Как определить центр тяжести автомобиля: Центр тяжести автомобиля

29 октября 2019

28886

Расположение центра тяжести автомобиля и его влияние на устойчивость

Под центром тяжести автомобиля (сокращенно ЦТ) — это теоретическая “точка”, в которой условно действует сумма всех масс каждого отдельного компонента автомобиля. Другими словами, транспортное средство ведет себя так, как будто весь вес автомобиля находится в этой условной точке (вот почему на уроках физики именно в точке центра тяжести применяются все силы и моменты, действующие на тело). Распределение веса по осям характеризуется расположением центра тяжести автомобиля. Чем ближе к одной из осей расположен центр тяжести, тем больше будет нагрузка на эту ось. На ненагруженных грузовых автомобилях нагрузка на переднюю ось составляет примерно 40%; а на заднюю — 60%, на груженых соответственно — 30 и 70%. На легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется примерно поровну. Положение центра тяжести оказывает большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля, поэтому водитель должен это всегда учитывать.

Рис.1 Центр тяжести автомобиля

Положение центра тяжести автомобиля зависит от его компоновки, а также от величины, расположения и объемного веса груза и, следовательно, существенно изменяется при эксплуатации автомобиля. Увеличение массы сверху, например, монтаж дополнительного панорамного люка на крыше ТС, поднимет ЦТ автомобиля, в то время как размещение массивных узлов внутри транспортного средства, например, аккумуляторной батареи, будет способствовать опусканию ЦТ. Если автомобиль нагружен железобетонными плитами, то центр тяжести будет расположен значительно ниже, чем при перевозке железнодорожных контейнеров. Однако независимо от характера груза центр тяжести груженого грузового автомобиля всегда выше нежели у негруженого. Поэтому мнение, бытуемое у многих водителей, о том, что нагруженный грузовой автомобиль более устойчив, — ошибочно.

Чем ниже ЦТ, тем лучше с точки зрения управляемости, т. к. это снижает перенос веса на край ТС при поворотах и ​​торможении, а также снижает склонность к опрокидыванию. Чем выше расположен центр тяжести, тем хуже устойчивость автомобиля против опрокидывания. Это наиболее характерно для автобусов при наличии стоящих пассажиров, автомобилей (автопоездов), перевозящих высокогабаритные грузы, автомобилей — фургонов и специальных автомобилей (автокраны, автовышки и др.).

Рис.2 Высота центра тяжести автомобиля.

Силой тяжести автомобиля называется вес автомобиля (в килограммах), сосредоточенный в его центре тяжести. Она направлена по линии от центра тяжести к центру Земли.

При прямолинейном движении автомобиля обеспечивается поперечная и продольная устойчивость, если линия действия силы тяжести не выходит за пределы периметра точек опоры автомобиля. Если линия действия силы тяжести автомобиля пересекается с поверхностью дороги (местности) за пределами площади, ограниченной точками опоры колес, то автомобиль может потерять устойчивость и опрокинуться.

Нередко имеют место случаи опрокидывания автомобилей не только при движении на поворотах, спусках, подъемах и косогорах, но и на ровных прямых участках дорог. Как правило, это происходит при резком торможении и резких поворотах на высоких скоростях движения.

Расчет центра тяжести автомобиля

К сожалению, автопроизводители не публикуют данные о высоте ЦТ, поэтому мы решили сами узнать ЦТ. Но как нам измерить центр тяжести автомобиля в домашних условиях?

Мы начинаем с измерения высоты ступицы ( RF переднего и RR заднего колеса) и взвешивания автомобиля ( W ) на ровной поверхности. Зная длину колесной базы ( ℓ ) и распределение веса, мы можем рассчитать продольное положение ( a и b ) центра тяжести ( CG ). Затем мы грубо игнорируем все предупреждения о безопасности на нашем подъемнике, чтобы установить задние колеса на самодельные платформы и взвесить переднюю ось ( WF ) в этом наклонном положении. Угол (θ) можно вычислить, используя треугольник, образованный колесной базой и высотой поднятия задних колес. Подставив все это в следующую формулу, вы получите высоту ЦТ:

Рис.3 Схема для расчета центра тяжести автомобиля.

Приложение 2. Пример расчета

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Технической эксплуатации и сервиса автомобилей и оборудования

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВТОМОБИЛИ»

7 семестр

Выполнил студент группы АТ-402

Антонов Ю.А.

Руководитель проекта: доц. Рыжков С.В.

Ростов на Дону 2009

Задание на курсовой проект

Согласно заданному варианту в курсовом проекте выполнен анализ эксплуатационных свойств легкового переднеприводного автомобиля с колесной формулой 4х2, рассчитаны показатели устойчивости, управляемости, тормозной динамичности, плавности хода, проходимости. В табл.1 приведены исходные данные к курсовому проекту, на листе 2 пояснительной записки представлена габаритная схема исследуемого автомобиля, а на листе 3 – схема сил, действующих на автомобиль при движении.

Таблица 1

Наименование параметра	Ед. изм.	Значение
База, L	мм	2460
Колея, В	мм	1390
Длина Lо	мм	4000
Ширина, С	мм	1750
Высота, Н	мм	1335
Передний свес, L1	мм	785
Угол переднего свеса	град	35
Угол заднего свеса	град	40
Дорожный просвет, h	мм	160
Радиус поворота, R	мм	5
Собственная масса Gо	кг	900
В т.ч. на переднюю ось G1	кг	560
Полная масса Gа	кг	1325
В т.ч. на переднюю ось Gа1	кг	665
Максимальная скорость, Vа	км/час	148

Для расчетов показателей устойчивости необходимо определить координаты центра тяжести для порожнего и груженого автомобиля.

Для порожнего автомобиля:

нагрузка на заднюю ось

координаты центра тяжести

Высоту центра тяжести принимаем на основании визуального анализа габаритной схемы автомобиля:

Для груженого автомобиля:

нагрузка на заднюю ось

координаты центра тяжести

Высоту центра тяжести принимаем на основании визуального анализа габаритной схемы автомобиля с учетом размещения пассажиров в салоне и груза в багажнике:

Наименьшая нагрузка на шину 340/2 = 170 кг соответствует заднему колесу порожнего автомобиля.

Наибольшая нагрузка на шину 665/2 = 332,5 кг соответствует переднему колесу груженого автомобиля.

В груженом состоянии центр тяжести автомобиля расположен в середине его базы, в порожнем состоянии центр тяжести смещен от центра базы вперед, что объясняется передним расположением силового агрегата и трансмиссии.

В качестве прототипа исследуемого автомобиля можно принять автомобиль ВАЗ-2109

1. Анализ устойчивости автомобиля

Устойчивость — это свойство автомобиля противостоять опрокидыванию или скольжению. В зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают поперечную и продольную устойчивость. Продольное опрокидывание и скольжение имеют очень малую вероятность, поэтому, когда говорят об устойчивости, обычно имеют в виду поперечную устойчивость. Потеря продольной устойчивости в виде скольжения может происходить при движении по дороге с большим уклоном и низким коэффициентом сцепления, вероятность продольного опрокидывания незначительна и может быть либо следствием неправильного размещения груза, либо следствием наезда на пороговое препятствие.

Существуют следующие показатели поперечной устойчивости

1. Критическая скорость по условию заноса (V_з) — максимальная скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая началу его заноса.

2. Критическая скорость по условию опрокидывания (V_о) — максимальная скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая началу его опрокидывания.

