Поперечный наклон оси поворота колеса

Ось, вокруг которой поворачивается колесо при повороте автомобиля влево или вправо, называется "осью поворота”. Эту ось можно мысленно представить как линию, проведенную между вершиной верхней опоры амортизатора и шаровым шарниром нижнего рычага подвески (в случае, когда подвеска стоечного типа).

Эта линия наклонена вовнутрь, если смотреть спереди автомобиля, и этот наклон называется "поперечным наклоном оси поворота”.

Угол этого наклона измеряется в градусах. Кроме того, расстояние от точки пересечения оси поворота с поверхностью дороги до точки пересечения оси колеса с поверхностью дороги называется "смещением”.

Тип подвески и ось поворота

1. Жесткая подвеска

В жестких подвесках деталь, называемая шкворнем, установлена с каждой стороны передней оси. Ось шкворня эквивалентна оси поворота подвесок другого типа.

2. Подвеска двухрычажного типа

У подвески двухрычажного типа линия, соединяющая верхний шаровой шарнир и нижний шаровой шарнир, образует ось поворота.

НАЗНАЧЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО НАКЛОНА ОСИ ПОВОРОТА

СНИЖЕНИЕ УСИЛИЯ ПОВОРОТА

Поскольку колесо поворачивается вправо и влево вокруг оси поворота со смещением от оси, представляющим собой радиус его поворота, большое смещение будет создавать большой момент относительно оси поворота из-за сопротивления перекатыванию шины, что увеличивает усилие, необходимое при повороте.

Это смещение можно уменьшить для снижения усилия поворота.

• Поперечный наклон оси поворота = нуль

Чтобы сделать смещение небольшим, можно использовать любой из двух способов:

1. Придать колесам положительный развал.

2. Наклонить ось поворота в поперечном направлении.

Момент, или точнее, момент силы — это стремление силы заставить предмет поворачиваться относительно его оси.

Момент Т выражается в виде произведения силы F, действующей на предмет, и расстояния между осью вращения (а) и точкой (О) приложения силы:

В автомобиле точка приложения О находится на цапфе, тогда как ось вращения а является точкой на поворотном кулаке, вокруг которой поворачивается цапфа. Расстояние называется смещением.

Если к точке О прилагается постоянная сила F, то момент, действующий на точку, будет уменьшаться пропорционально уменьшению расстояния . Это означает, что усилие поворота можно уменьшить путем уменьшения смещения.

УМЕНЬШЕНИЕ ОБРАТНОГО УДАРА И УВОДА В ОДНУ СТОРОНУ

Если смещение слишком велико, реактивные силы, действующие на колеса при движении или торможении, будут создавать момент относительно соответствующей оси поворота, заставляя колесо уходить в ту сторону, где реактивная сила больше. (Также и любой удар от дороги, воздействующий на колесо, будет вызывать толчки или обратные удары на рулевом колесе.). Этот момент пропорционален величине смещения. Когда смещение приближается к нулевому значению, относительно оси поворота создается меньший момент при приложении к колесу силы и рулевое колесо испытывает меньшее воздействие при торможении или от дорожных ударов.

УЛУЧШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ

Как объяснено ранее (См. ’’Зависимость устойчивости прямолинейного движения от угла продольного наклона оси поворота”), поперечный наклон оси поворота заставляет колеса автоматически возвращаться в положение прямолинейного движения после окончания поворота.

В переднеприводных автомобилях с передним расположением двигателя смещение обычно сохраняется небольшим (нулевым или отрицательным) для предотвращения передачи на рулевое колесо ударов от шин, при торможении или при наезде на препятствие и для сведения к минимуму момента, создаваемого относительно оси поворота приводным усилием во время быстрого трогания или разгона.

Угол поперечного наклона оси определяется углом, образуемым осью подвески с вертикальной плоскостью. Такой наклон совместно с углом развала уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси подвески с дорогой и точкой центра контакта шины, что уменьшает плечо момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, а значит, облегчает управление автомобилем.

