Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Analys av varför bilar styr framnär båtar och flygplan styr bak
KTH, School of Engineering Sciences (SCI).
2014 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Bakhjulsstyrning av fordon är en möjlig konfiguration som lite glömts bort inom fordonstekniken. Tidigare arbeten inom ämnet bakhjulsstyrning är väldigt detaljerade och snäva i sin analys. I detta arbete vill författaren visa en bakgrund till hur olika farkoster styrs samt analys av detta.

Syftet med arbetet är att utifrån litteratursökning och intervjuer kunna besvara vilken inverkan drivkällans placering och de konceptuella skillnaderna mellan olika farkoster har på styrningens placering. Samt vilka förväntade egenskaper en farkost får med icke konventionell styrning. Med hjälp av en simulering i MATLAB är syftet att kunna besvara vilken roll massa, hastighet och axellängd spelar för ett bakhjulsstyrt fordon och hur responsen ser ut jämfört med ett framhjulsstyrt fordon.

Resultatet från intervjuerna och litteraturen visar att drivkällans placering nära rodret är väldigt viktig för fartygs styrningsförmåga. Däremot för flygplan påverkar det mest lastförmåga och för fordon tyngdpunktens placering. De konceptuella skillnaderna visar på att större fordon har mer att vinna på fyrhjulsstyrning då en mindre vändradie är merkritiskt för dessa och att flygplan som flyger i överljudsfart behöver andra vinguppsättningar. För fartyg har det visat sig att en liten vändradie är viktigt i hamnområden och att både stora och små fartyg då använder sig av bogpropellrar. De förväntade egenskaperna för en ickekonventionell styrning är främst negativ för fordon och fartyg, då det finns risk för instabilitet och överstyrning, medan flygplan redananvänder sig av styrningen fram i form av nosvingar.

Simuleringarna visar att ett bakhjulsstyrt fordon bör ha en hastighetsbegränsning då det blir svårkontrollerat i höga hastigheter över 50km/h. En större massa har visat sig hämma magnituden av den laterala accelerationen en i fel riktning och en längre axellängd minskar rotationshastigheten kring gir-led. Resultaten visar också att ett bakhjulsstyrt fordon har en fördröjning av den laterala accelerationen jämfört med ett framhjulsstyrt fordon på 0,1-0,2 sekunder beroende av bland annat massa, axellängd och hastighet. Responstesten visar att denna fördröjning bidrar till att den laterala förflyttningen är fördröjd första sekunden för hastigheter 10-90km/h men att redan efterytterligare 1,5 sekunder är den dubbel så stor för hastigheter 50-90km/h.

Slutsatsen är att fordon inte har bakhjulsstyrning i höga hastigheter på grund av den fördröjda responsen i början samt av att utslaget efter några sekunder blir väldigt mycket kraftigare vilket gör fordonet svårt att kontrollera.

Abstract [en]

Rear wheel steering of vehicles is a possible steering, which has been forgotten in vehicle design. Earlier works show only details concerning one vehicle type from this subject. In this work the author will first present a background to how different vehicles are steered and then the analysis of it.

The purpose with this paper is to from literature and interviews answer to which impact the placement of the engine and the conceptual differences have on the steering from different vessels. It will also answer which anticipated properties the steering will have if it´s not placed in a conventional way. Through simulation in MATLAB the paper will answer to which degree mass, velocity and length of axle influences steering behaviour of a rear wheal steered, RWS, car and how the steering response is different to a front wheal steered car, FWS.

The result from the literature and the interview shows that placement of engine and propeller near the rudder is very important for a ships steering capability. For vehicles it has most effect on the centrum of gravity, which is to prefer in middle of the vehicle,and for airplanes the ability to place cargo. The conceptual differences shows that a larger vehicle has more to gain, if it is equipped with four wheel steering, due to turning radius is a more critical aspect. For airplanes in super sonic speed it reveals that they need another set of wings. Ships need a smaller turning radius in harbours and all size of ships then use thrusters. The properties of a vessel with not conventional steering are most negative for cars and ships because of risk for oversteering and instability, while for airplanes its already in use in form of canard wings.

The simulations display that rear wheel steered vehicle should have a limit of velocity because of its behaviour in high speeds over 50 km/h. A larger mass has shown todepress the magnitude of lateral acceleration in wrong direction and a larger length of an axle is shown to depress the yaw-rate. The result also displays that a RWS vehicle has a delay of the lateral acceleration compared to a FWS vehicle with approximately 0,1-0,2 seconds depending on mass, velocity and length of axle. The test of response indicates that this delay contributes to the delay of the lateral movement of the vehicle the first second for speeds between 10-90 km/h, but after only 1,5 seconds further thelateral movement is twice the value for speeds 50-90km/h.

The conclusion is that vehicle doesn’t have RWS due to the delay in response in the beginning and the very larger lateral movement after only seconds later, which makes the vehicle hard to control.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 72 p.
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-153634OAI: oai:DiVA.org:kth-153634DiVA: diva2:752763
Educational program
Master of Science in Engineering - Design and Product Realisation
Supervisors
Available from: 2014-10-06 Created: 2014-10-06 Last updated: 2014-10-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

John Sedin kandidatexam(8556 kB)304 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8556 kBChecksum SHA-512
d2b5d79aa9062fa097fedc4e1ce79fb1fd47417934cbce6f097e380f8dcb505bfa58eebaec14b877bafc2e993a322467f96956bde3b2fcf1c0b7d0854d07efc1
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Engineering Sciences (SCI)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 304 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 174 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf