Processo di un veicolo a 4 ruote che prende il turno


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Ho notato che quando un veicolo a 4 ruote fa un giro, uno dei pneumatici posteriori si muove con più velocità rispetto all'altro. Ad esempio, una macchina sta girando a destra, la sua gomma posteriore destra sarà lenta rispetto al pneumatico posteriore sinistro.

Come è fatto?
Senza questo sistema, il veicolo non eseguirà una svolta e collasserà.

Dal mio post su Physics.SE


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Lascio qui due dei miei video preferiti. Il primo è una risposta perfetta alla tua domanda. Il secondo è lo straordinario Richard Feynman che parla di questa domanda esatta ma nel caso dei treni.
Wasabi

@Wasabi roba eccellente, grazie.
Phil Sweet

Risposte:


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Dipende.

Le ruote motrici devono essere collegate da a differenziale che consente di trasferire la potenza a entrambe le ruote, consentendo comunque di girare a velocità diverse.

Non è così facile capire esattamente come funzioni meccanicamente senza avere un modello fisico con cui giocare, ma funziona, almeno entro certi limiti.

Il problema con un differenziale basato sull'ingranaggio è che se una ruota perde aderenza, la ruota opposta non ottiene alcuna potenza, anche se è un grosso problema su superfici scivolose come neve, ghiaccio, fango o ghiaia.

Una semplice soluzione è quella di bloccare il diff che migliora la trazione ma significa che le ruote devono scivolare in curva sulle superfici del pantofola questo può essere accettabile ma è un problema sulla pavimentazione asciutta.

Molti veicoli 4x4 hanno la possibilità di bloccare e sbloccare i loro differenziali in base alle condizioni.

Una soluzione più sofisticata è a differenziale di slittamento limitato che consente alle ruote motrici di ruotare a velocità diverse ma garantisce che entrambe ottengano almeno una coppia in tutte le condizioni.

Esistono vari modi per implementare l'LSD ma è comune una sorta di accoppiamento viscoso (un po 'come il convertitore di coppia in un cambio automatico).

Questi sono spesso usati in condizioni in cui le prestazioni del veicolo sono limitate alla trazione, ad esempio alcune slittamenti delle ruote sono frequenti ma non coerenti, ad esempio nei rally e nelle corse.

I sistemi moderni consentono di controllare il grado di slittamento direttamente dal conducente o da un computer con riferimento ad alcuni parametri preimpostati. Infatti le impostazioni di diff sono uno dei parametri importanti controllati dal guidatore in una moderna vettura di F1.

In un assetto "allentato" qualsiasi perdita di trazione su una ruota motrice ridurrà la coppia complessiva, quindi per ottenere una curva stretta per uscire da un angolo a bassa velocità, un differenziale stretto tenderà a spingere l'auto in linea retta e ad indurre sterzare (almeno in generale).

Ciò è ulteriormente complicato dal fatto che le curve in curva a qualsiasi velocità tendono a indurre un rullo che scarica la ruota interna verso la ruota condotta all'interno tenderà a perdere trazione prima di quella esterna.

Non lo è impossibile per girare senza differenziale la maggior parte dei go-kart non ha diff e sono più essenziali su fwd che su rwd. Una vettura fws con un semplice Slip Diff limitato tende ad avere una coppia epica abbastanza epica. Ma in rwd è possibile utilizzare la coppia del motore per far scorrere deliberatamente la parte posteriore e interrompere la trazione per facilitare il turn-in in modo che le gomme forniscano lo slittamento piuttosto che la trasmissione.

Questo è molto evidente nelle gare di "drift", che tendono ad usare l'LSD bloccato o relativamente stretto.


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Riguardo a come "non è così facile capire esattamente come [un differenziale] funziona meccanicamente", ti suggerisco di dare un'occhiata il video a cui mi sono collegato nell'OP . Trovo incredibilmente chiaro, probabilmente il video più educativo che abbia mai visto.
Wasabi

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Ah sì, questa è davvero un'ottima spiegazione .... buona scoperta.
Chris Johns
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