При поперечном наклоне шкворня (оси поворота управляемых колес) повернуть колесо вместе с цапфой всегда труднее, чем вернуть его в исходное положение — движение по прямой. Это объясняется тем, что при повороте колеса вместе с цапфой передняя часть автомобиля приподнимается на величину б (водитель прилагает сравнительно большое усилие к рулевому колесу).

При возвращении управляемых колес в положение, соответствующее движению по прямой, масса автомобиля помогает поворачиванию колес и водитель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.

Как правило, этот угол является положительным и достаточно большим (от +5°до +20°) и в эксплуатации не регулируется.

Угол продольного наклона оси служит для стабилизации управляемых колес моментом, возникающим за счет плеча (расстояние от оси подвески до центра контакта шины) боковой силы.

Благодаря продольному наклону шкворня колесо устанавливается так, что его точка опоры по отношению к оси поворота (оси шкворня) отнесена назад на некоторую величину и колесо всегда стремится занять исходное положение, т. е. положение автомобиля при движении по прямой. При этом колесо находится сзади подвески и тянется за ней, это стабилизирует прямолинейный ход колеса с избегание угловых колебаний его. При движении задним ходом появляется противоположный эффект — колесо толкается подвеской, поэтому рулевое колесо удерживается труднее.

Продольный угол наклона оси поворота может быть положительным, когда ось поворота наклонена в сторону водителя, отрицательным, когда она наклонена от водителя, и нулевым, когда ось поворота совпадает с вертикалью.

Слишком большие углы наклона оси поворота приводят к резкому возрастанию усилий, прикладываемых к рулевому колесу при выполнении поворотов.

Неотрегулированность продольных углов наклона оси поворота приводит главным образом к неустойчивому движению автомобиля. Траектория движения автомобиля отклоняется в сторону того колеса, у которого ось поворота наклонена больше. На большинстве автомобилей разница продольных углов наклона оси поворота левого и правого колес не должна превышать 0°30?.

Углы продольного наклона осей поворота колес подлежат проверке. Возможность регулировки предусмотрена далеко не на всех автомобилях.

Оси поворота колес переднеприводных автомобилей имеют небольшие, обычно положительные углы продольного наклона (порядка +2°…+3°). У заднеприводных автомобилей диапазон изменения этого параметра намного больше (от +2° до +14°).

Разность внутреннего и наружного углов поворота необходима для исключения проскальзывания колес при их повороте.

При заходе автомобиля в поворот происходит постепенное перерастание схождения колес в расхождение благодаря специальной конструкции тяг управления колесом. Колесо внутреннего радиуса поворачивается сильнее, чем наружное, что автоматически усиливает изменение направления и облегчает усилие на руль. Это также необходимо и потому, что на повороте внутренние колеса имеют меньший радиус поворота, чем наружные.

При возвращении управляемых колес в положение, соответствующее движению по прямой, масса автомобиля помогает поворачиванию колес и водитель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.

Шины с небольшим внутренним давлением воздуха также имеют стабилизирующие свойства, поэтому утлы наклона шкворней в легковых автомобилях меньше или совсем отсутствуют. Однако на автомобилях, где давление воздуха в шинах невелико, возникает боковой увод под действием поперечной силы, вызывающей боковой прогиб шины, при этом колеса смещаются в сторону.

Рис. Схема бокового увода колес

Оба колеса передней оси имеют одинаковый угол увода. При уводе колес радиус поворота увеличивается. При уводе колес задней оси радиус поворота уменьшается. Особенно это заметно, если угол увода задних колес больше, чем передних — стабильность движения нарушается, автомобиль начинает "рыскать", и водителю все время приходится подправлять направление движения. Для уменьшения влияния увода на управляемость автомобиля давление воздуха в шинах передних колес должно быть несколько меньше, чем в задних. Увод колес будет тем больше, чем больше будет боковая сила, действующая на автомобиль (например, на крутом повороте, где возникает большая центробежная сила.

