Их назначение и возможности регулировки

         Углы наклона шкворня (оси поворота колеса).

          Стабилизация управляемых колес. Для автомобиля очень важна хорошая стабилизация управляемых колес, т. е. их способность устойчиво сохранять прямолинейное движение и возвращаться к нему после поворота. Для стабилизации управляемых колес ось их поворота наклоняют в поперечной и продольной плоскостях.

           При использовании на автомобиле шкворней их наклоняют в поперечной и продольной плоскостях. Угол поперечного наклона шкворняβ (рис.17.16) служит для автоматического самовозврата колес к прямолинейному движению после поворота. При повороте колеса относительно шкворня, имеющего наклон в поперечной плоскости, оно стремится опуститься ниже плоскости дороги на величину h. 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 силы тяжести, приходящегося на управляемые колеса автомобиля, и не зависит от скорости движения. Эти углы относительно велики и составляют β = 6—10°.       

      Рис.5. Углы наклона шкворня и установки передних колес: а и б — углы наклона шкворня в плоскостях соответственно поперечной и продольной; в — угол развала колес; г — схождение колес

       Наклон шкворней в продольной плоскости выполняют таким образом, чтобы нижние концы шкворней смещались вперед относительно вертикали. Назначение угла γ обеспечить сохранение прямолинейности движения колес при значительных скоростях. В случае криволинейного движения автомобиля возникающая центробежная сила Рц вызывает действие боковых реакций R со стороны дороги на колеса. Наличие продольного наклона шкворней приводит к тому, что реакции R создают на плечах В, представляющих собой расстояния от точек касания колеса с дорогой до точек пересечения осей шкворней с дорогой, стабилизирующие моменты, стремящиеся вернуть управляемые колеса в положение прямолинейного движения.

    Величина угла продольного наклона шкворней (оси поворота колеса) зависит от боковой эластичности шин. У шин, обладающих значительной боковой эластичностью, уже в пределах самой контактной площадки появляется смещение боковой реакции назад относительно центра этой площадки, что может привести к возникновению достаточного стабилизирующего момента, и тогда продольный наклон шкворней окажется ненужным и даже вредным.

        Таким образом угол β=6…10⁰ поперечного наклона шкворня или оси поворота колеса служит для автоматического самовозврата колес к прямолинейному движению после поворота под действием силы тяжести автомобиля. Угол γ=1…3,5⁰ продольного наклона шкворня или оси поворота колеса предназначен для автоматического самовозврата колес к прямолинейному движению при значительных скоростях движения. Эти углы обеспечивают стабилизацию положения управляемых колес в прямолинейном положении.

    Регулируются эти углы обычно только у автомобилей с независимой подвеской.           

     Установка управляемых колес.

    Углом развала управляемых колес называется угол α (рис.5, в) между плоскостью колеса и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля. Угол развала считается положительным, если колесо наклонено от автомобиля наружу, и отрицательным при наклоне колеса внутрь.

    Угол развала α необходим для того, чтобы обеспечить перпендикулярное положение колес по отношению к поверхности дороги несмотря на возможные деформации деталей переднего моста под действием силы тяжести передней части автомобиля и наличие зазоров в подшипниках цапф и втулках шкворней. У современных автомобилей угол α = 0—2°. Чрезмерное увеличение угла α приводит к боковому проскальзыванию шин. Этот угол также уменьшает плечо поворота «с» – расстояние между точкой пересечения продолжения оси шкворня и точкой касания колеса с плоскостью дороги. В результате уменьшается момент, необходимый для поворота управляемых колес, и, следовательно, облегчается поворот автомобиля. В тоже время при установке колеса с развалом возникает осевая сила, прижимающая ступицу с колесом к внутреннему подшипнику, размер которого обычно больше, чем размер наружного подшипника. Вследствие этого разгружается наружный подшипник ступицы колеса и уменьшаются боковые раскачивания колес. Угол развала обеспечивается конструктивно путем наклона оси поворотной цапфы и составляет α=0-2⁰.

    В процессе эксплуатации угол развала колес изменяется главным образом из-за износа втулок шкворней поворотных кулаков, подшипников ступицы колес и деформации балки переднего моста.

    При наличии положительного развала колесо стремится катиться в сторону от автомобиля. В результате установки колес с развалом появляются силы, вызывающие движение колес с развертыванием по расходящимся дугам в сторону от автомобиля. Качение колес по расходящимся дугам сопровождалось бы боковым скольжением. Также на наклоненное колесо действует боковая сила – «тяга развала». Для устранения этого явления колеса устанавливают со схождением, т.е. не параллельно, а под некоторым углом к продольной оси автомобиля.

    Угол схождения β управляемых колес (рис.5) определяется разностью расстояний А и Б между колесами, которые замеряют сзади и спереди по краям ободьев на высоте оси колес. Угол положительного схождения колес у разных автомобилей находится в пределах 0°5' – 1⁰, а разность расстояний между колесами сзади и спереди 0 – 12мм. В процессе эксплуатации углы схождения колес могут изменяться из-за износа втулок шкворней поворотных кулаков, шарнирных соединений рулевой трапеции и деформации ее рычагов. Регулировку угла схождения в эксплуатации производят изменением длины поперечной рулевой тяги.

      Схождение и развал колес бывают статические и динамическое. Дело в том, что в движении углы установки колес могут изменяться – это зависит от кинематики подвески и податливости соединительных шарниров и шин и т.д. Например – при разгоне ведущие колеса будут отталкиваться от поверхности дороги и стремиться вперед - к положительному схождению. На обычных автомобилях в угоду комфорту используется более мягкая резина во втулках (сайлентблоках) – поэтому значения отклонений больше, чем на спортивных машинах.

    Для переднеприводных автомобилей углы развала и схождения в виду особенностей взаимодействия шин с дорогой могут быть равны нулю или иметь отрицательное значение (отрицательный развал и расхождение). У спортивных автомобилей углы развала имеют отрицательное значение для улучшения управляемости и устойчивости автомобиля.

    У грузовых автомобилей развал обычно не регулируются, а схождение регулируется изменением длины поперечной рулевой тяги.

     Углы установки колес у легковых автомобилей можно регулировать элементами подвески. У грузовых автомобилей сходимость колес регулируют при помощи резьбовых наконечников поперечной рулевой тяги.

     Соблюдение заданных углов установки шкворней и колес оказывает большое влияние на безопасность движения и износ шин. Недостаточные углы наклона шкворней вызывают неустойчивое «держание автомобилем дороги» и требуют излишней работы водителя с рулевым управлением. Слишком большие углы наклона шкворней затрудняют ввод автомобиля в поворот. Несоблюдение заданных развала и сходимости колес приводит к повышенному износу шин.

Выполните ЗАДАНИЕ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ и отразите его в отчете по практической работе.

Выполняется задание на листах (достаточно один-два листа - формата А4 со штампом), образец которых, можно найти на файле этого сообщества.