сход-развал на Профсоюзной теория

Наш адрес: Москва, ЗАО, Очаково-Матвеевское, ул. Рябиновая, 28А, тел. 211-35-48  схема проезда

Наш адрес: Москва, ЮАО, Нагатино, Каширское шоссе, д. 3, тел. 727-89-09   схема проезда

Наш адрес: Москва, Восточный АО, Перово, ул. Плеханова, 10 тел.  231-61-82   схема проезда

Домашняя сход-развал Рябиновая сход-развал Плеханова сход-развал Каширка развал Профсоюзная цены на сход-развал примеры регулировки подвеска рулевое все про колеса грузовики предприятия параметры модели автомобилей все про углы частые вопросы таблица штрафов регионы России стенд сход-развал об управляемости теория О нас Доверенность ФОРУМ

Теория движения автомобиля

Теоретический анализ эксплуатационных свойств помогает выяснить предельные возможности автомобиля и реализовать в дорожных условиях конструктивные особенности конкретной модели автомобиля. К основным эксплуатационным свойствам, характеризующим динамику автомобиля, относятся: динамичность,  экономичность, устойчивость, управляемость, проходимость и плавность хода. В теории автомобиля его эксплуатационные свойства рассматривают изолированно одно от другого, но все они взаимосвязаны. Так, скорость автомобиля на поворотах может быть ограничена не динамичностью, а управляемостью и устойчивостью, а на неровных дорогах плавностью хода. Динамичность - свойство автомобиля двигаться с максимально возможной средней скоростью, характеризующееся максимальной скоростью движения, интенсивностью разгона до заданной скорости и интенсивностью торможения. Динамичность автомобиля зависит прежде всего от его тяговых и тормозных свойств. Автомобиль движется в результате воздействия на него различных сил (рис. 1), которые разделяются на силы, движущие автомобиль, и силы, оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате взаимодействия ведущих колес (нагруженных крутящим моментом, передаваемым от двигателя) с дорогой. От величины тягового усилия на колесах зависит преодоление сил сопротивления движению, ускорение, то есть, приемистость автомобиля. Сила тяги в основном определяется мощностью двигателя и передаточным отношением трансмиссии. Мощность и максимальный крутящий момент коленчатого вала определяют скоростные характеристики двигателя. В режиме максимального крутящего момента двигатель развивает наибольшую тягу, необходимую для преодоления больших сопротивлений движению и обеспечения высоких ускорений при разгоне.

рисунок 1

Рис. 1. Силы, действующие на автомобиль при движении:

Ри - инерционная, Риб - боковая инерционная, Рбс - сопротивления боковому скольжению, Ррд - реакции дороги на опору колеса, Рт - тяги на ведущих колесах, Рв - сопротивления воздуха, Рд - сопротивления качению. Эксплуатационная частота вращения коленчатого вала двигателя должна находиться в диапазоне между максимумами крутящего момента и мощности. В этом случае обеспечивается минимальный удельный расход топлива при высоких динамических показателях автомобиля. Большую помощь водителю для выбора наиболее оптимального режима движения в конкретных дорожных условиях оказывают тахометр, который контролирует режим работы двигателя, и экономайзер, указывающий величину разрежения во впускном трубопроводе. К силам сопротивления движению автомобиля относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления качению Рд и силу сопротивления воздуху Рв. Потери в трансмиссии, затрачиваемые на преодоление трения в зацеплениях зубчатых колес коробки передач и главной передачи, в карданных шарнирах, подшипниках и сальниках, характеризуют КПД трансмиссии. Эта величина в процессе эксплуатации автомобиля с учетом приработки деталей изменяется и для легковых автомобилей составляет 0,90...0,97.Следовательно, величина мощности и крутящего момента, подводимая к ведущим колесам, будет меньше величин, получаемых непосредственно от двигателя, на величину потерь в трансмиссии, т. е.

