fordonsdynamik

Fordonsdynamik är studien av hur fordon rör sig och hur krafter verkar på dem. Den omfattar rörelser i longitudinell, lateral och vertikal riktning samt hur däck, fjädring, styrning och kraftöverföring mellan motor, transmission och hjul påverkar fordonets hantering, stabilitet och komfort.

De centrala krafterna är däckens friktion mot vägen, aerodynamiska krafter, viktfördelning och viktöverföring mellan hjulen vid acceleration, bromsning och kurvtagning. Däckens förmåga att producera sidogrepp avgör hur snabbt fordonet kan svänga och hur väl det följer vägbanans kurvor utan att förlora grepp. Fjädring och stötdämpare bestämmer hur fordonet följer vägens yta och hur snabbt viktförflyttningar släpps igenom. Stabilitet uppnås genom kontroll av roll-, pitch- och yaw-dynamik samt tillräckligt däckgrepp.

Modeller används för analys och design. En vanlig förenklad modell är bicycle-modellen, som reducerar fordonet till två axlar och använder tillståndsvariabler som hastighet, yaw-rate och slipvinklar för fram- och bakhjul. Mer realistiska simuleringar använder 3D-multibody-modeller och icke-linjära däckmodeller för att fånga sidogrepp, g-krafter och vibrationsförlopp under olika väg- och lastförhållanden.

I fordonsutveckling används fordonsdynamik för att förutsäga hantering och stabilitet, optimera prestanda och utforma kontrollsystem. Viktiga tillämpningar inkluderar ABS, antisladd- och stabilitetskontroll (ESC/ESP), traction control och adaptiv/aktiv fjädring samt aktiva styr- och dämpningslösningar.

Mätning och testning av fordonsdynamik sker i laboratorier och på banor. Instrumentering inkluderar accelerometrar, gyroskop, hjul- och vevsensorer samt GPS och referenssystem. Data används för att kalibrera däckmodeller, validera simuleringar och bedöma körupplevelse under olika vägförhållanden.