία είλαη ην φηη κεηψλεη ζεκαληηθά ηε βάζε ζηήξημεο ηνπ νρήκαηνο θαη, θαηά ζπλέπεηα, ηελ επζηάζεηα ηνπ θαη κάιηζηα ηε ζηηγκή πνπ, ιφγσ θπγνθεληξηθψλ δπλάκεσλ νη νπνίεο αλαπηχζζνληαη ζηηο ζηξνθέο, ρξεηάδεηαη ηε κεγαιχηεξε δπλαηή επζηάζεηα.

(΢ρ.2.1.2) ΢ηξνθή ηνπ απηνθηλήηνπ πξνο ηα αξηζηεξά κε νκόθεληξεο ηξνρηέο ηωλ ηεζζάξωλ ηξνρώλ ηνπ

.

Απηφο είλαη ν ιφγνο, πνπ πνιχ πξηλ εκθαληζζνχλ ηα απηνθίλεηα, είραλ θάλεη ηελ εκθάληζή ηνπο ζπζηήκαηα δηεχζπλζεο ηππήιαησλ ακαμψλ κε πεξηζηξνθή ησλ αθξαμνληψλ ηνπο. Γηα λα ζηξέθεη θαη λα θπιηέηαη νκαιά, ζαλ έλα ζχλνιν, έλα φρεκα ρσξίο λα εκθαλίδνληαη ηξηβέο νιίζζεζεο ζηα ζεκεία επαθήο ησλ ηξνρψλ κε ην νδφζηξσκα, ζα πξέπεη νη πξνεθηάζεηο ησλ αμφλσλ θαη ησλ ηεζζάξσλ ηξνρψλ ηνπ λα πεξλνχλ απφ έλα ζεκείν Ο, πνπ απνηειεί ην "θέληξν ζηξνθήο" ηνπ νρήκαηνο (΢ρ.2.1.2).Δπεηδή δε ν άμνλαο ησλ νπηζζίσλ ηξνρψλ είλαη ζηαζεξφο, είλαη θαλεξφ, φηη ηo ζεκείν Ο ζα βξίζθεηαη ζηελ πξνέθηαζε ηνπ νπίζζηνπ άμνλα, νπφηε νη ηξνρηέο ησλ ηεζζάξσλ ηξνρψλ είλαη νκφθεληξεο.

Αλαιπηηθφηεξα, αλ επξφθεηην ην φρεκα λα δηαγξάςεη ηκήκα θχθινπ, ην ζεκείν Ο ζα ήηαλ ζηαζεξφ κέρξη ην ηέινο ηεο ζηξνθήο. Δπεηδή, φκσο, ε θακπχιε πνπ δηαγξάθεη είλαη ηπραία, ην ζεκείν Ο θηλείηαη θαη απηφ θαη δηαγξάθεη θακπχιε.

Έηζη, ζε θάζε ζηηγκή θίλεζεο θαη ζε θάζε ζεκείν ηεο ηξνρηάο, αληηζηνηρεί έλα

αθφκα ζεκείν Ο (ην "ζηηγκηαίν θέληξν ζηξνθήο").

΢ρ.2.1.3 Παξάιιεινη δηεπζπληήξηνη ηξνρνί.

΢ην ζχζηεκα ζηξνθήο ηνπ άμνλα γχξσ απφ έλα πείξν (΢ρ. 2.1.1), ε ζπλζήθε ζχκθσλα κε ηελ νπνία πξέπεη λα "πεξάζνπλ" νη πξνεθηάζεηο ησλ ηξνρψλ απφ ην ζηηγκηαίν θέληξν ζηξνθήο Ο, είλαη δπλαηή απφ κφλε ηεο. ΢ηα ζπζηήκαηα, φκσο, κε πεξηζηξνθή ησλ αθξαμνλίσλ, αλ νη δηεπζπληήξηνη ηξνρνί είλαη παξάιιεινη, ηε ζηηγκή ηεο ζηξνθήο ε ζπλζήθε κε βάζε ηελ νπνία πξέπεη λα ππάξμεη έλα κφλνλ θέληξν ζηξνθήο, δελ είλαη δπλαηή (΢ρ.2.1.3) (01 θαη 02).

