Перенос веса и перенос нагрузки - это два выражения, которые несколько сбивают с толку для описания двух различных эффектов:
В автомобильной промышленности перенос обычно относится к изменению нагрузки, которую несут разные колеса во время ускорения. Это было бы правильнее называть переносом нагрузки, и это выражение используется в индустрии мотоциклов, тогда как перенос веса на мотоциклах, в меньшей степени. на автомобилях, а перемещение груза на любом из них происходит из-за изменения положения CoM относительно колес. В данной статье используется последняя пара определений.
В колесных транспортных средствах, передача нагрузки - это измеримое изменение нагрузки, воспринимаемой разными колесами во время ускорения (как в продольном, так и в поперечном направлении). Это включает в себя торможение и замедление (то есть ускорение с отрицательной скоростью). Нет необходимости в перемещении центра масс относительно колес, поэтому передача нагрузки может происходить в транспортных средствах без подвески. Передача нагрузки - важнейшая концепция для понимания динамики автомобиля. То же самое и с велосипедами, но только в продольном направлении.
Основные силы, ускоряющие транспортное средство, возникают на шинах 'контактные пятна. Поскольку эти силы не направляются через CoM транспортного средства, создается один или несколько моментов, силы которых представляют собой тяговые силы шин на уровне дорожного покрытия, а другой (равный, но противоположный) - инерция массы, расположенная в CoM и плечо момента - это расстояние от поверхности покрытия до CoM. Именно эти моменты вызывают изменение нагрузки, распределяемой между шинами. Часто случайный наблюдатель интерпретирует это как качку или качку кузова транспортного средства. Совершенно жесткое транспортное средство без подвески, которая не показывала бы качку или крен кузова, все же подвергается передаче нагрузки. Тем не менее, раскачка и качение кузова нежесткого транспортного средства добавляет некоторую (небольшую) передачу веса из-за (небольшого) горизонтального смещения CoM относительно вертикального перемещения подвески оси колеса, а также из-за деформации шин, т.е. смещение заплатки относительно колеса.
Опускание CoM на землю - один из методов уменьшения передачи нагрузки. В результате уменьшается передача нагрузки как в продольном, так и в поперечном направлениях. Еще один способ уменьшить передачу нагрузки - увеличить расстояние между колесами. Увеличение колесной базы (длины) автомобиля снижает передачу продольной нагрузки, а увеличение колеи (ширины) автомобиля уменьшает передачу поперечной нагрузки. Большинство высокопроизводительных автомобилей сконструированы так, чтобы сидеть как можно ниже и обычно имеют увеличенную колесную базу и гусеницу.
Один из способов расчета эффекта переноса нагрузки с учетом того, что в этой статье термин «перенос нагрузки» используется для обозначения явления, обычно называемого в автомобильном мире «переносом веса», является так называемый «уравнение переноса веса»:
, где - изменение нагрузки на передние колеса, - продольное ускорение, - ускорение свободного падения, - высота центра масс, - колесная база, - общая масса транспортного средства, а - общая масса транспортного средства вес.
Вес т Перенос включает в себя фактическое (относительно небольшое) перемещение CoM транспортного средства относительно осей колес из-за смещения шасси в соответствии с требованиями подвески или груза или жидкостей внутри транспортного средства, что приводит к перераспределению общая нагрузка транспортного средства между отдельными шинами.
Перенос веса происходит при смещении ЦМ автомобиля во время маневров автомобиля. Ускорение заставляет подрессоренную массу вращаться вокруг геометрической оси, что приводит к перемещению ЦОМ. Передний-задний перенос веса пропорционален изменению продольного положения CoM относительно колесной базы транспортного средства, а поперечный перенос веса (суммированный по передней и задней части) пропорционален отношению изменения поперечного расположения CoM к колее автомобиля.
Жидкости, такие как топливо, легко протекают внутри своих контейнеров, вызывая изменения в CoM транспортного средства. По мере расхода топлива изменяется не только положение CoM, но и уменьшается общий вес автомобиля.
В качестве примера, когда транспортное средство ускоряется, может происходить перенос веса на задние колеса. Внешний наблюдатель может стать свидетелем этого, поскольку автомобиль явно наклоняется назад или приседает. И наоборот, при торможении может происходить перенос веса на переднюю часть автомобиля. При резком торможении это может быть хорошо видно даже изнутри автомобиля, так как нос опускается к земле (большая часть этого будет из-за передачи нагрузки). Точно так же при изменении направления (поперечное ускорение) может происходить перенос веса за пределы направления поворота.
Перенос веса обычно имеет гораздо меньшее практическое значение, чем перенос груза, по крайней мере, для автомобилей и внедорожников. Например, при повороте на 0,9 г автомобиль с колеей 1650 мм и высотой CoM 550 мм переместит нагрузку на 30% от веса автомобиля, то есть на внешние колеса будет на 60% больше нагрузки, чем раньше, а внутренние на 60% меньше. Общее доступное сцепление снизится примерно на 6% в результате такой передачи нагрузки. В то же время CoM транспортного средства обычно перемещается в поперечном и вертикальном направлении относительно пятна контакта не более чем на 30 мм, что приводит к переносу веса менее чем на 2% и соответствующему уменьшению в захвате 0,01%.
Передача нагрузки вызывает изменение доступного сцепления на всех четырех колесах при торможении, ускорении или повороте автомобиля. Это смещение, при котором одна пара шин выполняет больше «работы», чем другая пара, приводит к чистой потере общей доступной тяги. Чистые потери могут быть отнесены к явлению, известному как чувствительность шины к нагрузке.
. Исключением является время положительного ускорения, когда мощность двигателя приводит в движение два или меньше колес. В этой ситуации, когда не используются все шины, передача нагрузки может быть выгодной. Таким образом, самые мощные автомобили почти никогда не бывают переднеприводными, поскольку само ускорение снижает тягу передних колес. Вот почему спортивные автомобили обычно имеют либо задний привод, либо полный привод (а в случае с полным приводом мощность имеет тенденцию смещаться в сторону задних колес в нормальных условиях).
Если (боковая) передача нагрузки достигает нагрузки шины на одном конце транспортного средства, внутреннее колесо на этом конце поднимется, что приведет к изменению характеристик управляемости. Если он достигнет половины веса автомобиля, он начнет переворачиваться. Некоторые большие грузовики перевернутся перед заносом, в то время как легковые автомобили и небольшие грузовики обычно переворачиваются только при выезде с дороги. Установка гоночных шин на высокий или узкий автомобиль и последующее движение на нем может привести к опрокидыванию.