3. Максимальный угол косогора по условию заноса (скольжения) _з — угол поперечного уклона дороги, при котором начинается скольжение автомобиля.

4. Максимальный угол косогора по условию опрокидывания _о — угол поперечного уклона дороги, при котором начинается опрокидывание автомобиля.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАССОВО-ГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕГО АГРЕГАТОВ | Малиновский

1. Павлов, В.В. Проектировочные расчёты транспортных средств специального назначения (ТССН): учеб. пособие / В.В. Павлов. – М.: МАДИ, 2014. – 116 с.

2. Тарасик, В.П. Методика имитационного моделирования режима испытаний на управляемость и устойчивость автомобиля при входе в поворот / В.П. Тарасик // Вестник Белорусско-Российского университета. – 2019. – № 2 (63). – С. 44-53.

3. Железнов, Е.И. Автомобили. Теория эксплуатационных свойств: конспект лекций / Е.И. Железнов, А.А. Ревин; ВолгГТУ. – Волгоград, 2015. – 170 с.

4. Тюрин, Я.И. Исследование устойчивости колёсно-шагающих экскаваторов при помощи системы автоматизированного проектирования / Я.И. Тюрин, К.П. Мандровский // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). – 2018. – № 4 (55). – С. 34-38.

5. Гладов, Г.И. Предпосылки к разработке алгоритма для системы повышения устойчивости движения многозвенного автопоезда / Г.И. Гладов, М.П. Малиновский // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2007. – № 11. – С. 36-46.

6. Хусаинов, А.Ш. Теория автомобиля: конспект лекций / А.Ш. Хусаинов, В.В. Селифонов. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 121 с.

7. Кулько, П.А. Прогнозирование показателей поперечной устойчивости автомобилей на поворотах / П.А. Кулько, А.П. Кулько, Т.А. Галицына // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Наземные транспортные системы. – 2010. – Т. 3, № 10 (70). – С. 58-61.

8. Рябов, И.М. Расчет критической скорости на повороте автомобиля с незакрепленным грузом в кузове / И.М. Рябов, Д.М. Ханин, М.М. Мамакурбанов // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Наземные транспортные системы. – 2013. – Т. 6, № 10 (113). – С. 30-33.

9. Малиновский, М.П. Применение итерационного метода при расчёте тормозных свойств седельного автопоезда с учётом перераспределения вертикальных реакций / М.П. Малиновский, Е.С. Смолко // Труды НАМИ. – 2020. – № 1 (280). – С. 36-47.

10. Малиновский, М.П. Повышение адаптивных свойств систем управления путём определения коэффициента сцепления бортовыми средствами в режиме реального времени / М.П. Малиновский // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). – 2020. – № 1 (60). – С. 43-51.

11. Испытания колёсных транспортных средств: учеб. пособие / А.М. Иванов, С.Р. Кристальный, Н.В. Попов, А.Р. Спинов. – М.: МАДИ, 2018. – 124 с.

12. Малиновский, М.П. Использование справочных параметров шин при расчёте систем управления колёсных машин / М.П. Малиновский, К.В. Базеев, И.В. Балясников // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2020. – № 2 (24). – С. 8.

13. Краткий автомобильный справочник / А.Н. Понизовкин и др. – М.: Трансконсталтинг; НИИАТ, 1994. – 779 с.

14. Малиновский М.П. Проектировочный расчёт массовых характеристик автомобильного колеса / М.П. Малиновский, С.В. Борисов, А.Э. Карьялайнен // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2020. – № 2 (24). – С. 10.

15. Малиновский, М.П. Компьютерная графика в Compas: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 2: Оформление чертежей / М.П. Малиновский. – М.: МАДИ, 2015. – 124 с.

16. Кисляков, Ю.Д. Справочно-информационные данные для анализа дорожно-транспортных происшествий: метод. рекомендации / Ю.Д. Кисляков, О.Г. Кузнецов, Т.М. Жанабаев. ¬– Алматы: РМНИЦ БДД, 1998. – 108 с.

17. Гаевский, В.В. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Теория эксплуатационных свойств АТС» / В.В. Гаевский, А.М. Иванов. – М.: МАДИ, 2013. – 53 с.

18. Конструкции активной подвески с низким уровнем энергопотребления / М.П. Малиновский, В.В. Кувшинов, А.А. Фёдоров, Г.А. Беджанов // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. – 2018. – № 3 (24). – С. 10-13.

Как влияет центр тяжести на вождение автомобиля? — Рамблер/авто

В повседневной жизни каждый автолюбитель практически не задумывается об изменениях в автомобиле при дополнительном весе на нём. Понять принцип модификаций при этом помогают знания о центре тяжести.

Что такое центр тяжести. Условная точка, в которой можно сосредоточить весь совокупный вес автомобиля, принято называть центром тяжести. Она располагается в определенном месте и определяет, какой вес будет возложен на оси автомобиля. В легковых автомобилях принцип распределения заключается в равноценном весе на обе оси. Это придает автомобильному устройству устойчивость, что позволяет более уверенно управлять им.

Центр тяжести довольно просто сместить, если нагрузить автомобиль. Это важно помнить, так как смещение центра тяжести является следственной причиной опрокидывания легковых машин.

Некоторые примеры изменения точки тяжести: -Перегруженный багажник заставляет сместиться центр тяжести вверх; -Расположение тяжелых предметов в салоне автомобиля также поднимает этот центр кверху.

И в том, и в другом случае, машина с дополнительным непредусмотренным весом на дороге теряет свою устойчивость. Понятие центра тяжести важно при представлении перераспределения веса по нормальному покрытию при наборе скорости, торможении, различных маневрах в виде поворотов. Понять это проще, если вообразить подъемный кран, то и дело, теряющий устойчивость, даже вначале движения.

В проектах автомобильных устройств инженеры стремятся поместить детали кузова таким образом, чтобы центр тяжести располагался максимально близко к автодорожному покрытию. Особенно это важно для машин спортивной категории. Также понятно, что любой универсальный седан будет держаться на дороге значительно увереннее, чем кроссовер с длинным просветом между дном и асфальтом.

Центр тяжести и сила тяжести. С понятием центра тяжести тесно связано и понятие силы тяжести. Сосредоточенный в центре вес автомобиля направляет силу тяжести к центру Земли. Устойчивость автомобиля вдоль и поперек дороги сохраняется до тех пор, пока сила тяжести находится внутри воображаемого четырехугольника в проекции колес. Четыре колеса, по сути, и есть опорные точки любых транспортных средств. Если вектор силы тяжести выходит за пределы этого периметра, возникает угроза потери устойчивости автомобиля и его опрокидывания.

Рассмотрим случай прохождения поворота на высокой скорости. При этом сила тяжести смещается по инерции во внешнюю сторону поворота или просто в бок — возрастает риск опрокидывания. При вынужденном торможении сила тяжести резко смещается вперед — возрастает риск опрокидывания вдоль дороги. На высокой скорости и вовсе потеря равновесия возможна при самых простых маневрах.

Вывод. Таким образом, понятие центра и силы тяжести очень важны для безопасного вождения. Понимая принцип физического изменения этих параметров, водитель предохраняет себя от жизнеугрожающих дорожно-транспортных происшествий.