Έηζη, αλ νη ηξνρνί είλαη παξάιιεινη, ηε ζηηγκή ηεο ζηξνθήο ζα ππάξμεη, πέξα απφ ηελ θχιηζή ηνπο πάλσ ζην δξφκν, θαη κία θπζηνινγηθή ηξνρηά ηνπο, πνπ νπζηαζηηθά ζα δεκηνπξγεί πιαγηνιίζζεζε, κε απνηέιεζκα νη ηξνρνί λα ζχξνληαη επάλσ ζην δξφκν.

Δπηβάιιεηαη, σο εθ ηνχηνπ, ε θαηαζθεπή ελφο κεραληζκνχ, πνπ θαηά ηελ ψξα ηεο ζηξνθήο λα εθηξέπεη ηνπο πξφζζηνπο ηξνρνχο απφ ηελ παξαιιειφηεηα, δειαδή λα "θαηαζηξέθεη" ηελ παξαιιειφηεηα, θαη κε θαηάιιειεο γσλίεο, πνπ ζα παίξλνπλ θάζε θνξά νη πξφζζηνη ηξνρνί, λα έρνπκε θνηλφ θέληξν πεξηζηξνθήο. Γειαδή, ε γσλία β (΢ρ.2.1.2),πνπ ζρεκαηίδεηαη απφ ηνλ άμνλα ηνπ πξφζζηνπ εζσηεξηθνχ (αξηζηεξνχ ) ηξνρνχ κε ηελ πξνέθηαζε ηνπ νπίζζηνπ άμνλα, λα είλαη κεγαιχηεξε απφ ηε γσλία α, πνπ ζρεκαηίδεηαη απφ ηνλ άμνλα ηνπ πξφζζηνπ εμσηεξηθνχ (δεμηνχ) ηξνρνχ κε ηελ πξνέθηαζε ηνπ νπίζζηνπ άμνλα.

΢εκεηψλεηαη, φηη ε δηαθνξά ησλ δχν γσληψλ είλαη δ=β-α.

Έλαο ηέηνηνο κεραληζκφο είλαη ην ηεηξάπιεπξφ ηνπ Ackermann (Άθεξκαλ), ελψ ζην (΢ρ. 2.1.4) παξνπζηάδεηαη ε θπζηθή ηάζε πνπ έρνπλ νη ηξνρνί λα απνθιίλνπλ απφ ηελ εμαλαγθαζκέλε ηξνρηά πνπ δεκηνπξγεί ην ηεηξάπιεπξν θαη εμαλαγθαζκέλε, ιφγσ εθηξνπήο ηεο παξαιιειφηεηαο πνπ δεκηνπξγεί ην

ηεηξάπιεπξν ΑΚΔΡΜΑΝ

΢ρ.2.1.4 Φπζηνινγηθή ηξνρηά ηωλ πξόζζηωλ παξάιιειωλ ηξνρώλ θαηά ηηο ζηξνθέο

2.2 Το ηεηράπλεσρο οδήγηζης ή ηεηράπλεσρο ηοσ Ackermann (Ακερμαν)

Αο εμεηάζνπκε έλα απιφ ζχζηεκα δηεχζπλζεο κε πξφζζην νιφζσκν άμνλα.

Παξαηεξνχκε ζην ζχζηεκα απηφ, φηη ν πξφζζηνο νιφζσκνο άμνλαο ή νηηδήπνηε άιιν ηνλ αληηθαζηζηά φηαλ απηφο δελ ππάξρεη - αλάινγα, βέβαηα, κε ην ζχζηεκα αλάξηεζεο - θαηαιήγεη ζε δχν γφκθνπο [΢ρ.2.2.1(α)] ή δίραια [΢ρ.2.2.1(β)] ζηα νπνία αξζξψλνληαη, κε έλα ζρεδφλ θαηαθφξπθν πείξν, ηα δχν αθξαμφληα, επάλσ ζηα νπνία πξνζαξκφδνληαη νη δηεπζπληήξηνη ηξνρνί. 'Αλ, φπσο είδακε ζηνλ νιφζσκν πξφζζην άμνλα, ζηξαθεί ην έλα αθξαμφλην καδί κε ηνλ αγθσλσηφ βξαρίνλα ηνπ ηξνρνχ, κέζσ ηεο ξάβδνπ δεχμεο, ζα αθνινπζήζεη θαη ην άιιν