Управляемость автомобиля зависит и от состояния рулевого управления. Во время движения водитель постоянно пользуется рулевым колесом, не выпуская его из рук. Если рулевое колесо необходимо поворачивать с большим усилием, водитель быстрее устает, переставая реагировать на небольшие отклонения автомобиля, срезает углы по-, ворота и этим создает угрозу для безопасности движения. При нарушении регулировки подшипников ступиц передних колес, большом люфте в сочленениях рулевого механизма и рулевого привода, неправильной установке передних колес (схождение и развал) или шинах несоответствующего размера также значительно ухудшается управляемость автомобиля. угол автомобиль колесо ось

Движение автомобиля связано с выполнением различных маневров. Во время поворотов на автомобиль действует центробежная сила, при этом нарушается устойчивость автомобиля и водитель затрачивает значительно больше усилий, чем при движении по прямой. Чем длиннее автомобиль и чем круче повороты, тем больше должна быть ширина поезда.

Благодаря наличию рулевой трапеции передние колеса поворачиваются на неодинаковый угол и катятся без проскальзывания. Если полагать, что задние колеса катятся по следу передних, то радиусом поворота считают расстояние от центра поворота до середины задней оси. Наружным радиусом считается расстояние от центра поворота до крайней передней точки автомобиля, а внутренним радиусом — расстояние от центра поворота до ближайшей точки автомобиля у задней оси.

Минимальная величина радиуса поворота зависит от максимального угла поворота передних колес, который не у всех автомобилей одинаков, а у легковых больше, чем у грузовых.

Для автомобилей с прицепами ширина проезда на повороте должна быть еще больше. В этом случае внутренний радиус поворота определяется по ближайшей точке до центра поворота у задней оси последнего прицепа.

Во время движения на повороте возникает центробежная сила, приложенная в центре тяжести автомобиля. Эта сила направлена по радиусу от центра поворота (рис. 201); ее можно разложить на две составляющие, одна из которых (А) направлена вдоль оси автомобиля, а другая (Б)—в поперечном направлении, стремящаяся опрокинуть авто­мобиль или вызвать его занос.

Рис. Разложение центробежной силы на повороте

Поперечную составляющую центробежной силы определяют по формуле:

где С — поперечная составляющая, приложенная к центру тяжести автомобиля, кгс; G — масса автомобиля, кг; v — скорость движения автомобиля, м/с; R — радиус поворота (до середины задней оси), м; g — ускорение свободно падающего тела, м/с 2 .

Из приведенной зависимости видно, что чем больше масса и скорость движения и меньше радиус поворота, тем больше будет поперечная составляющая центробежной силы и хуже устойчивость автомобиля на повороте. Наибольшее влияние на величину центробежной силы и ее поперечную составляющую оказывает скорость движения, так как в приведенной зависимости она берется в квадрате. Если скорость движения увеличить в 2 раза, то поперечная составляющая центробежной силы увеличится в 4 раза. Чтобы уменьшить центробежную силу на повороте, водитель должен снизить скорость движения.

Честно признаюсь… инфа спызженна из мануала по техническому обслуживания марки Шкода. Но (!) достоверно касается буквально всех авто. Здесь ниже выжимка той информации, которая применима (как я полагаю) для любой марки легковой машины. Главный мотив, побудивший меня выложить на Д2 данный мануал, как многие догадались — это ликбез для мнимых, которые регулируют развал, схождение колес даже при смене тормозных колодок; и/или для тех кто хочет смело и со знанием дела противостоять сервисменам ОД навязывающим НЕ нужную услугу… Собсна к делу…

ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТАНОВКИ КОЛЕС

Опишем положение колёс относительно дороги и основных плоскостей автомобиля с помощью отдельных геометрических параметров установки колёс.
К основным геометрическим параметрам установки колёс относятся:
схождение δ
поперечный угол наклона оси поворота колёс σ
угол развала γ
продольный угол наклона оси поворота колёс τ
угол поворота колёс α, β, ε

Все основные параметры можно измерить на управляемых колёсах, на неуправляемых колёсах можно измерить только:
схождение δ
угол развала γ

Схождением δ называется угол между диаметральными плоскостями колёс. Колёса устанавливаются под углом схождения (схождение в одной точке), при котором передняя сторона колёс повёрнута к продольной оси автомобиля. Обычно схождение измеряется в виде угла отклонения или в единицах длины в точно определённых точках колёс.

