Градиент недостаточной поворачиваемости

Это уравнение часто пишут в сокращённом виде следующим образом:

(6-16)

Где:

K = Градиент недостаточной поворачиваемости (град/g)

ay = Боковое ускорение (g)

Уравнение (6-15) очень важно для свойств отклика автомобиля в повороте. Оно описывает как угол управления транспортного средства должен изменяться с радиусом поворота, R, или боковым ускорением, V2/(g R). Выражение [Wf Cαf - Wr Cαr] определяет величину и направление требуемого поворота руля. Оно состоит из двух слагаемых, каждое из которых представляет собой отношение нагрузки на ось (переднюю или заднюю) к жёсткости при движении в повороте шин на оси. Это называется "Градиент недостаточной поворачиваемости" и будет обозначаться символом K, который имеет единицу измерения градусы/g. Существуют три возможности:

1) Нейтральная поворачиваемость (Neutral Steer):        Wf /Cαf = Wr /Cαr -> K = 0 -> αf = αr

При постоянном радиусе поворота не будет требоваться изменения угла поворота при изменении скорости. В частности, угол поворота, требуемый, чтобы выполнить поворот, будет равен углу Аккермана, 57.3 L/R. Физически, случай нейтральной поворачиваемости соответствует такому балансу на транспортном средстве, при котором "сила" бокового ускорения, действующая на CG, вызывает одинаковое увеличение угла увода для передних и задних колёс.

2) Недостаточная поворачиваемость (Understeer):        Wf /Cαf > Wr /Cαr -> K > 0 -> αf > αr

При постоянном радиусе поворота угол управления придётся увеличивать вместе со скоростью пропорционально К (град/g), умноженному на боковое ускорение в g. Таким образом, он растёт линейно вместе с боковым ускорением и вместе с квадратом скорости. В случае недостаточной поворачиваемости, боковое ускорение, действующее на CG, приводит к большему уводу в сторону передних колёс, чем задних. Таким образом, чтобы развить боковую силу на передних колёсах, необходимую для поддержания радиуса поворота, передние колёса должны управляться с большим углом.

3) Избыточная поворачиваемость (Oversteer):        Wf /Cαf < Wr /Cαr -> K < 0 -> αf < αr

При постоянном радиусе поворота угол управления придётся уменьшать вместе с увеличением скорости (и боковым ускорением). В этом случае боковое ускорение, действующее на CG, вызывает увеличение угла увода на задних колёсах больше, чем на передних. Снос наружу задней части автомобиля поворачивает передние колёса внутрь, уменьшая тем самым радиус поворота. Увеличение поперечного ускорения, которое следует за этим, вызывает ещё больший снос задней части, и этот процесс продолжается, пока угол управления не будет уменьшен для поддержания радиуса поворота.

То, каким образом в зависимости от скорости при постоянном радиусе поворота изменяется угол управления для каждого из этих случаев показано на Рисунке 6.5. Для транспортного средства с нейтральной поворачиваемостью угол управления для езды в повороте на любой скорости просто равен углу Аккермана.

Рис. 6.5. Изменение угла управления в зависимости от скорости.

При недостаточной поворачиваемости угол увеличивается пропорционально квадрату скорости, достигая двукратного увеличения начального угла на характеристической скорости (characteristic speed). В случае избыточной поворачиваемости угол управления уменьшается пропорционально квадрату скорости и обращается в ноль при критическом значении скорости (critical speed).