αθξαμφλην [βι. θαη ΢ρ.2.2.6(γ)]

(΢ρ.2.2.1) Σξόπνο ζύλδεζεο εκπξόζζηνπ νιόζωκνπ άμωλα

αθξαμφλην [βι. θαη ΢ρ.2.2.2(γ)]

Γηάθνξνη πνιχπινθνη ζπλδπαζκνί αξζξψζεσλ έρνπλ θαηά θαηξνχο ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ θίλεζε ησλ εκπξφζζησλ ηξνρψλ ζηηο θαηάιιειεο γσλίεο κε δεδνκέλν φηη ν εζσηεξηθφο ηξνρφο πξέπεη λα ζηξαθεί πεξηζζφηεξν απφ ηνλ εμσηεξηθφ (΢ρ.2.1.2). Η δηάηαμε αξζξψζεσλ ηνπ ηεηξαπιεχξνπ ηνπ Άθεξκαλ (΢ρ2.2.2) είλαη απιή, ελψ νη αθξηβείο γσλίεο παξαηεξνχληαη ζε κία ζπγθεθξηκέλε ζέζε, φηαλ νη ηξνρνί ζηξέθνληαη πξνο ηα αξηζηεξά, θαη ζε κία αληίζηνηρε ζέζε φηαλ πεξηζηξέθνληαη δεμηά, θαζψο θαη γηα κηθξέο ηαρχηεηεο θαη γηα ζηξνθέο κε κεγάιε αθηίλα θακππιφηεηαο. Δάλ απμεζνχλ νη ηαρχηεηεο, εκθαλίδνληαη λένη παξάγνληεο πνπ αιινηψλνπλ, θάπσο, ηα ζεσξεηηθά δεδνκέλα.

Δλ ηνχηνηο, επεηδή ε δηάηαμε απηή ησλ αξζξψζεσλ ηνπ ηεηξαπιεχξνπ ηνπ Άθεξκαλ πιεζηάδεη κε ηθαλνπνηεηηθή πξνζέγγηζε ηελ ηδεψδε ζέζε, φζνλ αθνξά θαη ηηο άιιεο γσλίεο, θαη είλαη, πξάγκαηη κηα θαιή ζπκβηβαζηηθή ιχζε κεηαμχ θφζηνπο θαηαζθεπήο θαη απνδεθηήο θίλεζεο ησλ ηξνρψλ, πηνζεηήζεθε, παγθφζκηα, ε εθαξκνγή ηνπ απφ ηηο απηνθηλεηνβηνκεραλίεο.

(΢ρ.2.2.2) Γεωκεηξία ηνπ ηεηξάπιεπξνπ Αθεξκαλ

Πην αλαιπηηθά:

Οηαλ νη ηξνρνί αθνινπζνχλ ηελ επζχγξακκε εκπξφο πνξεία [΢ρ.2.2.2(a)], ηφηε ην ηεηξάπιεπξν Αθεξκαλ Ο-Ο'- Α΄-Α απνηειεί έλα ηζνζθειέο ηξαπέδην, ην νπνίν ζρεκαηίδεηαη απφ:

α) Σνλ πξφζζην νιφζσκν ζπλδεηηθφ άμνλα Ο-Ο^΄, ή νηηδήπνηε ηνλ αληηθαζηζηά ζε ζπζηήκαηα αλεμάξηεηεο αλάξηεζεο,

β) Σηο δχν πιεπξέο ηνπ ηξαπεδίνπ ΟΆ' θαη ΑΟ, πνπ απνηεινχλ ηα κήθε ησλ αγθσλσηψλ βξαρηφλσλ ησλ ηξνρψλ θαη

γ) Σν ηκήκα ΑΆ, πνπ απνηειεί ηε ξάβδν ζχδεπμεο (κπάξαο) C. Αλ ην ηηκφλη πεξηζηξαθεί δεμηφζηξνθα, ηφηε νη βξαρίνλεο Β θαη Β' ηνπ ηξαπεδίνπ ζα

ζηξαθνχλ πξνο ηα αξηζηεξά ζηηο λέεο ζέζεηο Γ'-Γ, αληίζηνηρα, δηαλχνληαο θαη νη δχν ηελ ίδηα απφζηαζε ε. [΢ρ.2.2.2β)].