Поперечный угол наклона оси поворота колёс

Поперечный угол наклона оси поворота колёс σ представляет собой угол между осью поворота и вертикальной осью автомобиля, образуемый при проекции на поперечную плоскость автомобиля. Он обеспечивает опрокидывающий момент, который возвращает колесо обратно в положение прямолинейного движения. Чем выше значение поперечного угла наклона оси поворота колёс, тем большее значение должна иметь сила, необходимая для поворота (вращения) колёс.
При этом расстояние от центра пятна контакта колеса до точки пересечения оси поворота, полученное в результате проекции на поперечную плоскость автомобиля, также зависит от плоскости дороги. Это расстояние называется плечом обкатки (вылетом) r. Если оно выходит за пределы диаметральной плоскости колеса, считается, что оно имеет отрицательное значение.
Чувствительность оси к продольным силам повышается с увеличением вылета, поэтому для стабилизации рулевого управления используется отрицательный вылет. Сила, необходимая для поворота (вращения) колёс, увеличивается с ростом вылета, как в случае положительного, так и в случае отрицательного его значения, если только автомобиль не неподвижен или не двигается с низкой скоростью.

Угол развала (развал)

Углом развала γ называется угол между вертикальной осью автомобиля и диаметральной плоскостью колеса. Развал имеет положительное значение, если верхняя часть колеса наклонена наружу автомобиля. Колёса, имеющие положительный угол развала, взаимно уравновешивают друг друга, одновременно уменьшая склонность рулевого управления к колебанию (вибрации).

Продольный угол наклона оси поворота колёс

Продольный угол наклона оси поворота колёс τ представляет собой угол, образуемый между осью поворота и вертикальной осью автомобиля при проецировании на продольную плоскость автомобиля. Продольный угол наклона оси поворота колёс оказывает стабилизирующее воздействие на рулевое колесо, что позволяет возвращать его обратно в положение прямолинейного движения, и уменьшает эффект вибрации рулевого управления.

Угол поворота колёс (угол поворота)

Углами поворота α и β называются углы поворота обоих колёс управляемой оси. Для того, чтобы избежать проскальзывания колёс автомобиля во время движения по кривой, оси обоих управляемых колёс должны пересекаться на общей оси заднего моста. Вследствие этого колесо, находящееся ближе к центру кривой, должно поворачиваться на больший угол, чем колесо, находящееся дальше. Разность между этими углами называется обратным схождением в повороте ε.

Константа схождения «S» — кривая схождения

При колебании колеса вверх и вниз в зависимости от степени сжатия пружины возникают изменения схождения. Возникновение изменений схождения передних колёс помогает повысить безопасность езды. Во время ускорения нагрузка уменьшается и при этом передняя подвеска поднимается. Геометрия подвески спроектирована таким образом, чтобы величина схождения в этом случае возрастала. Во время торможения передняя (носовая) часть автомобиля опускается вниз, и схождение уменьшается из-за увеличения расхождения колёс. Это способствует торможению. Во время движения по кривой внешнее колесо подвергается изменению расхождения из-за угла наклона автомобиля, в то время, как внутреннее колесо подвергается изменению сходимости (схождения), что увеличивает недостаточную поворачиваемость автомобиля. Значения схождения, определяемые разницей в сжатии пружин, образуют так называемую кривую схождения.
Устройство выравнивания подвески определяет константу схождения «S» как разность между значениями схождения, измеренными в начальном положении и в поднятом положении. При этом номинальные значения сравниваются с реальными значениями, которые отображаются на мониторе. Для подъёма ходовой части необходимы различные адаптеры в зависимости от высоты и настройки (стандартная, спортивная или ходовая часть с увеличенной габаритной шириной).

