Shimmy-efekti ( englanniksi wobble [1] , speed wobble [2] , tank-slapper [3] , death wobble [4] ) on nopean tärinän esiintyminen (taajuus 4…10 Hz) pääsääntöisesti ohjauspyörissä ajoneuvosta. Kiiltohetkellä tärinä ei vaikuta ajoneuvoon kokonaisuutena, mutta niiden amplitudin kasvaessa hallinnan menetys tapahtuu lisääntyvän kallistuksen vuoksi . Ohjauskehityksen uhka on teoreettisesti olemassa kaikissa ajoneuvoissa, joissa ohjaustoiminnon käyttöpiste on riittävä ja ohjauspyörän vapaus on riittävä, esimerkiksi moottoripyörissä , polkupyörissä ja rullalaudoissa , ja lisäksi kolmipyöräisissä kevyissä lentokoneissa , jotka pystyvät saavuttaa yli 80 km/h nopeuden maassa. Useimmissa ajoneuvoissa shimmy-efekti ei näy merkittävästi. Vaikutuksen kehittymistä edeltävä epävakaus esiintyy pääsääntöisesti suurilla nopeuksilla ja tuntuu suunnilleen samalta kuin ostoskärryjen pyörien ominaisvärähtely tai lentokoneen laskutelineen käyttäytyminen laskeutumisen aikana [5] [6] .
Vakaassa värähtelytilassa mekanismin suurin rooli on: matala vaimennuskerroin toisen (tai korkeamman) kertaluvun järjestelmässä sekä positiivinen palaute . Esimerkki toisen asteen järjestelmästä, jossa on alhainen vaimennuskerroin, on yksinkertaisin jousivoimajärjestelmä, jossa kuorma liikkuu ylös ja alas (värähtelee) ollessaan riippuvainen jousesta.
Sillä hetkellä, kun vastaanotetaan impulssi , joka työntää pyörää kurssin poikkeamaa vastakkaiseen suuntaan, osa energiasta sammuu iskunvaimentimella , mikä automaattisesti pidentää pyörän seuraavaa aikaväliä ajoradalta - kun runko ja iskunvaimennin vaimennin suorittaa peruutusiskun ja ohjauspyörä heitetään vastakkaiseen suuntaan. Tämän seurauksena syntyy positiivista palautetta , mikä johtaa ohjatun pyörän värähtelyjen lisääntymiseen taajuudella 4 ... 10 Hz suhteessa kurssiin. Syynä tällaisen reaktion esiintymiseen voivat olla väärin lasketut iskunvaimentimien, jousitusjousien ominaisuudet, tien epäsäännöllisyydet, erityisesti jaksolliset (pesulautatyyppinen pinnoite), kiihtyvyyden luonne jne.
TAU :n näkökulmasta shimmy on ohjausjärjestelmän epävakaus, joka sisältää ohjauspyörän, haarukan, iskunvaimentimen jne. suunnittelun lisäksi kuljettajan toiminnan.
Jos kiiltojen esiintymistä käytön aikana ei voida sulkea pois järjestelmän suunnittelun aikana, on mahdollista käyttää erityistä ohjauksen vaimenninta . Tämä laite on kaistanpysäytyssuodattimen toteutus, joka on suunniteltu vaimentamaan shimmy-efektiä tunnetuilla taajuuksilla [7] .
Kiiltoilmiö liittyy yleensä renkaan muodonmuutokseen . Se havaitaan kuitenkin myös muotoutumattomissa (teräs)pyörissä. Kuten V. F. Zhuravlev ja D. M. Klimov [8] osoittavat, shimmy on täysin selitetty, jos kirjallisuudessa tavallisesti käsiteltyjen voimien lisäksi otetaan käyttöön monikomponenttiset kuivakitkavoimat .