NT = Ne - NTP,

где NT-тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, Ne - эффективная мощность двигателя, NTP - мощность, необходимая для преодоления сил в трансмиссии. Сила тяги Рт как основная сила, движущая автомобиль, должна быть достаточной для трогания автомобиля с места, поддержания необходимой скорости и придания требуемого ускорения. Сила тяги регламентируется предельным значением коэффициента сцепления шин с дорогой, который характеризует относительную мгновенную неподвижность точки контакта шины и дороги, т. е. избыточная сила тяги, реализуемая крутящим моментом двигателя, приводит к буксованию колес относительно дороги. Наиболее часто буксование наблюдается при резком трогании автомобиля с места и при движении по скользкой дороге. На дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления зависит главным образом от трения скольжения между шиной и покрытием. При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления резко падает из-за образования пленки из частиц грунта и воды, уменьшающих трение между шиной и дорогой. Большое влияние на коэффициент сцепления оказывают рисунок протектора шин и степень его износа. В противоположность буксованию при разгоне автомобиля, недостаточном сцеплении шин с дорогой, при торможении возникает скольжение вследствие блокировки заторможенного колеса, т. е. "юз". Как полное буксование, так и "юз" являются предельными случаями движения колес, допускать которые нежелательно. При нормальной эксплуатации автомобиля, как правило, наблюдается частичная пробуксовка или частичное проскальзывание. Эти максимальные подъемы определяют исходя из того, что весь запас мощности, которым располагает автомобиль, расходуется на преодоление сопротивления движению. Следовательно, когда на дороге встречаются подъемы, которые автомобиль может преодолеть на данной передаче, можно продолжать движение без снижения скорости. Как только крутизна подъема превысит указанный предел, скорость автомобиля резко уменьшается. Поэтому необходимо быстро перейти на пониженную передачу. Если же крутизна фактически преодолеваемого подъема меньше указанной выше, то оставшийся запас мощности двигателя можно израсходовать на разгон автомобиля. Автомобиль во время движения часть мощности, развиваемой двигателем, затрачивает на преодоление сил сопротивления воздуха Рв. При этом своей лобовой поверхностью автомобиль оказывает давление на воздух, а его боковые поверхности создают силу трения со слоями воздуха. Взаимодействие воздуха с автомобилем при его движении оценивается величиной коэффициента аэродинамического сопротивления Сх, который для современных легковых автомобилей составляет 0,28...0,40. Затраты мощности на сопротивление воздуха, ничтожные при малой скорости движения, резко возрастают с ее увеличением. Подводя итог вышеизложенному, можно сделать вывод, что для обеспечения нормального прямолинейного движения автомобиля необходимо, чтобы действовало следующее неравенство:Pт > Рд И Рв + Ри, где Рт - сила тяги на ведущих колесах, Рд - сила сопротивления качению, Рв - сила сопротивления воздуха, Ри - сила инерции поступательно движущейся массы G автомобиля. Динамичность современных легковых автомобилей позволяет достигать максимальной скорости 140...180 км/ч и интенсивности разгона до скорости 100 км/ч за 12...18 с.Динамичность автомобиля характеризуется также и его тормозными свойствами. При движении с той или иной скоростью водитель должен точно знать, какой путь потребуется ему для срочной остановки автомобиля. На сухом горизонтальном участке дороги с твердым покрытием у современных легковых автомобилей малого класса максимальное замедление должно быть не менее 5,8 м/с2. Это значит, что тормозной путь при начальной скорости 80 км/ч составит около 40 м. Этот путь возрастает в 1,5...2 раза на мокром и скользком асфальте, и особенно в гололедицу. Топливная экономичность определяет техническую и экономическую характеристики автомобиля. Учитывая, что стоимость топлива составляет 10...15 % всех затрат на эксплуатацию автомобиля, необходимо использовать топливо с максимальной эффективностью, не допуская неоправданных потерь. Показателем топливной экономичности автомобиля является контрольный расход топлива в литрах на 100 км пути. Контрольные расходы при равномерном, установившемся режиме движения определяют при постоянных скоростях 90 и 120 км/ч. Однако в эксплуатации преобладают переменные режимы движения с разгонами и замедлениями различной интенсивности. Поэтому контрольный расход топлива определяют и при переменном режиме, используя для этого специальный стенд с беговыми барабанами, имитирующими дорожное сопротивление. Движение на стенде осуществляется по так называемому условному городскому циклу, режимы которого составлены на основе статистически обработанных реальных условий эксплуатации с использованием низших передач, режимов разгона и торможения. При эксплуатации автомобилей для учета расхода топлива используют контрольный эксплуатационный расход топлива (норматив), который отличается от ранее рассмотренных тем, что учитывает особенности эксплуатации автомобиля в конкретных дорожных и климатических условиях. Следующим свойством, определяющим техническую характеристику автомобиля на дороге, является устойчивость. Она определяется совокупностью свойств, обеспечивающих движение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания и произвольного смещения с заданного направления. Для легковых автомобилей более вероятна и более опасна потеря поперечной устойчивости, которая происходит под действием центробежной силы - поперечной составляющей силы тяжести автомобиля, силы бокового ветра, и силы, возникающей в результате боковых ударов колес о неровности дороги. Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются максимально возможные скорости движения по окружности и максимально допустимый поперечный уклон дороги (косогор), исключающий опрокидывание. Оба показателя могут быть определены из условий поперечного скольжения колес (занос) и опрокидывания автомобиля. Боковое усилие чаще всего возникает под действием боковой инерционной (центробежной) силы (см. рис. 1), величина которой прямо пропорциональна массе и квадрату скорости автомобиля и обратно пропорциональна радиусу поворота, т. е. чем больше скорость автомобиля и чем резче водитель поворачивает рулевое колесо, тем больше вероятность потери устойчивости автомобиле из-за существенного увеличения боковой инерционной силы. Наиболее опасный вариант нарушения устойчивости - бокового опрокидывание автомобиля. Чаще всего это происходит при резком увеличении боковой инерционной силы из-за упора боковины колеса о препятствие при повороте или поперечном скольжении, а также при движении по косогору. Для определения условий бокового опрокидывания рассмотрим частный случай движения автомобиля на косогоре. В этом случае автомобиль находится под действием двух составляющих силы тяжести G (рис. 2). Боковая составляющая G вызывает боковое смещение и при определенных условиях опрокидывание автомобиля. Составляющая G2, перпендикулярная поверхности косогора DE, прижимает к ней колеса автомобиля и противодействует его боковому смещению. Автомобиль сохраняет свою устойчивость, когда линия, по которой направлена сила тяжести G (перпендикуляр к линии горизонта АС), пересекает опорную поверхность в пределах ширины колеи В автомобиля. Опрокидывание автомобиля наступит тогда, когда данное пересечение выйдет за пределы колеи В, а это зависит от высоты h - центра тяжести и угла AKD-наклона косогора. Чем меньше высота h и наклон косогора, тем более устойчив автомобиль против бокового опрокидывания при данной ширине колеи.

