Параметры установки передних управляемых колес

К параметрам установки передних управляемых колес относятся:

1. Регулируемые:

а. продольный наклон геометрической оси поворота управляемого колеса;

б. схождение и развал колес.

2. Нерегулируемые:

а. поперечный наклон геометрической оси поворота управляемого колеса;

б. плечо обкатки.

Регулируемые параметры установки передних управляемых колёс.

В первую очередь проверяют и регулируют продольный наклон (кастер) геометрической оси поворота.

Продольный наклон (кастер) геометрической оси поворота - представляет собой угол в продольной плоскости автомобиля, между вертикальной линией и линией, проходящей через центры поворота колеса, измеряется в градусах.

Эта линия проходит через шаровые опоры верхнего и нижнего рычагов подвески («классическая» двухрычажная подвеска), либо через верхнюю и нижнюю точки крепления амортизаторной стойки (подвеска типа «МакФерсон»), либо по оси шкворня (шкворневая подвеска) в продольной плоскости автомобиля. Может быть как положительным, так и отрицательным (рис.6).

Кастер способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения. Из-за того, что точка контакта колеса (при положительном касторе) с поверхностью лежит несколько позади оси поворота, при отклонении колеса от прямолинейного движения возникают боковые силы, стремящиеся вернуть колесо в начальное положение. Это способствует возвращению колеса в свое спокойное положение, выравниванию автомобиля.

Рисунок 6 – Продольный наклон (кастер).

Угол кастера влияет на поворачиваемость при накате, торможении и при ускорении, так как это наклоняет шасси больше или меньше в зависимости от величины угла кастера.

Характерные признаки отклонения величины угла (например при дефектах кузова после удара) от нормы: увод автомобиля в сторону при движении, разные усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора, визг шин на поворотах.

Развал колес – это угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса (рис. 7).

Способствует правильному положению катящегося колеса при работе подвески. Если верхняя часть колеса наклонена к центру автомобиля, то развал отрицательный, если наружу - положительный. Левый и правый развал по величине должны быть максимально приближены друг к другу. Разность развалов не должна превышать 30', т. к. может вызывать увод автомобиля от прямолинейного движения.

Развал меняется с изменением загрузки автомобиля. Зрительно это заметно у некоторых тяжёлых грузовиков: на незагруженном автомобиле такой большой развал задних колёс, что машина едет только на внешних шинах. Нулевой развал обеспечивает минимальный износ шин и следовательно повышается срок службы покрышек. Отрицательный развал улучшает устойчивость автомобиля на поворотах.

Эласто-кинематические свойства большинства типов современных подвесок таковы, что с увеличением веса, приходящегося на колесо, угол развала уменьшается. Чтобы при этом обеспечить максимальное сцепление колес с дорогой, логично их предварительно чуть «развалить» в «+».

Рисунок 7 – Развал колёс.

Под углом развала колесо опирается о дорогу и покрышку в зоне контакта деформирует. Выходит, что автомобиль движется словно на двух конусах, стремящихся раскатиться в стороны. Чтобы компенсировать эту неприятность, плоскости вращения колес надо свести. Процесс называется регулировкой схождения колёс. Оба параметра (развал – схождение) жестко связаны. То есть, если угол развала нулевой, не должно быть и схождения, отрицательный - требуется отрицательное схождение, положительный – требуется положительное схождение, иначе шины будут «гореть».

Схождение колёс - угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью автомобиля (рис. 8).

Схождение способствует правильному положению передних колес при различных скоростях движения и углах поворота автомобиля, стабилизации колес при движении на прямых участках дороги..

Схождение может быть как положительным (колеса сведены к оси впереди автомобиля) так и отрицательным (соответственно наоборот).

Схождение - так же может определяться разницей расстояний между передней (A) и задней (B) частью шин автомобиля в средней плоскости колеса.

Схождение колес контролируется и регулируется в последнюю очередь.

При отсутствии схождения автомобиль "рыскает" по дороге и водитель постоянно должен подруливать, стараясь сохранить траекторию движения. Повышенное схождение вызывает увеличение износа шин. Признаки отклонения схождения от нормы: сильный пилообразный износ шин (даже при небольших отклонениях), визг шин в повороте, повышенный расход топлива из-за большого сопротивления качению передних колес (накат автомобиля намного меньше положенного).

Рисунок 8 – Схождение колёс.

Нерегулируемые параметры установки передних управляемых колёс.

Угол поперечного наклона шкворня (рис.9) – угол между вертикалью и осью симметрии шкворня (либо линией, проходящей через шаровые опоры подвески, или стойку подвески) в поперечной плоскости.

Угол поперечного наклона принимает только положительные значения.

Угол β поперечного наклона шкворня обусловливает автоматический самовозврат колес к прямолинейному движению после поворота. При повороте колеса относительно шкворня, имеющего наклон в поперечной плоскости, оно стремится опуститься ниже плоскости дороги, однако это невозможно, поэтому любой поворот колеса вызывает подъем передней части автомобиля, и сила тяжести стремится вернуть колесо в нейтральное положение, соответствующее его прямолинейному движению. Стабилизирующий момент на управляемых колесах, возникающий вследствие попе­речных наклонов шкворней, зависит от угла наклона и. массы, приходящейся на управляемые колеса автомобиля, и не зависит от скорости его движения. Эти углы относительно велики и составляют 6-10°.

Рисунок 9 - Угол поперечного наклона шкворня.

Плечо обкатки (рис. 10) - это расстояние от линии пересечения центральной плоскости вращения колеса с опорной поверхностью до точки пересечения оси поворота колеса с этой же поверхностью.

Если точка пересечения оси поворота колеса с дорогой лежит с внутренней стороны от плоскости вращения колеса, то плечо обкатки положительное, с наружной – отрицательное, существует также нулевое плечо обкатки.

При отрицательном плече обкатки колесо самостоятельно стремится повернуться в сторону, противоположную развороту, - рулевое колесо стремится вернутся в исходное положение.

При нулевом плече обкатки предупреждается передача посторонних сил на рулевое управление при торможении и при повреждении шины.

При положительном плече обкатки случайное повышение силы сопротивления одного из колес способно вызвать поворот руля в эту же сторону и нарушить курсовую устойчивость автомобиля.

Плечо обкатки определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс. При установке дисков с нулевым или близким к нему вылетом плоскость вращения колеса сдвигается наружу, и плечо обкатки может приобрести большие положительные значения, руль начнёт вырываться из рук на каждой неровности дороги, усилие на нём возрастет, а износ ступичных подшипников существенно увеличится.

Рисунок 10 – Плечо обкатки.

а – положительный, б – отрицательный, в – нулевой.