Центр — тяжесть — автомобиль

Центр — тяжесть — автомобиль

Cтраница 2

Все измерения для определения положения центра тяжести автомобиля должны проводиться в том его состоянии, для которого определяется центр тяжести, следовательно, с пассажирами или соответственно нагруженным.  [16]

В обоих этих случаях происходит перемещение центра тяжести автомобиля и перераспределение весовой нагрузки между правыми и левыми колесами.  [17]

Начало координат более удобно помещать в центре тяжести автомобиля.  [18]

В этой же таблице даны отношения расстояний от центра тяжести автомобиля до сидений к расстояниям от центра тяжести до передних и задних осей.  [19]

Следовательно, предельный угол подъема зависит от расположения центра тяжести автомобиля до задней оси и от высоты центра тяжести над поверхностью дороги.  [21]

На рис. 34 изображены силы, приложенные к центру тяжести автомобиля, и координатные оси системы отсчета, связанной с полотном дороги.  [22]

Следовательно, чем больше колея и чем ниже расположен центр тяжести автомобиля, тем он устойчивее против поперечного опрокидывания.  [23]

Действие силы Рп создает опрокидывающий момент на плече hg высоты центра тяжести автомобиля относительно точек касания внешних колес с грунтом.  [24]

Основными преимуществами этой конструктивной схемы являются следующие: возможность расположения центра тяжести автомобиля между опорными катками, ограничение нагрузки на передние колеса, а также возможность иметь значительную опорную поверхность гусеницы.  [25]

Форма рамы должна обеспечивать удобство монтажа агрегатов, низкое положение центра тяжести автомобиля и малую погрузочную высоту кузова. Требования к кузовам будут рассмотрены ниже.  [27]

Однако стандартные автопоезда мало приспособлены для перевозки контейнеров: повышение центра тяжести автомобиля и прицепов ухудшает их устойчивость, усложняется проезд, маневрирование и управление автопоездом.  [28]

Коэффициент поперечной устойчивости может довольно значительно изменяться в зависимости от высоты центра тяжести автомобиля. Чем выше расположен центр тяжести, тем меньше коэффициент устойчивости.  [29]

Величина коэффициента поперечной устойчивости зависит от ширины колеи колес и высоты центра тяжести автомобиля: чем больше колея и чем ниже расположен центр тяжести, тем больше коэффициент поперечной устойчивости.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Как измерить высоту центра тяжести автомобиля

Из выпуска за март 2018 года

Центр тяжести транспортного средства или ЦТ — это теоретическая точка, в которой эффективно действует сумма всех масс каждого из его отдельных компонентов. Другими словами, с точки зрения физики, транспортное средство ведет себя так, как будто весь его вес находится в этой единственной точке (вот почему на уроках физики именно здесь применяются все силы и моменты, действующие на тело). Перенос веса наверху, например панорамный люк на крыше, поднимет ЦТ автомобиля, в то время как размещение тяжелых подсистем в транспортном средстве, таких как аккумуляторная батарея, будет способствовать его опусканию.Чем ниже, тем лучше с точки зрения управляемости, так как это снижает перенос веса при поворотах и ​​торможении, а также снижает склонность к опрокидыванию.

К сожалению, автопроизводители не публикуют данные о CG-высоте, что является одной из причин, по которой мы начали измерять их сами. Но как нам это сделать (и как вы могли бы сделать то же самое)?

Мы начинаем с измерения высоты ступицы ( R _F и R _R в формуле ниже) и взвешивания автомобиля на ровной поверхности ( W ).Зная колесную базу ( ℓ ) и распределение веса, мы можем рассчитать продольное положение ( a и b ) центра тяжести ( CG ). Затем мы грубо игнорируем все предупреждения о безопасности на нашем подъемнике, чтобы установить задние колеса на самодельные платформы и взвесить переднюю ось ( W _F ) в этом наклонном положении. Угол ( θ ) можно вычислить, используя треугольник, образованный колесной базой и высотой подъема задних колес.Подставив все это в следующую формулу, вы получите высоту ЦТ:

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Автоцентр | Калькулятор силы тяжести

Калькулятор центра масс автомобиля — это удобный инструмент, который оценивает местоположение важного параметра вашего автомобиля, который не может быть определен с первого взгляда — центр тяжести .Все, что вам нужно, это автомобильные весы и вычисления, реализованные в нашем калькуляторе центра тяжести автомобиля. В следующей статье вы найдете пошаговую инструкцию о том, как найти центр тяжести автомобиля, каково значение этого количества (особенно центра тяжести гоночного автомобиля) и какова физика. Это.

Центр масс (или центр тяжести) имеет множество различных определений. Что касается транспортных средств, мы можем сказать, что это уникальная точка, в которой автомобиль ведет себя так, как если бы вся его масса была сосредоточена в этой точке .Если вы приложите какую-либо силу к этой конкретной точке, транспортное средство начнет двигаться в направлении этой силы , не поворачивая . Чтобы полностью описать центр масс трехмерного объекта, вам необходимо оценить три координаты:

• продольное положение (определяется расстояниями a и b ),
• высотное положение (определяется по высоте h ),
• Боковое положение (определяется расстояниями x и y ).

Место, где эти три координаты пересекаются в пространстве, является фактическим центром масс. Определение центра тяжести состоит из нескольких измерений веса автомобиля в различных геометрических формах. Дополнительно необходимо измерить такие параметры, как колесная база L (расстояние между передней и задней осями), радиус колес r и высота , на которую колеса были подняты H в случае высотного расположения, и автомобильная колея Т при боковом расположении (расстояние между колесами одной оси).

Интересует физика применительно к автомобилям? Не сомневайтесь и воспользуйтесь нашим калькулятором ДТП! Мы объяснили, насколько опасными могут быть автомобильные аварии и как ремни безопасности защищают вас от травм.

Как найти центр тяжести автомобиля?

Чтобы оценить точное положение центра тяжести в вашем автомобиле, вам необходимо выполнить несколько измерений. В нашем калькуляторе центра масс автомобиля мы разделили пошаговую инструкцию на три части:

Продольное положение

1. Введите вес вашего автомобиля .Например, 3000 фунтов
2. Найдите колесную базу вашего автомобиля — измерьте расстояние между центрами двух колес разных осей. Допустим, это 8 футов
3. Поднимитесь, положив передние (или задние) колеса на весы, и измерьте вес передней (или задней) оси. Помните, что обе оси должны находиться на одном уровне! Следовательно, вам следует разместить другую ось на какой-нибудь платформе той же высоты, что и весы. Измеренная масса должна быть примерно в два раза меньше общей массы автомобиля.Например, у нас есть 1800 фунтов
4. Считайте полученные расстояния a и b , которые определяют продольное положение центра масс. В нашем примере a = 3,2 фута и b = 4,8 фута . Это означает, что центр тяжести автомобиля немного смещен вперед. Это наиболее частая ситуация, потому что почти в каждой машине очень тяжелый двигатель находится под капотом спереди.

Высота над уровнем моря

1. Найдите продольное положение центра тяжести вашего автомобиля .Вы, конечно же, можете использовать для этого наш калькулятор центра масс автомобиля. В нашем примере мы предполагаем, что у нас та же машина, что и раньше.
2. Решите, какую ось вы будете поднимать — переднюю или заднюю . Чтобы найти высоту центра масс, вам нужно немного приподнять одну из осей (как на рисунке выше). Например, мы подняли переднюю ось.
3. Введите высоту, на которой выбранная ось была поднята по сравнению с другой осью. Чем выше вы поднимете колеса, тем точнее вы получите результат.Однако будьте осторожны с этим — защитит вашу машину от соскальзывания с накипи! Всегда ставьте колодки под колеса и используйте стояночный тормоз. Высота 15 дюймов должна быть достаточно высокой, и это значение мы использовали в нашем примере.
4. Введите радиус колеса автомобиля . На практике это расстояние от центра колеса (оси) до земли. В нашем случае это 12 дюймов.
5. Измерьте вес передней (или задней) оси. Неважно, измеряете ли вы вес поднятых колес или колес на земле. Поднятая ось должна весить немного меньше , чем измеренная в горизонтальном положении автомобиля, а ось на земле должна быть немного тяжелее . В нашем примере, допустим, мы взвесили задние колеса и получили 1440 фунтов
.
6. Считайте полученную высоту h , которая является высотой центра масс над землей . В нашем случае мы получили около h = 5 футов .