Рисунок 2 

Рис.2 .Пример опрокидывания на косогоре

При поперечном скольжении автомобиля в условиях заноса на горизонтальном участке (или в условиях резкого поворота) боковое опрокидывание может произойти при резком увеличении боковой составляющей G1 и выхода результирующей составляющей G за пределы колеи В. Способность автомобиля противостоять опрокидыванию можно характеризовать отношением М/В/(2h), называемым коэффициентом поперечной устойчивости, который для легковых автомобилей составляет 0,9...1,2 или 40...50° критического угла косогора AKD. Поскольку у современных легковых автомобилей центр тяжести расположен низко, опасность бокового (так же, как и продольного) опрокидывания невелика. Она существенна для легковых автомобилей повышенной проходимости, с центром тяжести, расположенным высоко. Продольная устойчивость автомобиля определяется максимальным углом подъема, который может преодолеть автомобиль при равномерном движении без буксования колес. Автомобиль со всеми ведущими колесами может преодолевать крутые подъемы без потери продольной устойчивости даже на мокрых и скользких дорогах. Свойство автомобиля сохранять заданное направление движения и точно следовать траектории, определяемой поворотом рулевого колеса, называется управляемостью. Ее оценивают по следующим признакам:

Критической скоростью по условиям управляемости называют скорость, с которой автомобиль может двигаться на повороте без поперечного скольжения управляемых колес. Нарушение управляемости может быть вызвано рядом внешних факторов, к числу которых относятся неровности дорожного покрытия и поперечный уклон дороги, пробуксовка одного из ведущих колес, попавшего на участок с пониженным коэффициентом сцепления или на участок с повышенным сопротивлением качению. Все усилия, действующие в поперечном направлении, вызывают боковую деформацию шин и некоторое их смещение от пятна контакта (рис. 3). Каждая последующая точка на беговой дорожке шин входит в соприкосновение с дорогой несколько дальше от центра дороги, чем предыдущая. В результате отпечатки этих точек на след шин смещаются в сторону действия боковой силы инерции Р. Если соединить следы этих точек, то получится линия траектории качения колес б, которая будет находиться под углом d к средней плоскости направления самих колес а. Этот угол а между первоначальным и действительным направлениями качения колеса называется углом бокового увода.

