Modelowanie dynamiki układów kierowniczych samochodów osobowych

W artykule przedstawiono pewną metodę analizy dynamicznej przestrzennego układu wieloczłonowego, stanowiącego ogólny model fizyczny układów kierowniczych samochodów osobowych. Analizowany układ zbudowany jest z czterech ciał, modelujących kolumnę kierownicy (wraz z kołem kierownicy), zębatkę oraz prawą i lewą zwrotnicę (wraz z kołami samochodu), które mogą obracać się wokół osi ich sworzni (czyli tzw. Osi zataczania). Zębatka połączona jest ze zwrotnicami za pośrednictwem bezmasowych drążków kierowniczych, które modelowano dwuwariantowo . jako ciała o określonej podatności wzdłużnej lub ciała nieodkształcalne. Proponowana metoda daje możliwość uwzględnienia tarcia suchego, występującego w parach kinematycznych układów kierowniczych samochodów, przy czym dla potrzeb przeprowadzonej analizy tarcie to zredukowano do przesuwnej pary kinematycznej, łączącej zębatkę z prowadnicą usytuowaną w nieruchomym nadwoziu. Równania ruchu układu określono na bazie macierzy transformacji jednorodnych, wykorzystując formalizm równań Lagrange.a II rodzaju.

---

A method of dynamic analysis of a spatial multibody system has been presented in this paper. This system can be treated as a general physical model of steering systems of passenger cars. The system analysed consists of four bodies modeling steering shaft (with steering wheel), rack, left and right stub axle (with wheels), which can rotate around their kingpin axes. The rack is connected with stub axles by two massless steering rods which are modeled both as rigid and flexible bodies. The model assumed enables dry friction between the rack and guide, located in the motionless car body, to be taken into account. Equations of motion of the system considered have been formulated on the basis of Lagrange equations using homogenous transformations.