Расположение сбоку

1. Введите вес вашего автомобиля .Например, 3000 фунтов
2. Найдите автомобильную колею вашего автомобиля — измерьте расстояние между центрами двух колес одной оси. Допустим, это 4 фута
3. Поднимите левое (или правое) колесо на весах и измерьте их вес. Помните, что все четыре колеса должны быть на одном уровне! Следовательно, вам следует поставить еще два колеса на какую-нибудь платформу той же высоты, что и весы. Измеренная масса должна быть примерно в два раза меньше общей массы автомобиля.Например, у нас есть вес в 1550 фунтов левых колес.
4. Считайте полученные расстояния x и y , которые определяют положение центра масс сбоку. В нашем примере x ≈ 1,93 фута и y ≈ 2,07 фута . Автомобили обычно симметричны по распределению веса при виде спереди , а центр тяжести будет примерно посередине x ≈ y .

Перед тем, как начать измерения. Имейте в виду, что любой багаж (например, огнетушитель) и люди в автомобиле влияют на центр масс. Убедитесь, что давление в шинах установлено правильно, а автомобиль заправлен. Если вы проводите измерения в одиночку, вы можете использовать грузы, которые соответствуют вашему весу на сиденье водителя.

Важность центра тяжести

Распределение веса играет важную роль в управлении автомобилем . . Он определяет реакцию автомобиля на действия водителя и его движение по дороге.Центр тяжести гоночного автомобиля имеет решающее значение для баланса и рулевого управления .

Продольное положение центра масс относительно колесной базы определяет передачу нагрузки между передними и задними колесами. Автомобиль будет наклоняться соответственно вперед и назад во время торможения и ускорения. С одной стороны, автомобиль с гораздо большей массой нагрузки на заднюю ось стремится к недостаточной поворачиваемости, — автомобиль недостаточно поворачивает и съезжает с дороги. С другой стороны, автомобиль поворачивает более резко, чем предполагалось, и может даже попасть в пробуксовку, если на переднюю ось будет намного большая нагрузка.Такая ситуация называется избыточной поворачиваемостью . На схеме ниже недостаточная поворачиваемость представлена ​​слева, а избыточная — справа.

Высота центра масс относительно автомобильного пути определяет передачу нагрузки из стороны в сторону. Этот параметр важен при прохождении поворотов . Автомобили с большим высотным центром масс на наклонятся при повороте с большей вероятностью и могут даже опрокинуть . Более низкий центр тяжести гоночного автомобиля — главное преимущество в характеристиках, особенно по сравнению с внедорожниками.Кузов этих спортивных автомобилей часто делают из легких материалов, чтобы еще больше снизить центр тяжести. Это причина того, почему автомобили Формулы-1 такие низкие (их центр тяжести составляет всего около 10 дюймов в высоту).

Какая физика стоит за расчетами?

В следующем разделе мы попытаемся объяснить, как вывести все необходимые формулы для определения центра масс автомобиля. В состоянии равновесия общая сила и, что более важно, общий крутящий момент, действующий на объект, равны нулю. Это отправная точка для наших размышлений.

Продольное положение

Предположим, что обе оси автомобиля лежат на весах, как на рисунке выше. Согласно III закону движения Ньютона, на каждое действие существует равное и противоположное противодействие. Вот почему есть три силы: сила тяжести Fg , действующая на центр масс, сила реакции Fb , действующая на заднюю ось, и сила реакции Fa , действующая на переднюю ось.

Общий крутящий момент вокруг любой точки должен быть равен нулю. Напомним, крутящий момент является простым произведением силы и длины плеча, когда сила и вектор плеча перпендикулярны друг другу . Суммируем крутящие моменты вокруг задней оси:

Fb * 0 + Fa * L - Fg * b = 0 ,

и после тривиального преобразования

b = L * (Fa / Fg) ,

, где Fa — это фактически вес, измеренный по шкале под передней осью .Точно так же мы можем просуммировать крутящие моменты вокруг передней оси, и мы получим:

а = L * (Fb / Fg) ,

, где Fb , следовательно, — вес, измеренный на весах под задней осью .

Высотное положение

Расчеты высотного положения центра масс немного сложнее, но идея осталась прежней. . Поднимем переднюю ось. Мы хотим суммировать каждый крутящий момент вокруг определенной точки и приравнять его к нулю.Есть еще три силы, но две силы реакции немного разные . Возьмем сумму крутящих моментов вокруг передней оси:

Fa '* 0 + Fb' * L * cosθ - Fg * | AC | = 0 ,

, где Fa ' и Fb' — это веса , измеренные по шкале соответственно под передней и задней осями . Длина L * cosθ может быть получена непосредственно из рисунка выше. Угол θ технически говорит нам , насколько высоко мы подняли одну из осей .Теперь все, что нам нужно, это оценить длину | AC | . Мы можем сделать это с помощью нескольких наблюдений:

1. Есть три подобных треугольника с углом θ . На рисунке выше они красные.
2. Дистанция | AB | = | DE | = (h - r) * sinθ , где h — высота центра масс, а r — радиус колеса.
3. Дистанция | BC | = | EC | * cosθ = a * cosθ , где a — продольное положение, оцененное ранее.
4. Наконец, расстояние | AC | = | AB | + | BC | = (ч - г) * sinθ + a * cosθ .

Последний результат можно положить в суммирование моментов и после нескольких преобразований:

h = [(Fb '/ Fg) * L - a] * кроватка (θ) + r ,

, где cot (θ) — функция котангенса, а угол θ = asin (H / L) — функция арксинуса. В конце концов, мы можем переписать его, подставив a = L * (Fb / Fg) :

h = (Fb '- Fb) / Fg * L * кроватка (θ) + r ,

, где Fb '- Fb — это изменение веса задней оси после подъема передних колес .Аналогичный подход может быть реализован с суммированием крутящего момента вокруг передней оси:

h = (Fa - Fa ') / Fg * L * кроватка (θ) + r ,

и в этом случае Fa - Fa ' — это изменение веса передней оси после подъема передних колес .

Боковое положение

Расчеты бокового расположения центра масс так же просты, как и определение продольного положения. Предположим, что левые колеса лежат на одной шкале, а правые — на другой.Существует три силы: сила тяжести Fg , действующая на центр масс, сила реакции FL , действующая на оба левых колеса, и сила реакции FR , действующая на оба правых колеса. Суммируем крутящие моменты вокруг левых колес (фактически вокруг центральной точки между двумя левыми колесами):

FL * 0 + FR * T - Fg * x = 0 ,

и, следовательно,

x = T * (FR / Fg) .

Аналогично с правыми колесами:

y = T * (FL / Fg) .

Теперь вы знаете, как найти центр тяжести автомобиля. Наш калькулятор центра масс автомобиля использует все вышеперечисленные уравнения и, таким образом, упрощает вычисления . Просто воспользуйтесь нашим инструментом и узнайте, как быстро он работает!