Рисунок 3 

Рис. 3. Увод шин передних колес под действием поперечной силы

а - первоначальное направление качения колес, б - устойчивое направление качения колес с эластичной шиной, α - угол увода колес. Если бы колеса были абсолютно жесткими (теоретически), поворот автомобиля совершался бы относительно центра, лежащих на продолжении оси задних колес, а угол поворота автомобиля равнялся бы углу поворота колес относительно продольной оси автомобиля. Однако вследствие бокового увода шин угол поворота автомобиля отличается от теоретического. При этом, если углы увода передних и задних колес одинаковые, то действительный радиус поворота автомобиля определяется фактическим углом поворота Щ редких колес за вычетом угла бокового увода шин. Такой автомобиль имеет нейтральную поворачиваемость. Если же углы у передних и задних колес разные, то в зависимости от соотношения этих углов изменится величина действительного радиуса поворот автомобиля. Здесь возможны два случая, по-разному влияющие к управляемость автомобиля. Если угол увода задних колес а значительно больше угла передних колес У (рис. 4, а), то фактический радиус поворота Ru* будет меньше радиуса Rjотносительно мгновенных центров поворота (I и II). Такой автомобиль вынужден двигаться по меньшей окружности, стремясь к уменьшению ее радиуса. Считается, что он обладает излишней поворачиваемостью. Если же у автомобиля угол увода задних колес а меньше угла увода передних колес у (рис. 4, б), то радиус поворота RII будет больше теоретического RI. Такой автомобиль всегда стремится выйти за пределы окружности и обладает недостаточной поворачиваемостью.

Рисунок 4

Рис. 4. Схема поворота автомобиля с излишней (а) и недостаточной (б) поворачиваемостью

 I - теоретический центр поворота без увода колес, II - действительный центр поворота с уводом колес Характеристика поворачиваемости автомобиля определяется конструкцией шасси автомобиля и в значительной мере видом применяемых шин, давлением воздуха в них, а зачастую и степенью их износа. Если на заднюю ось автомобиля поставить более изношенные шины, то автомобиль будет характеризоваться излишней поворачиваемостью. Оптимальным вариантом является автомобиль с несколько недостаточной или нейтральной поворачиваемостью. На практике многие водители предпочитают излишнюю поворачиваемость, так как в этом случае автомобиль "острее реагирует" на поворот рулевого колеса и позволяет проходить закругления дороги без снижения скорости. Стабилизацией управляемых колес называют их свойство сохранять нейтральное положение (прямолинейного движения) и автоматически в него возвращаться после поворота. Измерителями стабилизации колес при выходе автомобиля из поворота служит стабилизирующий момент, определяемый продольным и поперечным наклонами шкворней или стойки, а также поперечная эластичность шины. Проходимость - свойство автомобиля выполнять транспортную работу в сложных и тяжелых дорожных условиях. Это свойство определяется техническими и геометрическими параметрами автомобиля, а также профессиональным мастерством водителя. По проходимости легковые автомобили делятся на две группы: нормальной проходимости с колесной формулой "4 X 2" двумя ведущими колесами) и повышенной проходимости - "4 X 4" колеса ведущие). Среди геометрических параметров автомобиля (рис.5), определяющих его проходимость, основными являются дорожный просвет h - расстояние между низшей точкой автомобиля и плоскостью дороги, углы переднего а и заднего свеса, определяющие возможную величину въезда на препятствие или съезда с него, а также ширина колеи колес К и колесная база С. Кроме того, для автомобилей повышенной проходимости существенное значение имеют высота Н и общие габариты - длина L и ширина В, а также R1 и R2 - соответственно продольный и поперечный радиусы проходимости. Плавность хода - один из основных факторов, определяющий комфортабельность легкового автомобиля, обеспечивающих удобства поездки водителя и пассажиров, а также сохранность перевозимых грузов.

