Condizione sterzatura cinematica di un veicolo
Condizione sterzatura → ruote sterzanti in condizioni cinematica di puro rotolamento
Legenda
- C = centro istantanea rotazione telaio veicolo
- R = raggio curva
- δ1 = angolo sterzatura ruota interna
- δ2 = angolo sterzatura ruota esterna
- t = carreggiata
- l = passo veicolo
- a = distanza fra assi di sterzo (King-Pin Axes) delle ruote anteriori
Condizione sterzatura cinematica di un veicolo
Ruote sterzanti in condizioni di puro rotolamento
Legenda
- C = centro istantanea rotazione telaio veicolo
- R = raggio curva
- δ1 = angolo sterzatura ruota interna
- δ2 = angolo sterzatura ruota esterna
- t = carreggiata
- l = passo veicolo
- a = distanza fra assi di sterzo (King-Pin Axis) delle ruote anteriori
Curva a sinistra
Ruote rigide in puro rotolamento.
Velocità PTO piano medio ruota.
Assi King-Pin ⟂ suolo.
Dato un veicolo a 4 ruote, con le 2 anteriori sterzanti, ci si chiede di quali angoli occorra sterzare le ruote anteriori per effettuare in puro rotolamento una curva di raggio R.
tgδ1 = l / (R - a/2) ⇒ cotgδ1 = (R - a/2) / l
tgδ2 = l / (R + a/2) ⇒ cotgδ2 = (R + a/2) / l
Condizione di Ackermann
Condizione di Ackermann (Condiz. sterz. cinematica)
cotgδ2 - cotgδ1 = a / l
NB: È importante rispettare la condizione di Ackermann se si vogliono mantenere le ruote di un veicolo il più vicino possibile alla condizione di sterzatura cinematica.
Limitarne strisciamenti → minor usura pneumatici.
Percentuale di Ackermann
p = 100 ∙ (δi - δe) / (δiAN - δe)
- δi: angolo sterzo ruota interna alla curva
- δiAN: angolo sterzo ruota interna alla curva (se rispetta la condizione di Ackermann)
- δe: angolo sterzo ruota esterna alla curva
p = 100% se il meccanismo di sterzo rispetta la condizione di Ackermann (δi = δiAN)
p = 0% se δi = δe (vi è strisciamento)
p * Veicolo con più assi *
Si tratta di una soluzione adottata per veicoli molto ingombranti oppure per poter sterzare in spazi stretti.
NB: All'aumentare del n° di ruote sterzanti, diminuisce la carreggiata minima (es. tra due pareti) per poter curvare con un veicolo.
N° gdl e CP di un veicolo a 4 ruote, sterzante
Caso di sterzo bloccato
Coppie rotoidali
li = 6.5 - 5.4 - 3.4 = -21
1 ripetizione su assale post (vedi triciclo)
1 ripetiz. su angolo sterzatura: imposto uno, l'altro lo trovo con Ackermann.
1 ripetiz. perché veicolo senza sospensioni; perciò le ruote devono poggiare sul piano in 4 p.ti diversi simultaneamente (ripetizione vincolo olonomo).
l = 1 solo avanzamento → [è corretto perché lo sterzo è bloccato]
* Calcolo dimensione spazio configurazioni
1 gdl + 6 VA = 7 CP
Caso di sterzo variabile
Coppie sferiche
7 -> tirante sterzo
l - i = 6 . 8 - 5 . 6 - 3 . 6 = 0
i = 3 (Quelle del caso ↑↑)
l = 3
- Avanzamento
- Sterzata
- Rotazione tirante attorno proprio asse (labilità interna)
* Calcolo dimensione spazio configurazioni
3 gdl + 6 VA = 9 CP
Meccanismi di sterzo
Assale rigido
La soluzione più semplice è collegare le ruote sterzanti ad un assale rigido.
È una soluzione scomoda e ingombrante ma è cinematicamente corretta.
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Meccanica del Veicolo - Riassunto Capitoli lezioni da 5 a 7
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Riassunto completo esame "Meccanica del veicolo"
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Appunti meccanica del veicolo