Με ηελ θίλεζε απηή ησλ βξαρηφλσλ, δειαδή ησλ αγθσλσηψλ βξαρηφλσλ ησλ αθξαμνλίσλ, πεξηζηξέθνληαη θαη ηα αθξαμφληα F' θαη F πξνο ηα δεμηά θαη έξρνληαη ζηηο ζέζεηο G' θαη G, αληίζηνηρα. Σφηε, ην ηζνζθειέο ηξαπέδην παξακνξθψλεηαη θαη γίλεηαη ηεηξάπιεπξν Ο-Ο'-Α'-Α [΢ρ2.2.2Β)] θαη ε γσλία β, πνπ ηζνχηαη κε ηελ γσλία β', είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ γσλία α, πνπ ηζνχηαη κε ηελ γσλία α', φπσο πξνθχπηεη απφ ην ίδην ζρήκα. Γειαδή, ελψ νη δχν κεηαηνπίζεηο (ε) ζηνπο θχθινπο Ο θαη ζ' είλαη ίδηεο, νη γσλίεο ζηξνθήο β θαη α είλαη δηαθνξεηηθέο (β>α). Έηζη, φζν πεξηζζφηεξν ζηξέθεη ην ηηκφλη γηα πην θιεηζηή ζηξνθή, ηφζν ε δηαθνξά ησλ γσληψλ α θαη β κεγαιψλεη.

Με ηε δηάηαμε απηή παξαηεξείηαη, φηη θαηά ηελ θίλεζε ηνπ νρήκαηνο ζηηο ζηξνθέο, θάζε ηξνρφο αθνινπζεί, πιένλ, εμαλαγθαζκέλε ηξνρηά κε δηαθνξεηηθή αθηίλα (΢ρ.2.1.4). Δπηπιένλ, επεηδή νη νπίζζηνη ηξνρνί δηαγξάθνπλ κηθξφηεξε αθηίλα απφ ηνπο πξφζζηνπο, δεκηνπξγνχληαη ζπλζήθεο εχθνινπ παξθαξίζκαηνο ζε ζηελφ ρψξν, π.ρ. κεηαμχ δχν απ- ηνθηλήησλ, φηαλ ην απηνθίλεην θηλείηαη πξνο ηα φπηζζελ. Δπίζεο, εάλ δελ πξνζέμεη ν νδεγφο ζε κία ζηξνθή θαη ηελ "πάξεη θιεηζηά", ηφηε ν νπίζζηνο εζσηεξηθφο ηξνρφο πξνζθξνχεη ζην πεδνδξφκην.

Πξνζεθηηθή κειέηε ηνπ ζπζηήκαηνο δείρλεη, φηη γηα λα ζηξαθεί ην φρεκα ρσξίο λα εκθαληζζεί νιίζζεζε ζηνπο ηξνρνχο ηνπ, γηα λα ππάξρεη, δειαδή, ζε θάζε ζηηγκή έλα ζηηγκηαίν θέληξν ζηξνθήο, πξέπεη νη πξνεθηάζεηο ησλ βξαρηφλσλ ηνπ ηεηξαπιεχξνπ ηνπ Αθεξκαλ λα "πεξλνχλ" απφ ην κέζνλ ηνπ νπίζζηνπ άμνλα, ζρεκαηίδνληαο κία γσλία, πνπ αλαθέξεηαη σο "γσλία Αθεξκαλ" (΢ρ. 2.2.3)

(΢ρ.2.2.3) Σνκή ηωλ πξνεθηάζεωλ ηωλ αγθωλωηώλ βξαρηόλωλ ζην κέζνλ ηνπ

Απνθιίζεηο απφ ην ζχζηεκα Akermann

Οπσο είπακε παξαπάλσ, έλα φρεκα πνπ δηαγξάθεη κία θακπχιε ηξνρηά, κε βάζε ηελ αξρή Άθεξκαλ, δελ πξέπεη λα έρεη θαζφινπ ηξηβέο ζηνπο ηξνρνχο ηνπ.