ПОСЛЕДСТВИЯ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Неудовлетворительные геометрические параметры автомобиля приводят не только к быстрому и неравномерному износу шин. Более серьёзным последствием является ухудшение устойчивости во время движения и удлинение тормозного пути. Правильная регулировка геометрических параметров способствует снижению расхода топлива и уменьшению выбросов отработавших газов благодаря более низкому сопротивлению качению.

Угол развала (развал)

Уменьшение угла развала приводит к увеличению износа внутреннего края шины, а увеличение угла развала соответственно приводит к увеличению износа внешнего края шины.
Асимметричный угол развала левого колеса и правого колеса приводит к тому, что автомобиль начинает тянуть в ту сторону, где угол развала больше. При этом автомобиль трудно удержать в прямолинейном направлении.

Продольный угол наклона оси поворота колёс

Уменьшение продольного угла наклона оси поворота колёс приводит к опасному поведению рулевого управления. Автомобиль начинает, образно говоря, «плавать» на дороге. Колёса не стремятся вернуться в положение прямолинейного движения.
Хотя увеличение продольного угла наклона оси поворота колёс стабилизирует прямолинейное движение автомобиля, оно также приводит к увеличению усилий, необходимых для отклонения автомобиля от положения прямолинейного движения.

При уменьшении угла схождения автомобиль будет «плавать», поскольку будет нуждаться в постоянной коррекции с помощью рулевого колеса для его удержания в нужном направлении. Шины будут интенсивно изнашиваться, поскольку при этом будет возникать вибрация колёс.
Увеличенный угол схождения характеризуется тем, что автомобиль трудно отклонить от прямолинейного движения, а также быстрым возвратом колёс после прохождения поворота.
Шины также будут интенсивно изнашиваться, особенно с внешней стороны.
На задних колёсах автомобилей с передними ведущими колёсами в некоторых местах можно видеть диагональный износ шин.
Он также возникает в случае слишком большого угла схождения, если задние колёса немного проскальзывают вбок во время вращения. Повышенное искривление шины устраняется трением скольжения, всегда возникающим в той же точке протектора, что приводит к созданию диагональных полос на чрезмерно изношенном рисунке протектора.

Различия в угле схождения

Различия в регулировке кривой схождения на левом и правом колесах и возникающие при этом различия в настройках схождения обоих колёс путём сжатия их пружин могут привести к отклонению автомобиля от направления движения во время прохождения неровностей на дороге, а в худшем случае даже во время ускорения или торможения. Наклон автомобиля вбок во время поворота приводит к его неустойчивости. Реальная траектория движения автомобиля не соответствует углу поворота рулевого колеса.
Примечание
Чрезмерный износ шин может быть вызван только неудовлетворительными геометрическими параметрами автомобиля. На практике наблюдается износ шин, вызванный движением при слишком низком, или наоборот, слишком высоком давлении в шинах.

Еще одной разновидностью износа, не связанной напрямую с геометрическими параметрами ходовой части, является так называемый пилообразный износ рисунка протектора. Во время качения деформируются отдельные блоки протектора шины. На начальном этапе контакта с поверхностью дороги они сжимаются вместе, а при покидании точки контакта происходит их истирание во время возврата к первоначальной форме и размеру. Таким образом, наибольший износ возникает с задней стороны блоков протектора. Если разница в высоте между передними и задними краями блоков протектора не превышает 0,8 мм, значительного ухудшения свойств шины не возникает, за исключением повышенного шума во время движения.

Пилообразный износ возникает преимущественно на неведущих колёсах, где он в основном заметен на буртике шины. Треугольные участки изношенного рисунка протектора, имеющие вид зуба пилы, образуются в зависимости от формы поперечных гребней протектора.
Если рисунок протектора является направленным и шину нельзя развернуть на ободе, необходимо переставлять колёса между ведущей и неведущей осями приблизительно через каждые 10000 километров пробега.
Причиной данного явления обычно является несоответствующее давление в шине,
сопровождаемое чрезмерно большим углом схождения.

ЗЫ Не ведитесь на россказни СТОшников, думайте своей головой =) Все мира и никакого увода…

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *