Strona 3 z 4
Taka koncepcja sterowania układem napędowym w powiązaniu z kontrolą stabilności pojazdu, realizowana jest przez układ ESP. Dłuższe włączenie tego napędu powoduje, że jedno koło obraca się dużo szybciej względem pozostałych kół. Prowadzi to do sytuacji, w której pojazd zaczyna obracać się wokół własnej osi.
Pojazd napędzano w czasie od 0 do 8 sekund w następujący sposób:
- w czasie od 0-4 s prędkość kątowa zmieniała się od 0-100 rad/s,
- w czasie od 4-4,5 s prędkość kątowa kół zmieniała się od 100-112,5 rad/s,
- w czasie od 4,5-8 s prędkość kątowa zmieniała się od 112,5-200 rad/s.
Po przeprowadzeniu symulacji uzyskano:
- tor przejazdu pojazdu przez zakręt (Rys. 7),
- wykres prędkości mierzonej w środku ciężkości pojazdu (Rys. 8),
- wykresy prędkości kątowych poszczególnych kół napędowych, napędzanych wyżej, wymienionymi funkcjami sterującymi (Rys. 9).
Rys. 8 Prędkość liniowa pojazdu w jego środku ciężkości
Rys. 9 Napęd krzyżowy – wykres prędkości kątowej poszczególnych kół napędowych. Przyjęte oznaczenia kolorów linii: linia czerwona – koło przednie prawe, linia niebieska – koło tylne prawe, linia brązowa – koło przednie lewe, linia zielona – koło tylne lewe.
Na rysunkach 7 - 9 zaznaczone są następujące punkty:
tp – czas, w którym pojazd zaczyna pokonywać wyznaczony zakręt,
t1 – czas, w którym zostaje załączony napęd krzyżowy,
t2 – czas, w którym napęd krzyżowy zostaje wyłączony,
tk – czas, w którym pojazd kończy przejazd przez wyznaczony zakręt toru.
Przedstawiona na rysunku 6 zależność prędkości środka ciężkości pojazdu w funkcji czasu dobrze obrazuje wpływ zmiany w sposobie napędzania pojazdu na jego prędkość.
Włącznie i wyłączenie napędu krzyżowego spowodowało zmianę prędkości jazdy. W chwili zmiany rodzaju napędu nastąpił chwilowy spadek prędkości jazdy (interwał od tp do t1). W kolejnej fazie ruchu, z włączonym napędem krzyżowym, prędkość wzrosła (interwał od t1 do t2), by ponownie zmaleć wskutek przełączenia na napęd klasyczny. Ruch środka ciężkość reprezentuje ruch pojazdu i jest uśrednieniem prędkości obrotowych poszczególnych kół przedstawionych na rysunku 7.
Wyraźnie widoczny jest zadany wzrost prędkości kątowej tylnego prawego koła i jednoczesne zmniejszenie prędkości przedniego lewego koła. Ruch dwóch pozostałych kół pomimo zadania jednostajnego wzrostu prędkości również uległ zmianie wskutek oddziaływania utworzonych więzów. Wartości liczbowe uzyskanych wyników w charakterystycznych punktach podano w tablicy 2. Czas przejazdu przez zakręt wyniósł: tk - tp = 1,200 s.
Tabela 2 Wyniki symulacji
W pierwszym etapie badań zakręt w całości został pokonany jedynie przez pojazd z układem napędowym krzyżowym. Dla porównania konieczne było przeprowadzenie kolejnych symulacji w celu uzyskania czasu podczas pokonywania zakrętu przez pojazd z klasycznym układem napędu czterech kół.
Po przeprowadzeniu symulacji uzyskano:
- przebieg toru jazdy samochodu (Rys. 10),
- wykres przedstawiający prędkość pojazdu (Rys. 11),
- wykres prędkości kół napędzanych (Rys. 12).
Rys. 10 Widok toru ruchu pojazdu z napędem klasycznym. Teoretyczny tor jazdy bez znoszenia zaznaczono linią niebieska przerywaną.
Z uwagi na to, iż w czasie symulacji nie stosowano przełączeń napędu, tor jazdy stanowi jeden łuk pomiędzy punktami początku tp i końca jazdy po łuku tk. Uzyskany tor jazdy przedstawiono na rysunku 10.
Tor jazdy jest zbliżony kształtem do tego, jaki występuje przy napędzie krzyżowym. Wykres prędkości środka ciężkości pojazdu w funkcji czasu przedstawiono na rysunku 11.
Rys. 11 Prędkość liniowa pojazdu w środku jego ciężkości