΢ηελ πξάμε απηφ κπνξεί λα γίλεη κφλν κε ηειείσο δχζθακπηα ειαζηηθά θαη κε πνιχ κηθξέο ηαρχηεηεο. Έηζη, έλα φρεκα πνπ θηλείηαη επζχγξακκα κε θάπνηα ηα- ρχηεηα, ρξεηάδεηαη πιεπξηθή ψζεζε γηα λα εγθαηαιείςεη ηελ επζχγξακκε ηξνρηά θαη λα πεξάζεη ζηελ θακππιφγξακκε, θαη ηελ ψζεζε απηή κφλνλ ε αληίδξαζε ηνπ εδάθνπο κπνξεί λα ηε δψζεη. Απηφ, θπζηθά, δελ γίλεηαη ρσξίο ηξηβή.

Αο ππνηεζεί, ινηπφλ, φηη ην φρεκα θηλείηαη επζχγξακκα θαη ζηξέθεη ηνπο ηξνρνχο ηνπ θαηά κία γσλία, γηα λα δηαγξάςεη θακπχιε (ζηξνθή) πξνο ηα αξη- ζηεξά (΢ρ.2.2.4).

(΢ρ.2.2.4 )Γωλία νιίζζεζεο θαη γωλία πιεύζεο

Απφ ηε δχλακε ψζεζεο, π.ρ. ησλ νπίζζησλ ηξνρψλ θαη ηεο αδξάλεηαο ηνπ

νρήκαηνο, ζα εκθαληζζνχλ ζηνπο πξφζζηνπο ηξνρνχο δπλάκεηο F1; πνπ ππεξληθνχλ ηηο δπλάκεηο θχιηζεο ησλ ηξνρψλ, κε απνηέιεζκα λα ηνπο ε- πηηξέπνπλ λα ζπλερίζνπλ ηελ θίλεζή ηνπο θαηά ηελ θαηεχζπλζε ηνπ επηπέδνπ ζπκκεηξίαο ηνπ ηξνρνχ.

΢πγρξφλσο, φκσο, ηα κφξηα ηεο επηθάλεηαο ζηήξημεο ηνπ ειαζηηθνχ παξακνξθψλνληαη απφ ηε ζηξέςε ηνπ ηξνρνχ θαη απφ ηηο πιεπξηθέο δπλάκεηο F2, νη νπνίεο είλαη θάζεηεο πξνο ηηο δπλάκεηο F1 θαη νθείινληαη, είηε ζε θπγφθεληξεο δπλάκεηο, είηε ζε πιάγην άλεκν. Οη δπλάκεηο F2 εμηζνξξνπνχληαη απφ ηελ πξφζθπζε -ηξηβή ησλ ηξνρψλ ζην έδαθνο. Βέβαηα, εάλ νη δπλάκεηο F2 είλαη κεγαιχηεξεο απφ ηελ πξφζθπζε, ηφηε ην απηνθίλεην πιαγηνιηζζαίλεη, ράλνληαο ηελ επαθή ηνπ κε ηνλ δξφκν.

Οη δπλάκεηο F1 θαη F2, φπσο αλαθέξζεθε παξαπάλσ, δεκηνπξγνχλ ηελ ζπληζηακέλε F, θαηά ηε θαηεχζπλζε ηεο νπνίαο θηλείηαη πιένλ ν ηξνρφο.

Έηζη, ε επηθάλεηα ζηήξημεο δελ αθνινπζεί ηειείσο ηε γσλία ζηξνθήο ηνπ ηξνρνχ, κε απνηέιεζκα ε γσλία, θαηά ηελ νπνία ζηξέθεη ε επηθάλεηα ζηήξημεο, λα ππνιείπεηαη απφ ηελ αληίζηνηρε ηεο ζηξνθήο ηνπ ηξνρνχ θαηά κηα κηθξή γσλία α πνπ νλνκάδεηαη γσλία νιίζζεζεο.