В поисках Центр тяжести автомобиля / масса (CG / CM)

Что такое мята по центру тяжести?
Центр тяжести, также известный как центр масс, — это точка, в которой система или тело ведет себя так, как если бы вся его масса была сосредоточена в этой точке.Где вес, а также все ускоряющие силы разгона, торможения и прохождения поворотов действовать через это.

Местоположение центра тяжести можно определить как:
— Точка равновесия объекта
— Точка, через которую сила вызовет чистый перевод
— Точка, относительно которой уравновешиваются гравитационные моменты (см. Рис.1)
— Точка, которая, если тело будет подвешено, останется в равновесии (выровнена как он находится на земле).

В чем важность CG?
При анализе сил, приложенных к автомобилю, ЦТ является точкой разместить вес автомобиля и центробежные силы при повороте автомобиля или при ускорении или замедлении. Никакая сила, действующая через CG, не имеет тенденция заставлять машину вращаться.

Высота центра масс, относительно колеи , определяет перенос нагрузки (связанный с переносом веса, но не совсем) из из стороны в сторону и вызывает наклон тела.Когда шины транспортного средства центростремительная сила, тянущая его за поворот, импульс транспортного средства активирует передачу нагрузки в направлении, идущем от текущего положения автомобиля к точке на пути, касающемся пути транспортного средства. Эта передача нагрузки представляет сам по себе в виде поджарого тела. Наклон тела можно контролировать, понижая центр тяжести или расширение автомобильной колеи, это также можно контролировать с помощью пружины, стабилизаторы поперечной устойчивости или высоту центра крена.

Высота центра масс относительно колесной базы определяет нагрузку. передача между передним и задним. Импульс автомобиля действует в его центре масс. наклонять автомобиль вперед или назад соответственно при торможении и ускорение.Поскольку изменяется только направленная вниз сила, а не сила расположение центра масс, влияние на чрезмерную / недостаточную управляемость противоположно то фактического изменения центра масс.

Низкий центр масс является основным показателем. Преимущество спорткаров по сравнению с седанами и (особенно) внедорожниками. Некоторые автомобили частично по этой причине панели кузова сделаны из легких материалов.

Получение позиции автомобиля CG:
A транспортное средство не симметрично по форме или массе спереди назад.Большинство автомобилей симметричны слева направо по форме, но не по массе, особенно переднее колесо водить транспорт.

Разница между весом W и Реакцией R:
От Инжир.2, W — вес шины (всегда вертикально и вниз), а R — реакция земли (всегда перпендикулярно поверхности земли и подальше от него). Шина балансируется в вертикальном направлении под своим весом. (W) и реакция земли (R), что означает суммирование сил в этом направление равно нулю (W R = 0), что дает W = R.
В нашем анализе мы измеряем веса, но при изучении баланса автомобиля мы использовать реакции, поддерживающие автомобиль от земли (где: W _f = R _f , W _r = R _r, W _w = R _w и W _L = R _L ).
Символы на рис. 3 переданы в дар:
W — масса автомобиля,
R _f — реакция грунта переднего моста
. R _r — реакция массы заднего моста на грунт
R _R — реакция грунта правых колес автомобиля массой
R _L — реакция грунта на левые колеса автомобиля массой
L — колесная база автомобиля (расстояние между передними и задними колесами / осями автомобиля)
T — колея автомобиля (расстояние между центрами колес одной оси)
а — расположение ЦТ за передней осью
b — расположение ЦТ перед задней осью
x — расположение ЦТ от правых колес
y — расположение ЦТ в стороне от левых колес

А.В продольное расположение ЦТ:

* Измерьте колесную базу , L ( расстояние между центром передних и задних колес), рис.3

L = а + b. (1)

а = L б. (2)

Σ F _y = 0

Вт ( _R + _R ) = 0 (3)

Тогда W = (R _f + R _r ) . (4)

* Измерьте массу передней оси автомобиля W _f = R _f , и масса заднего моста автомобиля W _r = Rr , рис. 3.

Воспользуйтесь уравнением (4), чтобы найти массу автомобиля W .

Возьмите момент около точки E.

Σ M _E = 0

R _f L W b = 0

R _f L = W b, затем

b = L (R _f / W). (5)

Используйте ур. (5) найти расстояние b .

Подставьте значение b в ур. (2) получить расстояние a .

* В уравнении. 5, блоки R _f и W могут быть выражены в единице силы (Н, фунт) или единицы массы (кг), единицы L и b могут быть выражается в (м, см, мм или фут, дюйм).

B. высота над землей ЦГ (h):

Масса задней оси ( W _r1 ) будет взвешиваться, пока передняя пара колес приподнят на небольшое расстояние H ( или h ₁ ) (как показано на рисунок 6).

Использование Рис.7:

сумма вертикальных сил в направлении y равна 0.

Σ F _y = 0

R _f1 + R _r1 W = 0

Тогда: R _f1 = W R _r1

суммирование моментов относительно любой точки равно 0, тогда:

Σ M _A = 0

R _{f 1} (L cos θ) — W (AB) = 0

R _{f 1} (L cos θ) = W (AB).(6)

На рисунке:

AB = AC BC,

Где:

AC = b cos θ, и

г. до н.э. = ED = (ч-г) грех θ,

Тогда:

AB = AC BC = b cos θ (h-r) sin θ

Заменить значение AB образуют приведенное выше уравнение в формуле. (6), затем

R _f1 (L cos θ) = W (b cos θ (h-r) sin θ)

R _f1 (L cos θ) = W b cos θ W (h-r) sin θ

Вт (ч-р) sin θ = W b cos θ R _f1 (L cos θ)

h r = [b L (R _f1 / W)] детская кроватка θ.. (7)

h = [b L (R _f1 / W)] детская кроватка θ + r. (8)

где:

θ = sin ^-1 (H / L)

(h-r) — расстояние ЦТ над плоскостью оси, уравнение. (7)

h — расстояние ЦТ над землей, Ур. (8)

* В уравнении. 8, блоки R _f1 и W оба могут выражаться в единицах силы (Н, фунт) или массы (кг), единицах b, L, r и h может быть выражено в (м, см, мм или фут, дюйм).

An Программа Excel для получения центра положение силы тяжести (a, b и h)

C. Боковое расположение CG:

Колеса правые и левые вес ( Вт _R , Вт _L ) будет измерен, а автомобильная колея Т .

Баланс нагрузки вагона по вертикали показывает:

W = W _R + W _L

Взяв момент около точки C, получим расстояние x

Σ М _С = 0,

Вт. (X) R _л. (Т) = 0

x = (R _L / W) Т,

у = Т х

Большинство автомобилей, кроме переднеприводных симметричны по распределению веса на виде спереди (R _R = R _L ).Так что положение ЦТ будет посередине (x = y = T / 2). В большинстве автомобилей это справедливое приближение, чтобы предположить, что.

Рабочий пример:

Транспортное средство, имеющее при массе 2000 кг и колесной базе 2,44 м центр тяжести автомобиля лежит на 1,52 м. м от заднего моста. Передняя часть автомобиля поднимается на 35 см и дает масса чтения 1150 кг. Радиус колеса 30,5 см. Определите высоту CG.

