канд. техн. наук, доц.
Ph. D., associate professor
При проектировочных и поверочных расчётах автотранспортных средств часто возникает необходимость определить положение центра тяжести. Продольная координата центра тяжести оказывает существенное влияние на плавность хода и управляемость. Высота центра тяжести влияет на продольную устойчивость при движении на спуск и поперечную устойчивость при криволинейном движении или по косогору. Расчёт перераспределения нормальных реакций на колёсах при торможении и определение коэффициента сцепления в режиме реального времени требует учёта одновременно продольной и вертикальной координат центра тяжести. Точное определение центра тяжести проводится путём испытаний на стенде для оценки статической устойчивости по стандартизированной методике. Однако экспериментальное определение центра тяжести часто представляется затруднительным, особенно на стадии проектирования или в учебном процессе. Цель настоящего исследования заключалась в разработке методики по определению центра тяжести колёсной машины на основе справочных данных и проверке её адекватности. Предложенная автором методика построена на гипотезе, что центр тяжести каждого массового элемента автотранспортного средства находится в его геометрическом центре, который определяется по габаритному или компоновочному чертежу, наложенному на координатную сетку. При этом полная и снаряжённая масса автотранспортного средства, а также массы его агрегатов определяются по справочнику. Адекватность предложенной методики подтверждена путём сравнения полученных расчётных координат центра тяжести с экспериментальными значениями. Разработанная методика может быть использована в учебном процессе, при проектировочных и поверочных расчётах автотранспортных средств, в том числе специального назначения, а также в алгоритмах систем активной безопасности и беспилотных транспортных средств.
When designing and verifying calculations of vehicles, it is often necessary to determine the position of the center of gravity. The longitudinal coordinate of the center of gravity has a significant impact on the ride and handling. The height of the center of gravity affects the longitudinal stability when driving downhill and lateral stability when driving curved or on a slope. Calculation of the redistribution of normal reactions on wheels during braking and determination of the coefficient of adhesion in real time requires taking into account both the longitudinal and vertical coordinates of the center of gravity. The exact determination of the center of gravity is carried out by tests on a stand to assess the static stability according to a standardized method. However, experimental determination of the center of gravity is often difficult, especially at the design stage or in the educational process. The purpose of this study was to develop a methodology for determining the center of gravity of a wheeled vehicle based on reference data and to verify its adequacy. The method proposed by the author is based on the hypothesis that the center of gravity of each mass element of the vehicle is located in its geometric center, which is determined by the dimensional or layout drawing superimposed on the coordinate grid. In this case, the gross and curb weight of the vehicle, as well as the masses of its units, are determined by reference. The adequacy of the proposed method is confirmed by comparing the calculated coordinates of the center of gravity with experimental values. The developed technique can be used in the educational process, in the design and verification calculations of vehicles, including special purpose vehicles, as well as in the algorithms of active safety systems and unmanned vehicles.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.