Поперечное смещение веса из-за крутящего момента на валу

Поперечный сдвиг веса происходит на всех неразрезных ведущих мостах, будь то передний или задний мост транспортного средства. Основные воздействия на заднюю ось показаны на Рисунке 2.10. Карданный вал в дифференциале прикладывает к оси крутящий момент Тd. Как будет видно, шасси может крениться, сжимая и растягивая пружины на противоположных сторонах  машины, так что из-за угловой поперечной жёсткости подвески создаётся крутящий момент, Ts. Любая разница между этими двумя моментами должна быть учтена в виде разницы в весе на эти два колеса. Если эта ось не блокирующегося типа, то крутящий момент, переданный обоим колёсам, будет ограничен предельным трением на самом легко нагруженном колесе.

Рис. 2.10. Диаграмма свободного тела неразрезного заднего моста.

Запись второго закона Ньютона для вращения оси вокруг её центральной точки позволяет определить связь воздействий между собой. Когда мост находится в равновесии:

(2-14)

или    Wy = (Td - Ts) / t

В приведённом выше уравнении Td может быть связан с движущими силами, потому что:

Td = Fx r / Nf

(2-15)

где:

Fx = Общая движущая сила от двух задних колёс

r = Радиус шины

Nf = Коэффициент передачи редуктора заднего моста

Тем не менее, необходимо определить крутящий момент крена, создаваемый подвеской, что требует анализа всего транспортного средства, так как воздействие крутящего момента вала на шасси пытается развернуть шасси на обоих, передней и задней подвесках. Вся интересующая нас система для случая заднеприводного автомобиля показана на Рисунке 2.11.

Рис. 2.11. Диаграмма воздействий на шасси крутящего момента.

Воздействие крутящего момента на валу в двигателе/коробке передач передаётся на раму и распределяется между передней и задней подвесками. Принято считать, что крутящий момент крена создаётся подвеской пропорционально углу крена (закон Гука) шасси. Тогда:

Tsf = Kϕf ϕ

(2-16a)

Tsr = Kϕr ϕ

(2-16b)

Kϕ = Kϕf + Kϕr

(2-16c)

где:

Tsf = Крутящий момент крена на передней подвеске

Tsr = Крутящий момент крена на задней подвеске

Kϕf = Угловая поперечная жёсткость передней подвески

Kϕr = Угловая поперечная жёсткость задней подвески

Kϕ = Общая угловая поперечная жёсткость

Теперь Tsr может быть связан с углом крена, а угол крена может быть связан с крутящим моментом на валу, как показано далее.Угол крена - это просто крутящий момент на валу, делённый на общую угловую поперечную жёсткость:

ϕ = Td / Kϕ = Td / (Kϕf + Kϕr)

(2-17)

Поэтому, подставив в Уравнение (2-16b):

Tsr = Kϕr Td / (Kϕf + Kϕr)

Это, в свою очередь, может быть подставлено в Уравнение (2-14), наряду с выражением для Td, полученном из Уравнения (2-15):

(2-18a)

Упрощаем слагаемое в скобках и получаем:

(2-18b)

Это уравнение даёт величину боковой передачи нагрузки в зависимости от силы тяги, а также ряда параметров транспортного средства, таких как передаточное число редуктора ведущего моста, ширины колеи моста, радиуса шины и поперечной угловой жёсткости подвески. Суммарная нагрузка на заднюю ось во время ускорения будет суммой её статической и динамической компонент (смотри Уравнение (1-7)). Для задней оси:

(2-19)

Если пренебречь сопротивлением качению и аэродинамическими силами сопротивления, ускорение это просто тяговое усилие, делённое на массу транспортного средства.

(2-20)

Тогда вес, давящий на правое заднее колесо, Wrr, будет Wr/2 - Wy, или:

(2-20)

и

(2-22)