Обязательно

ч

Дано:

м = 2000 кг

L = 2,44 м

b = 1,52 м

H = 35 см

R _f1 = 1150 кг

r = 30,5 см

Ответ:

θ = грех ^-1 (H / L) = sin ^-1 (35/244) = 8,247

детская кроватка θ = 6,899

h = [b L (R _f1 / W)] детская кроватка θ + r

ч = [1.52 2,44 (1150/2000)] 6,899 + 30,5

ч = [1,52 1,403] 6,899 + 0,305 = 0,807 + 0,305

ч = 1,112 м

Источник: [email protected]

Как рассчитать положение центра тяжести — Как отрегулировать и настроить — Секреты подвески

Определение положения вашего центра тяжести (также называемого COG в этом посте) очень важно, когда вы хотите начать понимать, как ваша машина управляет и почему она ведет себя именно так.Определение вашего положения центра тяжести — это первый шаг к определению того, почему ваша машина катится так сильно, как и у вас, а также помогает рассчитать ваш момент крена. Это также один из этапов, необходимых для расчета идеальной жесткости пружины для вашего гоночного автомобиля. Ниже приводится методика расчета статического положения центра тяжести вашего автомобиля.

Необходимое оборудование

Для точного определения положения вашего центра тяжести вам потребуется следующее оборудование:

• Набор угловых грузиков
• Рулетка
• Гидравлический домкрат или подъемное оборудование

Перед тем, как начать

Чтобы получить точный результат, перед началом работы необходимо выполнить следующие шаги:

• Подготовьте жесткие металлические стопорные планки, которые эффективно заблокируют ваши передние амортизаторы.Они потребуются позже.
• Убедитесь, что все жидкости заполнены
• Поместите массу на сиденье водителя, равную массе водителя
• Отсоединить стабилизатор поперечной устойчивости

Объекты измерения

Есть несколько параметров, которые необходимо измерить либо рулеткой, либо угловыми грузами, чтобы рассчитать положение центра тяжести.

В таблице ниже показаны все элементы, которые необходимо измерить, и которые можно использовать в процессе для отслеживания измерений, которые будут использоваться в уравнениях ниже.

Перед тем, как продолжить, вы должны убедиться, что все ваши высоты езды установлены на желаемые высоты и не будут изменены после этого расчета.Кроме того, аналогично тому, как вы нагружаете автомобиль в повороте, стабилизаторы поперечной устойчивости должны быть отсоединены из стороны в сторону, чтобы снять статическое скручивание с системы подвески.

Этап измерения

Первые измерения, которые нужно снять с автомобиля, — это ширина колеи и колесная база. Самый простой способ измерить это — провести рулетку от центра переднего колеса по боковой стороне автомобиля к центру заднего колеса. Это даст вам колесную базу.Запишите это в метрах выше в таблице. Затем измерьте ширину колеи. Для этого проведите рулеткой от центра шины, если смотреть спереди по ширине автомобиля, до центра шины на другой стороне автомобиля. Если передние колеса шире, чем задние, или наоборот, запишите ширину колеи передних и задних колес в таблице выше.

После того, как эти измерения будут завершены и занесены в таблицу, пора измерить несколько гирь.

Поставьте автомобиль на угловые весы, убедившись, что давление в шинах соответствует тому, по которому вы будете двигаться по трассе.Кроме того, убедитесь, что все остальные проверки настройки выполнены, как указано в статье «Как утяжелить машину на углах». Это обеспечит точное измерение.

Угловые грузы определенно покажут 5 вещей:

• Передняя правая масса
• Передняя левая масса
• Масса задняя правая
• Задняя левая масса
• Общая масса

Снимите эти показания с весов и поместите их в приведенную выше таблицу, убедившись, что масса измеряется в кг.Если нет, то перед вводом данных в таблицу преобразуйте ваши показания в килограммы.

Некоторые весы также вычисляют процентное соотношение масс спереди и сзади и процентное соотношение масс слева направо. В этом случае укажите процентную массу передней части в приведенной выше таблице в процентах и ​​укажите процентную массу левой части в приведенной выше таблице в процентах.

Если ваши весы не могут рассчитывать процентное соотношение и показывают массу только на каждом углу, то для получения требуемых процентных значений можно предпринять следующие шаги.

Чтобы упростить эту задачу, можно увидеть ниже несколько примеров цифр, взятых для одноместного гоночного автомобиля:

• Масса переднего правого колеса = 92 кг
• Масса переднего левого колеса = 88 кг
• Масса заднего левого колеса = 123 кг
• Масса заднего правого колеса = 122 кг
• Общая масса автомобиля = 425 кг

Используя эти цифры, мы можем определить, что:

• Общая передняя масса = 180 кг
• Общая масса задней части = 245 кг
• Общая левая масса = 211 кг
• Общая масса справа = 214 кг

Расчет положения центра тяжести спереди назад и из стороны в сторону

Теперь нам нужно рассчитать процент веса передней и левой части.Поэтому нам нужно выбрать нашу общую фронтальную массу и нашу общую массу и поместить числа в следующее уравнение:

Следовательно:

Теперь для левого процентного разделения нам понадобится общая левая масса и общая масса транспортного средства, которые будут использоваться аналогичным образом в приведенном ниже уравнении:

Следовательно:

Теперь эти цифры можно занести в приведенную выше таблицу.

Следующим этапом определения положения центра тяжести спереди назад и слева направо является использование ранее записанных измерений ширины колеи и колесной базы.Неважно, какое значение ширины колеи используется для этого, мы будем использовать измерение ширины передней колеи.

В целях будущих расчетов в приведенной ниже таблице будут использоваться примерные цифры, взятые для одноместного гоночного автомобиля, чтобы сделать рабочие примеры, чтобы показать, как использовать уравнения и суммы.

Чтобы вычислить положение центра тяжести слева направо, мы можем использовать следующее уравнение, используя измерение ширины дорожки и процент массы левого края:

Следовательно:

Теперь нам нужно найти центральную линию оси, разделив ширину колеи на 2:

Теперь мы можем вычесть наш первый результат из приведенного выше, чтобы получить расстояние COG от центральной линии:

Следовательно:

Если ответ положительный, это означает, что центр тяжести смещен от центра на эту величину по направлению к правому колесу.Если значение отрицательное, это говорит о том, что центр тяжести смещен от центра на эту величину по направлению к левому колесу. Следовательно, в этом примере центр тяжести смещен от центра на 5,2 мм по направлению к правому колесу.

Затем нам нужно определить положение центра тяжести спереди назад. Это делается аналогично описанному выше, но вместо этого используется колесная база и процентное соотношение массы передней части.

Следовательно:

Теперь нам нужно найти центральную линию автомобиля, разделив колесную базу на 2.

Теперь мы можем вычесть наш первый результат из приведенного выше, чтобы определить, как далеко от центральной линии автомобиля находится центр тяжести автомобиля спереди назад:

Следовательно:

Если ответ положительный, это означает, что центр тяжести смещен по центру на эту величину по направлению к задним колесам. Если ответ отрицательный, это означает, что положение COG смещено от центра на эту величину по направлению к передним колесам. В этом случае положение COG смещено от центра на 203 мм по направлению к задним колесам.

На приведенной ниже диаграмме сверху показано текущее положение центра тяжести этой машины.

Расчет высоты положения центра тяжести

Расчет высоты положения центра тяжести очень важен, если вы хотите понять характеристики качения вашего автомобиля и рассчитать идеальную жесткость пружины.

Когда автомобиль все еще находится на угловых весах, задняя часть автомобиля должна быть поднята на определенную величину, чтобы в идеале автомобиль находился под углом от 15 до 20 градусов от горизонтали, а передние колеса все еще были на весах.

Чтобы поднять заднюю часть автомобиля на нужную величину, нам нужно использовать математический принцип, называемый SOHCAHTOA. Мы будем использовать часть SOH, которая означает Sin (угол), противоположную длину и длину гипотенузы. Длина гипотенузы такая же, как и размер колесной базы. В этом примере мы будем использовать угол в 18 градусов, так как он находится в середине нашего идеального диапазона. Угол, используемый для функции Sin, составляет 18 градусов.