Shimmy-ilmiö (eli tärinä) syntyy, kun pyörä saa mistä tahansa syystä sivuttaiskiihtyvyyttä olosuhteissa, joissa muuten merkityksetön tekninen puute. Tällaisia epätäydellisyyksiä ovat muun muassa pyörän ei-ihanteelliset ominaisuudet: poikkeama tasaisuudesta , poikkeama pyöreydestä , tasapainotusvirheet [9] . Pyörä siirtää syklisen kuorman pyörimisen aikana ajoneuvon runkoon. Kun näiden värähtelyjen taajuus on sama kuin järjestelmän (eli ajoneuvon ja kaiken kuljetettavan lastin) luonnollisten värähtelyjen taajuuden, tapahtuu resonanssi , joka voi johtaa shimmyn kehittymiseen [9] . Pyörän pyöriessä edelleen rungon reaktiovoima alkaa vaikuttaa siihen, minkä vuoksi pyörä saa kiihtyvyyden vastakkaiseen suuntaan. Koko prosessi toistetaan myöhemmillä pyörän kierroksilla ja altistuu myöhemmin teknisille puutteille. Jos samalla vaimennus ohjausjärjestelmässä on riittämätön, värähtelyamplitudi kasvaa, kunnes järjestelmä tuhoutuu. Värähtelytaajuutta voidaan muuttaa muuttamalla translaatioliikkeen nopeutta, lisäämällä tai vähentämällä ajoneuvon jäykkyyttä sekä lisäämällä ohjausjärjestelmän jäykkyyttä, jonka pääkomponentti on kuljettaja [5] . Huolimatta siitä, että shimmy-efektin voimakkuutta voidaan helposti vähentää vähentämällä liikenopeutta, muuttamalla käden asentoa ohjauspyörässä ja sen otteen voimakkuutta, shimmy-ilmiö voi olla hallitsematon, jos se jätetään hallitsematta [10 ] .
Jos muut tekijät ovat samat, shimmy-vaikutus on tyypillisempi maantieajoneuvoille kuin niiden vuoristoversioille. Tämä johtuu siitä, että vuoristoajoneuvoihin on yleensä asennettu jousitus , joka vaimentaa runkoa paljon enemmän. Lisäksi renkaiden kehittynyt kulutuspinta toimii ylimääräisenä tärinänvaimennuksena tienpinnasta [9] .
Koska värähtelyjen taajuus riippuu liikkeen nopeudesta, gyroskoopin vaikutus ei ole oleellinen ilmiön kehittymiselle [5] . Moottoripyörille on löydetty viisi päätekijää, jotka vaikuttavat shimmy-ilmiön esiintymiseen: etupyörän renkaan sivupintojen jäykkyys, ohjauspyörän iskunvaimentimen jäykkyys, massakeskipisteen korkeus, etäisyys takapyörän massakeskipiste ja etupyörän renkaan kulmavastus [6] [11] .
Kokeellisen tutkimusraportin ja shimmy-ilmiön tietokonesimuloinnin mukaan etupyörän renkaan ominaisuuksien, polkupyörän eturungon inertian ja alustan jäykkyyden vaikutus värinätilaan osoitettiin. Tarkemmin sanottuna on osoitettu, että lisäämällä etupyörän rengaspainetta, lisäämällä alustan jäykkyyttä ja eturungon inertiaa suhteessa ohjausakseliin sekä vähentämällä etupyörän renkaan sivuluiston vastusta, renkaan vaimennusvaikutus vaikuttaa. oskillaatiotilaa tehostetaan, mikä lisää ajoneuvon vakautta [12] .
Akateemikko E. A. Chudakov kehitti teorian shimmyn esiintymisestä autoissa Neuvostoliitossa XX vuosisadan 30-luvun puolivälissä. Taistelu autojen kiiltoa vastaan tulee asettamaan etujousituksen parametrit, jotka varmistavat pyörien itsevakautta - staattinen ( camber , caster) ja dynaaminen ( pyörien varvas ja huolellinen tasapainotus, pakollinen jousituksen vaimennus ) . Ensimmäinen tuotantoauto, jonka jousitus oli suunniteltu vastustamaan shimmyn syntymistä, oli kotimainen GAZ-M1 .
Mahdollisuudet poistua shimmistä moottoripyörällä: alussa - kaasun avaaminen (kiihdytys), käsivarsien rentouttaminen, painon siirtäminen lähemmäs taka-akselia. Lisäksi "rakennuksessa": suorilla linjoilla - voimakas pehmeä jarrutus takapyörällä; kulmissa - ei ole yleisesti hyväksyttyä taktiikkaa.
Ohjauksen vaimennin tehokas asennus kompensoimaan tärinää. On erittäin tärkeää tasapainottaa etupyörä, renkaan laatu, haarukan huollettavuus ja iskunvaimentimen oikea jäykkyys.
Mstislav Vsevolodovich Keldysh tutki shimmy-ilmiötä 1930- ja 1940-lukujen vaihteessa. Vuonna 1945 hänen työnsä "Kolmipyöräisen alustan etupyörän kiilto / M. Keldysh. — M. »