Γηα λα αθνινπζήζεη, ινηπφλ, ην φρεκα ηελ επηζπκεηή πνξεία, πξέπεη νη ηξνρνί λα ζηξίςνπλ πεξηζζφηεξν απφ ηελ γσλία ε νπνία, ζεσξεηηθά, είλαη

«επαξθήο». Σφηε, φκσο, παχεη πηα ην θέληξν ηνπ Αθεξκαλ λα είλαη ην πξαγκαηηθφ ζηηγκηαίν θέληξν ζηξνθήο ηνπ νρήκαηνο, αλαγθάδνληαο ηνλ ηξνρφ λα πιαγηνιηζζήζεη θαηά γσλία α θαη λα αθνινπζήζεη ηελ θαηεχζπλζε ηεο ζπληζηακέλεο F. Παξάιιεια, ην απηνθίλεην δελ θηλείηαη πιένλ ζχκθσλα κε ην δηακήθε άμνλα ηνπ, αιιά θαηά κία άιιε δηεχζπλζε θίλεζεο, πνπ απνθιίλεη απφ απηφλ ηνλ άμνλα ηνπ απηνθηλήηνπ, θαηά κία γσλία β, ε νπνία νλνκάδεηαη γσλία πιεχζεο ηνπ απηνθηλήηνπ.

Εγκάρζια κλίζη ηοσ Τροτού

(Γωνία Κάμπερ-Camber) - Εγκάρζια κλίζη ηοσ πείροσ

Οπσο είπακε, ν ηξνρφο γηα λα πάξεη ηελ θαηεχζπλζε πνπ ζέιεη ν νδεγφο, ζηξέθεηαη γχξσ απφ έλα πείξν, είηε απηφο είλαη πξαγκαηηθφο, φπσο ζην (΢ρ.2.2.5), είηε είλαη ν λνεηφο άμνλαο πνπ ελψλεη ηα δχν ζεκεία, ζηα νπνία

ζηεξίδεηαη ε βάζε ηνπ αθξαμνλίνπ ζην ζχζηεκα αλεμάξηεηεο αλάξηεζεο, δειαδή ελψλεη ηνπο δχν ζθαηξηθνχο ζπλδέζκνπο (΢ρ.2.2.5).

(΢ρ.2.2.5) Ννεηόο άμνλαο ζθαηξηθώλ ζπλδέζκωλ θαη θιίζε ηνπο.

Έζησ, φηη έρνπκε έλα πξφζζην νιφζσκν (άθακπην) άμνλα βαξένο νρήκαηνο, ζην άθξν ηνπ νπνίνπ ππάξρεη θαηαθφξπθνο πείξνο θαη νξηδφληην αθξαμφλην [΢ρ.2.2.6(α)]. Σν βάξνο ηνπ νρήκαηνο Ρ, πνπ αληηζηνηρεί ζηνλ ηξνρφ θαη βξίζθε- ηαη πάλσ ζην αθξαμφλην , θαη ε δχλακε ψζεζεο θαηαιήγνπλ ζηνλ πείξν, ελψ ε αληίδξαζε Α ηνπ νδνζηξψκαηνο βξίζθεηαη εθαξκνζκέλε ζην κέζν ηεο επαθήο ηξνρνχ - νδνζηξψκαηνο. Λφγσ ηεο απφζηαζεο d [΢ρ.2.2.6.α] ηνπ άμνλα ηνπ πείξνπ απφ ηνλ άμνλα ζπκκεηξίαο ηνπ ηξνρνχ, ζα εκθαληζζνχλ δεχγε δπλάκεσλ θαηά ηελ νξηδφληηα θαη θαηαθφξπθε έλλνηα, πνπ θαηαπνλνχλ ηνλ πείξν θαη ην αθξαμφλην. Δηδηθά ην νξηδφληην δεχγνο θάλεη δχζθνιε ηελ νδήγεζε, ελψ ηελ δπ- ζθνιεχεη αθφκε πεξηζζφηεξν ε εκθάληζε εκπνδίσλ ζηνλ ηξνρφ πνπ δεκηνπξγνχλ ηελ ξνπή (F.L) [΢ρ.2.2.6 (β)]. Δμάιινπ, θαη ην θαηαθφξπθν δεχγνο θαηαπνλεί ην ζχζηεκα, κε ηε δεκηνπξγία ηεο ξνπήο (A.d) [΢ρ.2.2.6(α)].