Чтобы рассчитать, на какую высоту нужно поднять заднюю часть автомобиля, можно использовать следующее уравнение:

Следовательно, в нашем примере:

Это показывает, что нам нужно поднять заднюю часть автомобиля на 81.9 см по вертикали для получения правильного угла. Эта цифра будет меняться в зависимости от величины колесной базы, которую вы измерили для своего конкретного автомобиля.

Самый простой способ сделать это аккуратно — вставить стопорные планки на передние амортизаторы, чтобы предотвратить их сжатие при подъеме задней части. Также увеличьте давление в передних шинах, чтобы убрать прогиб боковины из измерений. Затем установите домкрат между обоими задними колесами на подрамнике или дифференциале в центре автомобиля.Поднимите гидравлический домкрат до соприкосновения с подрамником, но до того, как он начнет поднимать автомобиль. Измерьте высоту головки домкрата от пола. Теперь поднимите автомобиль вверх, пока головка домкрата не окажется на 81,9 см выше, чем когда она непосредственно касалась подрамника. Для этого требуется домкрат с высоким подъемом для достижения такого высокого уровня подъема. Если у вас есть обычный домкрат для тележки, вам, возможно, придется поднимать автомобиль поэтапно, чтобы достичь этой высоты, поднимая его до максимального хода, помещая автомобиль на опоры оси, затем кладя дрова между домкратом и автомобилем и снова двигаясь до тех пор, пока высота достигнута.На изображении выше пандус использовался для достижения подъемной силы, необходимой для точных измерений. Если вы выберете аналогичный метод, убедитесь, что задний мост очень надежно прикреплен к аппарели. Если вам сложно достичь высоты, используйте угол 15 градусов в нижней части диапазона, что потребует меньшего подъема.

Что делать, если я не могу поднять машину так высоко

Если вы не можете поднять автомобиль достаточно высоко, чтобы поднять его на угол в 15 градусов, можно использовать меньшую высоту и угол, но они будут менее точными, чем если бы вы находились в диапазоне от 15 до 20 градусов.Однако, если вы не можете поднять такую ​​высоту, это все равно даст вам точное приближение к высоте вашего центра тяжести.

Абсолютный минимум, на который вы должны поднять свой автомобиль, составляет 26 см. Все, что меньше этого, приведет к неточному результату. Поэтому лучше всего поднять автомобиль как можно выше и принять во внимание высоту подъема по вертикали. Теперь следующие уравнения можно использовать для получения значения «Tan θ», которое нам понадобится для последующего расчета высоты центра тяжести.

Сначала нам нужно вычислить длину прилегающего участка под автомобилем для высоты поднятия, используя теорему Пифагора.

Где:

• WB = колесная база (м)
• Z = высота подъема сзади (м)

Теперь, используя это значение, мы можем использовать его, чтобы получить значение «Tan θ» для нашего основного уравнения, приведенного ниже. Используя SOHCAHTOA, мы можем определить, что:

Где:

• Z = высота подъема сзади (м)
• Adj = длина прилегающего участка, рассчитанная по приведенному выше уравнению (м)

Число для «Tan θ» будет десятичным числом.Его можно сохранить и вставить в основное уравнение ниже полностью вместо «Tan θ». После завершения этого раздела мы можем снова присоединиться к исходной процедуре.

Уравнение

Когда автомобиль находится в этом положении, обратите внимание на массу, которая теперь присутствует на передних колесах на угловых весах. Сложите две цифры вместе, чтобы получить общую переднюю массу на весах. В этом примере общая масса передней части с поднятой задней частью составляла 188 кг.

Следовательно, наша передняя приподнятая масса:

Теперь нам просто нужно вычесть это значение из ранее измеренного значения общей массы передней оси, чтобы получить изменение массы передней оси:

Следовательно:

Изменение массы переднего моста может иметь как отрицательное, так и положительное значение.Неважно, отрицательное оно или положительное, и просто необходимо записать его как значение.

Теперь все эти значения можно записать в предыдущую таблицу для заключительного этапа расчетов. Обновленный пример таблицы можно увидеть ниже:

Теперь, когда приведенная выше таблица завершена, мы можем вставить наши цифры в одно окончательное уравнение, которое скажет нам высоту по вертикали над нашими осями в положении центра тяжести. Уравнение:

Следовательно:

Это значение высоты представляет собой высоту положения центра тяжести над высотой оси. Чтобы получить высоту от земли, необходимо произвести одно последнее измерение. Когда автомобиль сел на все четыре колеса, измерьте диаметр передних колес.Если у вас передние колеса или шины разного размера, возьмите средний. Однако в большинстве случаев передние колеса будут одинакового диаметра. Получив значение диаметра, разделите его на 2, чтобы получить радиус переднего колеса. Это значение радиуса является высотой вашей передней оси. В случае одноместного автомобиля радиус передней шины составляет 0,24 метра. Это значение просто добавляется к ранее рассчитанной высоте, чтобы получить высоту положения центра тяжести над уровнем земли для автомобиля.

Следовательно:

Эта высота — последняя цифра, необходимая для точного определения положения нашего центра тяжести на вашем автомобиле.На схемах ниже показано положение центра тяжести автомобиля в качестве примера сверху, сбоку и спереди.

Вид спереди:

Вид сбоку:

Вид сверху:

Что дальше?

Теперь, когда вы точно определили центр тяжести, вы можете приступить к регулировке вашего автомобиля, чтобы попытаться опустить его, чтобы уменьшить крен. Вы можете изменить высоту езды или начать удалять массу из определенных областей и добавлять ее в другие, чтобы сместить положение центра тяжести, чтобы получить как можно более центральное положение.Также распространена установка более легких деталей из углеродного волокна на высоких точках, таких как крыша, капот или двери. Вы можете повторно измерить этот процесс после каждого изменения, чтобы увидеть, насколько эффективными были ваши изменения.

Как это:

Нравится Загрузка …

Что такое центр тяжести?

Факторы, влияющие на центр тяжести

Что такое центр тяжести (ЦТ)?

Местоположение центра тяжести (ЦТ) — это среднее положение всего веса объекта.Центр тяжести — это точка баланса объекта, также выраженная как точка, в которой, по-видимому, расположена вся масса.

Как рассчитать центр тяжести

Математически центр тяжести можно определить как средневзвешенное значение всех точечных масс в объекте, которое удовлетворяет следующему:

CG = sum (mi * ri) / sum (mi ) : где ri — положение каждой точечной массы, а mi — масса каждой точечной массы

Какое значение имеет определение местоположения центра тяжести?

Местоположение центра тяжести имеет несколько уникальных свойств:

• Объект в космосе вращается вокруг своего центра тяжести.
• Сила, приложенная к центру тяжести, вызывает чистое перемещение.

Таким образом, расположение центра тяжести является важным параметром для определения летных характеристик объекта. Для управления полетом объекта необходимо хорошо знать местоположение его центра тяжести.

Например, выравнивание направления тяги ракетного двигателя так, чтобы он толкал точно через центр тяжести ракеты, необходимо для достижения прямого полета.

В автомобильной промышленности высота центра тяжести является важным параметром. Чем ниже центр тяжести, тем выше устойчивость автомобиля или грузовика. Это объясняет, почему у внедорожников больше проблем с опрокидыванием, чем у автомобилей, потому что они находятся выше дороги, поэтому их центр тяжести выше. У гоночных автомобилей всегда очень низкий центр тяжести. Некоторые гоночные организации ограничивают допустимую высоту центра тяжести гоночных автомобилей, чтобы поддерживать честную конкуренцию.