 Рисунок 5

Рис. 5. Геометрические параметры автомобиля

Плавность хода обеспечивается конструктивными особенностями автомобиля и обусловливается мастерством водителя. Для человека наиболее привычными и безболезненными являются колебания, близкие к колебаниям при ходьбе и составляющие 1...1,5 Гц Меньшая частота может вызвать укачивание, более высокая (7...10 Гц) воспринимается как тряска. Помимо частоты колебания существенное влияние на плавность хода оказывает величина нарастания и убывания скорости перемещений при колебаниях (ускорения). Плавность хода автомобилей оценивается количеством толчков на 1 км пути при конкретных вертикальных ускорениях. Так, для отечественных легковых автомобилей, имеющих хорошую плавность хода, число толчков составляет 15...20 при ускорении 2 м/с2 и 2...50 при ускорении 3 м/с2 на 1 км пути. Для наиболее оптимального использования всех потенциальных возможностей автомобиля в соответствии с дорожными условиями! водитель должен знать особенности характеристик эксплуатируемый автомобилей, иметь представление о процессах, происходящих в них и сущности их взаимодействия с дорожными условиями и окружающей обстановкой.

Плечо обкатки - очень важный параметр

Развал и схождение. Развал - это угол между плоскостью колеса и вертикальной плоскостью. Если верхняя часть колеса наклонена наружу, то угол развала α считается положительным, если внутрь автомобиля, - то развал отрицательный. Раньше считалось, что развал нужен для компенсации люфтов в подшипниках и шарнирах подвески. На рис.1, показана передняя подвеска с нулевым, положительным или отрицательным развалом.

 

Рис. 1. Поперечные углы установки передних колес:

а - угол развала равен нулю;
б - угол развала уменьшает плечо обкатки А, следовательно, момент, вызывающий сопротивление при повороте и создающий толчки на рулевом колесе от неровностей дороги;
β - угол поперечного наклона оси поворота позволяет еще уменьшить или свести к нулю плечо обкатки.

Нагрузка автомобиля создает момент, который при наличии люфтов поворачивает колесо в положение, показанное пунктиром. Но дело совсем не в люфтах, а в том, что шарниры или шкворень подвески и подшипники ступицы при такой конструкции воспринимают не только нагрузку от массы автомобиля, но и значительные нагрузки, уравновешивающие этот момент. Водителю, которому пришлось бы управлять машиной с такой подвеской, не позавидуешь, к рулевому колесу он должен прикладывать значительное усилие, а любая неровность дороги может выбить руль из рук.

Угол развала колес α (рис.1, б) уменьшает плечо момента, который вызывает сопротивление при повороте колеса и создает толчки на рулевом колесе от неровностей дороги. Одновременно уменьшается нагрузка на наружный подшипник ступицы колеса и шарниры подвески. На автомобиле с подвеской на двух поперечных рычагах (классические Жигули) при нагрузке 2-3 человека желательно делать небольшой положительный развал, чтобы шина изнашивалась равномерно.

Как показано на  рис. 1, б, при развале колес, ось переднего колеса наклонена и наружная часть шины при контакте с дорогой деформируется больше, т.е. наружный радиус качения шины получается меньше, чем внутренний. Передняя ось автомобиля как бы опирается на два вращающихся конуса, которые стремятся разъехаться в разные стороны (рис. 2, а).Чтобы компенсировать это, плоскости вращения колес нужно свести так, чтобы они были не параллельны, а образовывали некоторый угол (рис. 2, б), тогда не будет проскальзывания покрышек на дороге. Такое сведение колес называют схождением.

Рис. 2. Увод колеса в результате развала (а) и компенсация увода схождением (б).

Теперь понятно, что углы развала и схождения - параметры взаимосвязанные и угол схождения нужно устанавливать в зависимости от угла развала. Если угол развала равен нулю, то и схождение - ноль; развал отрицательный - должно быть отрицательное схождение, иначе будут «гореть» шины. Чем угол развала больше, тем больше угол увода колеса. При разных углах развала левого и правого колес, автомобиль будет уводить в сторону более положительного  развала колеса.

Рисунок 3Рис. 3. Увеличение развала при увеличении нагрузки (синий рисунок). Уменьшение развала при уменьшении нагрузки (оранжевый)

В последние годы все больше появляется автомобилей, у которых, во-первых, угол развала равен нулю или он отрицательный, а, во-вторых, при ходе сжатия подвески развал не увеличивается, как в подвеске «Жигулей»,  а остается неизменным или уменьшается. При этом шины способны воспринять большую боковую нагрузку.

 

 

А что происходит со схождением при увеличении нагрузки автомобиля? Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим на рулевую трапецию сзади. Если наружные наконечники боковых рулевых тяг расположены заметно ниже внутренних, то при нагрузке схождение увеличивается, но если на одном уровне или выше, то уменьшается.

Угол поперечного наклона оси поворотной стойки переднего колеса показан на рисунке 4.

Рисунок 4 аРисунок 4 б

 

На подвеске с двумя поперечными рычагами шаровые опоры конструктивно сложно разместить внутри колеса - мешает тормозной суппорт. В связи с этим, для уменьшения расстояния А недостаточно развала, а нужно еще наклонить на угол β ось поворота колеса. При этом расстояние А можно сделать достаточно малым, или равным нулю, или даже отрицательным. Угол β и называется углом поперечного наклона оси поворота колеса. Значения углов развала и поперечного наклона взаимосвязаны конструктивно: если на автомобиле развал установлен правильно, то поперечный наклон будет верным, если же развал неправилен, то это в равной мере относится и к углу поперечного наклона.

 

Плечо обкатки - 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 (рис 6,а), с наружной - отрицательное (рис 6, б).

Плечо обкатки имеет очень большое значение для поведения автомобиля на дороге.

Пример: автомобиль Жигули едет по асфальтированной дороге и вдруг съезжает правыми колесами на песчаную обочину. Рулевое колесо пытается вырваться из рук, машина резко скаканула вправо. Сопротивление качению резко увеличилось. Сила, отжимающая колесо назад благодаря положительному плечу обкатки, создает момент относительно оси поворота колеса на шаровых опорах, а момент создает силу на рулевой тяге, которая и передается на руль (рис. 5). Ничего подобного не произошло бы, если бы плечо обкатки было нулевым и, тем более, отрицательным.

Рис. 5. При положительном плече обкатки тормозная сила Ft вызывает сжатие поперечных тяг рулевой трапеции.

 

При отрицательном плече обкатки (рис. 6) сопротивление качению стремится отжать колесо в сторону большего схождения. В нашем примере не пришлось бы прилагать усилия к рулевому колесу, чтобы не вылететь с дороги: оно само бы повернулось влево. Таким образом, при увеличении сопротивления движению, с одной стороны, появляется момент от силы сопротивления и силы инерции, стремящийся развернуть автомобиль в сторону большего сопротивления, с другой - благодаря отрицательному углу обкатки колёса поворачиваются в противоположную сторону, компенсируя разворачивающий момент от силы инерции.

Рис. 6.

Положительное (а) и отрицательное (6) плечо обкатки:
А, Б —
центры шаровых шарниров передней подвески;
В —
точка пересечения условной оси поворота, с поверхностью дороги;

Г —
середина пятна контакта шины с дорогой.

Отрицательное плечо обкатки обеспечивает безопасность и при так называемой диагональной системе раздельного привода тормозов. Эта система, примененная на «Жигулях», самая простая и дешевая, но имеет существенный недостаток: при отказе одного контура тормозная сила на переднем колесе оказывается больше, чем па заднем, и автомобиль разворачивает в сторону заторможенного переднего колеса (рис. 7).

Рис. 7. При отказе одного контура тормозной системы при диагональной схеме гидравлического привода автомобиль разворачивает в сторону тормозящего переднего колеса, так как тормозная сила Fтп на нем больше, чем на заднем Fтз колесе: Fи сила инерции при торможении; К ширина колеи автомобиля; Ми момент силы инерции, разворачивающий автомобиль.

Благодаря отрицательному плечу обкатки поворот колеса в противоположную сторону помогает нейтрализовать занос автомобиля. При сравнительных испытаниях автомобилей с отрицательным и положительным плечами обкатки торможение проводилось при скорости 80 км/ч без блокировки колес с отпущенным рулевым колесом. Один из контуров диагональной системы тормозов был отключен. При этом автомобиль с положительным плечом обкатки
разворачивался на 140
...160°, а с отрицательным - всего на 15... 17°.

