-
dav #3552 Én merev test fizikát számoltam a saját programomban. Tehát (legegyszerűsítve) az autó karosszériája egy merev test, a négy kerék pedig négy másik merev test. Ha meg tudom határozni egy ilyen testre ható összes erőt, akkor a mozgásegyenletekből ki tudom számolni az elmozdulást is. A kérdés tehát az, hogy milyen erők hatnak.
A kerekek meghatározott módon mozoghatnak a kasznihoz képest, ezt a felfüggesztés típusa adja meg. A kerekek és a kaszni között erők hatnak, ezek azonban ismeretlenek. Viszont a felfüggesztés meghatározza az összefüggést az erők és az elmozdulás között. Vagyis kicsit matematikusabban elmondható, hogy ismeretlen a kerék és a kaszni között ható erő, de a felfüggesztés alapján fel lehet írni egy egyenletet, tehát az eredeti egyenletrendszerhez minden felfüggesztés hozzáad egy új ismeretlent és egy új egyenletet, így a rendszer elvileg még megoldható marad.
Természetesen kívülről is több erő hat az autóra, hiszen a kerekek érintkez(het)nek a talajjal vagy tereptárgyakkal, sőt, a kaszni is. Ezekben az érintkezési pontokban is meg kell határozni, hogy milyen erők hatnak, majd beírni a mozgásegyenletekbe. Ezek az erők két komponensből állnak, az egyik komponens merőleges az érintkezési felületre, ez akadályozza meg, hogy a testek egymásba csússzanak. A másik az érintkezési felületen ható súrlódási erő. Most természetesen általánosságokban beszélek, tehát ha a kaszni ér hozzá mondjuk egy másik autó kasznijához, akkor ott ugyanúgy ki kell számolni a súrlódási erőt, mint a kerék és a talaj között, legfeljebb nem kell annyira pontosan.
Maradt még a hajtáslánc kérdése. A motor forgatónyomatékot fejt ki a főtengelyre, ami átmegy a kuplungon, sebváltón, differenciálművön és eljut a hajtott kerekekig. A motor nyomatéka az aktuális fordulatszámból és a gázpedál állásából meghatározható, ismert. A kuplungban két tárcsa súrlódik egymáshoz, tehát itt egyszerűen súrlódási erőt kell számolni, ez is ismert. A sebváltó egy adott fokozatban adott áttétellel módosítja a nyomatékot, és így juttatja el a differenciálműhöz. Tehát a difi bemenetére jutó nyomaték is ismert. Csakhogy a difi ismeretlen arányban osztja el ezt a két kimenő tengely között, tehát már megint bejön egy új ismeretlen az egyenletrendszerbe. Viszont a difire is fel lehet írni egy új egyenletet, tehát a rendszer továbbra is megoldható marad, nincs is más hátra, mint megoldani.
Az egyenletrendszer megoldása megadja a kerekek új helyzetét a kasznihoz képest, valamint a kerekek, a kardántengely és a főtengely új fordulatszámát is. És akkor lehet kezdeni az egészet elölről :)