Как найти центр тяжести?

Определение центра тяжести объекта — сложная задача.Центр тяжести обычно вычисляется первым, например, с использованием моделей САПР. Но даже у современных инструментов есть свои ограничения. Положение таких компонентов, как кабели, не может быть точно определено программным обеспечением. То, как кабели проложены внутри объекта, может значительно сместить его центр тяжести. Производственные допуски также создают неопределенность в расположении каждого компонента полезной нагрузки. Все эти небольшие ошибки приводят к большой неопределенности в отношении центра тяжести.

Такое скопление ошибок объясняет, почему необходимо часто измерять центр тяжести реального объекта.

Как измерить центр тяжести?

Для измерения центра тяжести реального объекта использовалось несколько концепций.

Самая простая концепция — использовать систему датчиков веса. Этот метод используется в приборах для измерения центра тяжести серий WCG и SE. Объект размещается на неподвижной платформе, соединенной с тремя датчиками веса. Средневзвешенное значение каждого показания датчика веса дает местоположение центра тяжести объекта.

Другая концепция используется там, где требуется высокая точность.Объект помещается на стол, который поворачивается вокруг определенной оси. Момент из-за смещения центра тяжести объекта относительно центральной оси измеряется с помощью датчика силы. Местоположение центра тяжести определяется из измерения момента по следующей формуле:

M = W xd: Где M — приложенный момент, W — вес объекта, d — расстояние от точки поворота. к центру тяжести объекта

Этот метод измерения момента используется в приборах для измерения центра тяжести серий KSR и SE8913.

Точность измерения центра тяжести

В зависимости от того, что вы пытаетесь сделать, ваши требования к точности будут различаться. Например, если вы хотите сложить книги на столе, вам нужно знать центр тяжести с точностью до нескольких дюймов. Но если вы хотите, чтобы ваша модель самолета летела прямо, вам нужно знать ее центр тяжести с точностью до долей дюйма. Ниже приведен список примеров с типичными требованиями к точности:

• Человек: 2 дюйма (5 см)
• Мяч для гольфа: 0.05 дюйма (1,25 мм)
• Ракета: 0,01 дюйма (0,25 мм)
• Космический аппарат: 0,04 дюйма (1 мм)

Базовый уровень вашей подвески

Исходный уровень Ваша подвеска

Щелкните для
~ Глоссарий технической страницы ~

Kevin $ laby
Tech @ BaselineSuspensions.ком

Лестница Гистограмма <===== click ====> График 4-Link

Поиск Центр тяжести (CG)

~ Метод 1 ~

~ Метод 2 ~

Домашняя страница

Для справок или по электронной почте для заказа:
Имя:
Адрес:
Номер телефона:

Кому:
Кевин Slaby
tech @ baselinesuspensions.com

~ Специальный Скидки для дистрибьюторов ~

Авторские права 2002 — 2006 Baseline Suspensions, Inc. Все права защищены.
Воспроизведение любой части этого сайта без предварительного письменного согласие.
Цены могут быть изменены без предварительного уведомления.

Center Gravity — 4Wheel & Off-Road Magazine

Вождение по бездорожью — это постоянная борьба с гравитацией.Каждый раз, когда вы подъезжаете, перелезаете через препятствия или скользите вниз по препятствиям, сила тяжести будет сражаться с вами на каждом шагу. Вы можете попробовать построить крепкий автомобиль со всем прочным внедорожным оборудованием, чтобы уравновесить шансы, но чем больше веса вы добавите, тем тяжелее будет бороться гравитация. Мы знаем, что это несправедливо, но таковы правила.

Наличие правил не означает, что вы не можете немного обмануть. Если вы когда-нибудь видели соревнования по ползанию по камням или восхождению на холм, вы были свидетелями того, как люди использовали свои транспортные средства, чтобы преодолеть гравитацию, иногда полностью преодолевая ее и взлетая в воздух.Они делают это, используя одну слабость гравитации — тягу.

Это не так уж и сложно, если вы знаете, как это делать. Сцепление, которое дают нам наши шины, — это не что иное, как трение сцепления, усиленное силой тяжести, втягивающей шины в землю. Распределите тягу равномерно по четырем шинам, добавьте немного газа в смесь, и вы вернете гравитацию в Newtonian Physics 101. Мы избавим вас от векторных диаграмм и научных лекций, но если вы потратите некоторое время, чтобы понять, как работает гравитация против вас, тогда вы сможете найти способы заставить его работать на вас.

Общие приемы компьютерной графики Как и в любом автоспорте, конкуренты возглавляют эволюцию динамики внедорожных шасси. Некоторые из их приемов применимы и к развлекательным внедорожникам. Другие, которых следует избегать, например, односкоростные раздаточные коробки.

1. Залейте водой передние шины — избегайте Этот трюк снижает вес шасси, но создает ненужную нагрузку на компоненты переднего моста. Не подходит для скоростных путешествий.

2. Центральный топливный бак — Do Центральный топливный бак означает меньшую передачу веса при изменении уровня топлива для более равномерной загрузки шасси.

3. Сжатие передней подвески с помощью лебедки. Подведение троса к передней оси позволит водителю ограничить подъем подвески при подъеме по водопаду. Если оставить его полностью выдвинуться, передние пружины могут буквально оттолкнуть полноприводный автомобиль от стены и сделать сальто назад.

4. Задний двигатель — возможно Автомобиль с задним расположением двигателя может обеспечить распределение веса 50/50 и повысить управляемость. У них, безусловно, есть преимущества для видимости, когда у вас нет двигателя, закрывающего обзор.Требуется переворачивание мостов вверх дном, чтобы компенсировать перевернутое положение двигателя, охлаждение двигателя может быть затруднено, грузовое пространство меньше.

5. Одноместный автомобиль — избегайте Если у вас нет друзей (и вы не хотите заводить их), убедитесь, что у вас есть хотя бы одно место для хорошего второго пилота.

Определение центра тяжести вашего CGA 4×4 — это трехмерная точка, на которой вы можете подвесить автомобиль, и он будет идеально сбалансирован во всех трех плоскостях. Думайте о ЦТ как о ядре транспортного средства, в котором сосредоточены все ускорение, торможение и даже силы тяжести.Для достижения наилучших результатов, бросающих вызов гравитации, вам нужно, чтобы ЦТ вашего 4×4 была как можно ниже.

Для расчета ЦТ вашего автомобиля требуется простая математика и некоторое оборудование для точного взвешивания. Мы использовали цифровые весы Intercomp, но они недешевы (1750 долларов от Pegasus Auto Racing Supplies, 800.688.6946, www.pegasusautoracing.com). Если ваш автомобиль весит менее 4480 фунтов, вам лучше выбрать весы RuggleS за 425 долларов, также от Pegasus. Другой вариант — связаться с местным Американским спортивным автомобильным клубом (www.scca.org) и узнайте, где можно взвесить свой автомобиль. Или можно даже использовать местную шкалу CAT и Hi-Lift. Мы должны попробовать это и сообщить вам.

Предположим, вы нашли надежный способ измерения веса вашего автомобиля на всех четырех углах — вот формулы, которые вам понадобятся.

Смещение спереди назад Чтобы найти расстояние ЦТ от осевой линии передней оси:

Смещение из стороны в сторону Найти ЦТ расстояние от осевой линии автомобиля: