Стабилизация управляемых колес

Под стабилизацией управляемых колес понимают возвращение их в нейтральное положение, если они были выведены из этого положения под влиянием случайной силы или при повороте рулевого колеса.

На средних и повышенных скоростях движения автомобиля стабилизация управляемых колес обеспечивается продольным наклоном шкворней (наклоном их верхней части назад) и боковой эластичностью шин.

При продольном наклоне шкворня (угол γ, рис. 83, а) точка 1 касания колеса с дорогой располагается позади точки 2, в которой продолжение оси шкворня пересекает дорогу.

Поэтому при повороте автомобиля боковая реакция Ук (рис. 83,б) от центробежной силы Рц создает на плече в стабилизирующий момент, возвращающий колесо в нейтральное положение.

Угол у колеблется от 0° (легковые автомобили) до 3,5° (ГАЗ-66). Угол продольного наклона шкворня нарушается при осадке рессор и искривлении балки передней оси. Чем лучше стабилизация управляемых колес, тем устойчивее прямолинейное движение автомобиля. Однако большой продольный наклон шкворня значительно повышает усилие на рулевом колесе. При небольших скоростях движения автомобиля, когда боковые силы незначительны, стабилизация управляемых колес достигается поперечным наклоном шкворней. Такой наклон шкворня (угол β, рис. 83, в) способствует возвращению повернутого колеса в нейтральное положение за счет происходящего при повороте подъема передней части автомобиля на небольшую высоту, зависящую от угла поворота колес. Основное же значение поперечного наклона шкворня состоит в уменьшении плеча с, а следовательно, и момента, необходимого для поворота колеса; уменьшается также ударная нагрузка, возникающая при наезде колеса на неровность дороги. Угол β составляет 4—9°; он нарушается при изгибе балки передней оси или поперечины независимой подвески, погнутости стойки или рычага подвески. Развал колес (угол α, рис. 83, г) придает им вертикальное положение при движении автомобиля.

Рис. 83. Установка шкворней и передних колес: а — продольный наклон шкворня — угол γ; б — упрощенная схема повороти автомобиля; в — поперечный наклон шкворня — угол β; г — развал колес — угол α; д — схождение передних колес (А—В)

Если бы колеса были первоначально установлены вертикально (без развала), то при прогибе передней оси под нагрузкой и наличии зазоров во втулках шкворней и подшипниках ступиц они получили бы наклон внутрь.

Угол α колеблется от 0° (легковые автомобили) до 1° (грузовые автомобили) и нарушается при недостаточной затяжке подшипников ступиц передних колес, изгибе поворотной цапфы, балки передней оси, износе шкворней и втулок поворотных цапф, осадке пружины независимой подвески.

Под действием сил сопротивления качению, возникающих при движении автомобиля, колеса стремятся разойтись в стороны и катиться по расходящимся дугам; при этом имело бы место боковое проскальзывание шин, так как управляемые колеса автомобиля связаны поперечной рулевой тягой.

При схождении колес (рис. 83, д) этот недостаток устраняется, так как колеса катятся параллельно друг другу, поэтому облегчается поворот колес и уменьшается износ шин.

Разность расстояний А и В между боковыми поверхностями шин сзади и спереди оси должна составлять: 1—2,5 мм (легковые автомобили), 2—5 мм (ГАЗ-66, ЗИЛ-131), 3—5 мм (автомобили КрАЗ).

Правильное схождение колес нарушается при износе шкворней, втулок поворотных цапф и шарнирных соединений рулевого привода, а также при изгибе рычагов поворотных цапф или рулевых тяг.