(΢ρ.2.2.16) Επίδξαζε ηωλ δπλάκεωλ ιόγω ηεο γωλίαο Κακπεξ

Όιεο απηέο νη παξελέξγεηεο απνθεχγνληαη, εάλ δνζεί, αθελφο, κία θιίζε ζηνλ άμνλα ηνπ πείξνπ (΢ρ.2.2.1), έηζη ψζηε ην επάλσ κέξνο ηνπ λα θιίλεη πξνο ην εζσηεξηθφ ηνπ νρήκαηνο θαη αθεηέξνπ, κία αληίζεηε θιίζε ζηνλ ηξνρφ, ψζηε ην άλσ κέξνο ηνπ λα θιίλεη πξνο ηα έμσ [΢ρ.2.2.6 (γ)] θαη, αληίζηνηρα, ην αθξαμφλην λα γέξλεη πξνο ηα θάησ. Έηζη, ζεσξεηηθά ε απφζηαζε L ησλ δχν αμφλσλ (θαηαθφξπθνπ θαη άμνλα ζπκκεηξίαο ηνπ ηξνρνχ) [΢ρ.2.2.6(B)]

κεηψλεηαη ζεκαληηθά ή θαη κεδελίδεηαη [΢ρ.2.2.6(γ)].

Η εγθάξζηα θιίζε ηνπ ηξνρνχ νλνκάδεηαη γσλία Camber (Κάκπεξ) θαη είλαη ε γσλία ε νπνία ζρεκαηίδεηαη κεηαμχ ηεο αμνληθήο γξακκήο ζπκκεηξίαο ηνπ ηξν- ρνχ (επίπεδν ζπκκεηξίαο ηξνρνχ), - φπσο θαίλεηαη απφ ην εκπξφζζην κέξνο ηνπ απηνθηλήηνπ, - θαη ηεο αληίζηνηρεο θαηαθφξπθεο (θαηαθφξπθν επίπεδν)[΢ρ.2.2.7 α( θαη (β)]. Θεσξείηαη ζεηηθή ε γσλία Κάκπεξ, φηαλ ην άλσ κέξνο ηνπ ηξνρνχ θιίλεη πξνο ηα έμσ, δειαδή απνκαθξχλεηαη απφ ην ακάμσκα, θαη αξλεηηθή , φηαλ θιίλεη πξνο ηα κέζα, δειαδή πιεζηάδεη πξνο ην ακάμσκα.

(΢ρ.2.2.7 ) Εγθάξζηα θιίζε ηνπ ηξνρνύ, ηνπ πείξνπ, ή ηωλ ζθαηξηθώλ ζπλδέζκωλ

΢ην (΢ρ.2.2.8) θαίλεηαη ζε νιφζσκνπο άμνλεο ε γσλία Κάκπεξ, φπνπ απηή παξνπζηάδεηαη σο: (α) Θεηηθή, (β) Μεδεληθή θαη (γ) Αξλεηηθή.

(΢ρ.2.2.8 ) Η γωλία Κάκπεξ ζε νιόζωκν πξόζζην άμνλα

Οη ηηκέο ηεο γσλίαο Κάκπεξ, θαζψο θαη ε κεηαβνιή ηνπο αλάινγα κε ην θνξηίν , δίδνληαη απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή.Η αξλεηηθή γσλία Κάκπεξ πνπ έρνπλ πνιιά ζχγρξνλα απηνθίλεηα, εηδηθά ζηνπο πίζσ ηξνρνχο θαη ε νπνία θπκαίλεηαη, ζπλήζσο, απφ 0° 30' έσο 2°, απμάλεη κελ ηελ πιεπξηθή επζηάζεηά ηνπο ζε θιεηζηέο θαη γξήγνξεο ζηξνθέο, επηβαξχλεη (θζείξεη) φκσο ηελ εζσηεξηθή

πιεπξά ηνπ πέικαηνο ησλ ειαζηηθψλ.

 ΢θνπφο ηεο γσλίαο Κάκπεξ είλαη:

α) Να κεηψλεη ηηο θαηαπνλήζεηο πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηηο δπλάκεηο πνπ αλαθέξζεθαλ παξαπάλσ,

β) Να βειηηψλεη, αλάινγα, ηελ ππεξζηξνθή ή ηελ ππνζηξνθή ηνπ νρή- καηνο ζε κία ζηξνθή, ζε ζπλάξηεζε πάληα κε ηε ρξεζηκνπνηνχκελε αλάξηεζε θαη ηε ζπκπεξηθνξά ηεο, ζε ζρέζε κε ηελ ηαρχηεηα θαη ηελ κεηαθνξά βάξνπο ζηε ζηξνθή, παξάγνληεο πνπ δηαθνξνπνηνχλ ηελ θαηαλνκή δπλάκεσλ ζηελ αλάξηεζε.

Έηζη, ε γσλία Κάκπεξ ειέγρεη ηελ νδηθή ζπκπεξηθνξά ηνπ απηνθηλήηνπ, ηφζν ζε επζεία πνξεία, φζν θαη ζε κία ζηξνθή ή θαη θαηά ηελ θίλεζή ηνπ ζε αλψκαιν νδφζηξσκα, ψζηε ην απηνθίλεην λα εκθαλίδεη ηε κεγαιχηεξε δπλαηή επζηάζεηα θίλεζεο.

΢ε απηνθίλεην ηνπ νπνίνπ ζέινπκε λα βειηηψζνπκε ηελ ππεξζηξνθή, ψζηε απηφ λα ππεξζηξέθεη ιηγφηεξν ζε κία ζηξνθή, κεηψλνπκε ηε γσλία νιίζζεζεο ησλ νπίζζησλ ηξνρψλ, κεηαβάιινληαο ηε γσλία Κάκπεξ (ζηνπο νπίζζηνπο ηξν- ρνχο), ψζηε απφ ζεηηθή πνπ είλαη, λα γίλεη αξλεηηθή, ή απφ ειάρηζηα αξλεηηθή, λα ηελ θάλνπκε πεξηζζφηεξν αξλεηηθή, απμάλνληαο ηελ ηηκή ηεο.

Δάλ, πάιη, ζέινπκε λα βειηηψζνπκε ηελ ππνζηξνθή, ψζηε ην φρεκα λα ππνζηξέθεη ιηγφηεξν, κεηψλνπκε ηε γσλία νιίζζεζεο ησλ πξφζζησλ ηξνρψλ, νπφηε εγσλία Κάκπεξ απφ ζεηηθή πξέπεη λα γίλεη πάιη αξλεηηθή, φπσο θαη πξνεγνπκέλσο.

Η εγκάρζια κλίζη ηοσ πείροσ θαίλεηαη, παξαηεξψληαο ην απηνθίλεην απφ ην εκπξφζζην κέξνο ηνπ, θαη είλαη ε γσλία εθείλε πνπ ζρεκαηίδεηαη κεηαμχ ηεο λνεηήο πξνέθηαζεο ηνπ άμνλα ηνπ πείξνπ θαη ηεο αληίζηνηρεο θαηαθφξπθεο [΢ρ.2.2.7 (α)] ή ηεο λνεηήο πξνέθηαζεο ησλ ζθαηξηθψλ ζπλδέζκσλ θαη ηεο θα- ηαθφξπθεο [΢ρ.2.2.7(β)] φπσο βιέπνπκε ην απηνθίλεην, πάληα, απφ ην εκπξφζζην κέξνο ηνπ. Η θιίζε ηνπ πείξνπ είλαη ιίγν κεγαιχηεξε απφ ηελ ηηκή ηεο γσλίαο Κάκπεξ θαη ζπλήζσο, θπκαίλεηαη απφ 5- 10 κνίξεο νχησο ψζηε λα δεκηνπξγείηαη κία πνιχ κηθξή απφζηαζε Ro ζην επίπεδν ηνπ εδάθνπο [΢ρ.2.2.7(B)]. Η απφζηαζε απηή R0 νλνκάδεηαη "ζεηηθή αθηίλα θχιηζεο, θαη πξνηηκάηαη σο ιχζε ζε πνιιά απηνθίλεηα, δηφηη κεηψλνληαη ηα δεχγε δπλάκεσλ