Отрицательное плечо обкатки делают небольшим: -10... - 2 мм. У «Жигулей» положительное плечо обкатки составляет 57 мм.

Но если отрицательный угол обкатки столь хорош, то почему его не применяют на всех автомобилях? Проведем эксперимент
возьмем велосипед и будем катить его вперед: чуть наклон влево, переднее колесо поворачивает влево, наклон вправо - переднее колесо поворачивается вправо. А теперь попробуем сделать то же самое, но катить велосипед будем задом. Он заваливается. Почему?

Весовая стабилизация передних колес.

Автомобиль с задними ведущими колесами представляет собой при разгоне потенциально неустойчивую систему, так как движущая сила приложена позади центра тяжести. Для компенсации этой неустойчивости передняя подвеска должна быть сконструирована таким образом, чтобы передние колеса сами возвращались в положение прямолинейного движения. Аавтомобили с передним приводом нуждаются в этом в меньшей степени. Если бы на передние колеса не действовал стабилизирующий момент, то достаточно было бы небольшого усилия на рулевом колесе для поворота, но колеса такого автомобиля не возвращались бы в исходное положение. Более того, если не держать руль, они могли бы самопроизвольно повернуться в любую сторону. Весовая, или статическая, стабилизация передних колес (т. е. обеспечение их возврата в направление прямолинейного движения) обеспечивается положительным плечом обкатки и углом поперечного наклона оси поворотной стойки переднего колеса (рис. 8).

Рис. 8. Весовая стабилизация: при повороте колеса нос автомобиля поднимается на величину H. Устойчивой - положение, когда точка О расположена на наибольшем удалении по вертикали от точки С, имеет место при положении колес «прямо».

При повороте колеса поднимается передок автомобиля, поэтому под действием веса колесо стремится занять положение прямолинейного движения.

Тогда получается, что при отрицательном угле обкатки весовой стабилизации нет? Нет, есть. Но для этого нужно увеличить угол поперечного наклона оси поворота и сместить колесо.

Динамическая стабилизация передних колес.

Для обеспечения стабильности движения, т. е. стремления автомобиля двигаться прямо, недостаточно только поперечного наклона оси поворотной стойки колеса, особенно на большой скорости. Связано это и с появлением дополнительного сопротивления качению и с гироскопическим эффектом, который может вызвать влияние колеса при действии возмущающей силы. Для большей стабильности вводят продольный наклон оси поворотной стойки колеса, благодаря которому точка пересечения оси поворота с поверхностью дороги смещена вперед относительно контакта шины с дорогой на величину С (рис. 9). Теперь колесо стремится занять положение позади точки пересечения оси колеса с дорогой, причем чем больше сила сопротивления качению, тем больший момент возвращает колесо в положение прямолинейного движения. Но этого мало. При таком смещении сила, действующая на колесо при повороте, также стремится выпрямить колесо.

Рис. 9. Динамическая стабилизация: под действием силы сопротивления качению Fr и сил в шарнирах и
Fb колесо стремится занять прямолинейное положение .

При неравенстве углов продольного наклона оси поворота левого и правого колес автомобиль будет тянуть в сторону колеса с меньшим углом продольного наклона оси.

Все сказанное справедливо для заднеприводного автомобиля. При переднем приводе задача сложнее: стабилизацию нужно обеспечить и при тяговом, и при тормозящем усилии на колесе. Положительный угол продольного наклона оси поворотной стойки колеса при разгоне дестабилизировал бы положение колеса. Поэтому на переднеприводных автомобилях или этот угол делают отрицательным, или смещают ось поворота относительно оси колеса назад, т. е. подвеска делается подобно колесам тележки из супермаркета, только колесо катится впереди и тянет за собой тележку.
 У переднеприводного автомобиля при нажатии на педаль акселератора руль активнее стремится занять положение прямолинейного движения. А велосипед, в отличие от автомобиля, не «хочет» ехать назад, так как у него момент от динамической стабилизации (наклон передней вилки) при пустом велосипеде больше момента весовой стабилизации (изгиб конца передней вилки). В автомобиле это недопустимо, иначе при заднем ходе рулевое колесо стремилось бы вывернуться.

 

Свои вопросы вы можете задать на ФОРУМЕ