Projetando um mecanismo de direção Ackermann

Estou projetando um carro com um mecanismo de direção Ackermann. De acordo com tudo o que li sobre a direção Ackermann, se eu configurar meu mecanismo de direção assim:

... então eu deveria ter um comportamento como este:

Bem, não de acordo com o meu CAD. O ponto de cruzamento dos eixos das rodas dianteiras, na verdade, traça um caminho um pouco distante da projeção do eixo traseiro, assim:

É isso que eu deveria esperar? Ou as regras da geometria mudaram repentinamente dentro do meu pacote CAD?

Você precisa fazer algumas modificações no seu desenho cad para que ele esteja alinhado com o que a Teoria de Ackerman está declarando. Tenho certeza que quando você acertar as coisas no desenho, verá que funcionará bem.

Adicionei algumas anotações a esta imagem para ajudar você a entender onde está errado com seu exemplo.

Primeiro, você percebe que no seu exemplo, você tem o ponto de articulação (ponto de viragem do seu pneu) exatamente na borda do pneu. Você verá que nesta imagem, o ponto de articulação (setas vermelhas marcadas A ) está visivelmente longe do pneu a uma certa distância.

Segundo, o ponto em que o mecanismo de rotação (setas vermelhas marcadas B ) é um sinal dos pontos de articulação bastante. Você tem isso no seu desenho, mas tenho certeza de que não é suficiente. O ponto em que esse ponto deve estar é descrito da seguinte maneira: Se você desenhar uma linha através do ponto de articulação ( A ) até o ponto central do seu eixo traseiro (seta vermelha marcada C ), o ponto de articulação do braço ( B ) deverá esteja localizado nessa linha em algum lugar, mas antes da parte traseira do pneu (na verdade, estou adivinhando o comprimento do braço da direção, mas esse comprimento parece lógico). Precisa ser longo o suficiente para fornecer a diferença, mas não o suficiente para amarrar as coisas. Se eu fosse um apostador, colocaria em ~ 70% do raio do pneu ( NOTA:Eu disse o raio do pneu , não o raio do braço oscilante). No entanto, o ponto de rotação no braço da direção precisa estar localizado nesta linha.

Portanto, você não ficará impressionado se não funcionar exatamente ao longo de todo o raio de viragem, não será. Segundo Carroll Smith, em Tune to Win, ele afirma (pág. 60):

Nenhum ponto de interseção resultará na verdadeira direção Ackerman em toda a faixa, mas movendo o ponto de interseção no plano longitudinal, você poderá se aproximar da faixa normal dos ângulos de direção.

Depois de corrigir essas coisas, acho que seu modelo funcionará muito mais perto do que você espera.

Como uma observação lateral, se você quiser obter informações técnicas sobre isso, pode descrevê-lo matematicamente. O Racetech.com.au explicita (OBSERVAÇÃO: eles não têm uma imagem clara ou eu a roubaria e a postaria aqui. Se tiver tempo mais tarde, refilarei o diagrama e editarei esta publicação.)

A Teoria de Ackermann afirma o significado do seu primeiro desenho, ou seja, que uma linha traçada através da linha central da pista e da extremidade da haste da direção passaria através do centro do eixo traseiro. Para conseguir isso com o seu programa CAD, você precisará incluir curvatura, rodízio e o ângulo incluído das suspensões para facilitar isso.

à primeira vista, a imagem de referência que você usou possui um trapézio formado pelos pontos AABB, mas sua versão parece ter algo como 4 barras perfeitas .. um retângulo ou paralelogramo .. tente trabalhar nos ângulos .. os pontos de articulação basicamente. . espero que ajude..

Talvez o link a seguir ajude a entender (principalmente a figura 6)

https://www.quora.com/What-are-the-required-calculations-for-the-Anti-Ackermann-Steering-Mechanism

Na verdade, eu também calculei o ponto central comum, em uma planilha, e também acho que o centro de rotação não está no eixo traseiro.