Увод колеса и поворачиваемость автомобиля

При наличии достаточной силы сцепления между шиной и дорогой эластичное колесо, нагруженное поперечной силой, может катиться без скольжения под некоторым углом к своей средней продольной плоскости. Такое качение называется уводом колеса, а угол, образованный вектором скорости центра колеса с этой плоскостью, – углом увода колеса δ_ув.

Угол увода колеса можно определить по формуле:

(9.4)

где k_ув – коэффициент сопротивления уводу колеса, Н/рад, показывающий, какую по величине силу нужно приложить к колесу, чтобы оно катилось с углом увода, равным 1 рад.

Рисунок 9.2 – Качение эластичного колеса при отсутствии (а) и действии (б) боковой силы

Поворачиваемость – свойство автомобиля изменять направление движения без поворота управляемых колес. Основные причины поворачиваемости: увод колес, вызываемый эластичностью шин; поперечный крен кузова, связанный с эластичностью подвески автомобиля. В зависимости от соотношения углов увода передних и задних колес (мостов) автомобиль может иметь нейтральную, недостаточную и излишнюю поворачиваемость.

Нейтральная поворачиваемость характеризуется тем, что углы увода передних и задних колес равны (δ₁ = δ₂), и, следовательно, R_э = R. Однако траектории движения автомобиля с жесткими шинами не совпадает с траекторией движения автомобиля с эластичными шинами (рис. 9.3, а). В этом случае вследствие увода центр поворота находится не в точке О, как у автомобиля с жесткими шинами, а в месте пересечения перпендикуляров к векторам скоростей переднего и заднего мостов (точка О₁).

а

б

в

Рисунок 9.3 – Схемы движения автомобиля с различной степенью поворачиваемости: а – нейтральная; б – недостаточная; в – избыточная

Недостаточная поворачиваемость характеризуется тем, что угол увода передних колес больше, чем угол увода задних колес (δ₁ > δ₂), и R_э > R. Для движения автомобиля с недостаточной поворачиваемостью по траектории заданного радиуса управляемые колеса необходимо повернуть на больший угол, чем при жестких колесах (рис. 9.3, б). Следовательно, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью безопасен при движении на повороте, так как у него имеется некоторый резерв «подруливания».

Излишняя поворачиваемость характеризуется тем, что угол увода передних колес меньше, чем угол увода задних колес (δι δ₂ имеет отрицательное значение.

Для количественной оценки шинной поворачиваемости автомобиля применяют коэффициент поворачиваемости η_пов, равный:

(9.6)

При излишней поворачиваемости (η_пов > 1), при нейтральной – (η_пов = 1), а при недостаточной – (η_пов

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 7703 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Почему автомобиль уводит вправо (влево) и как это исправить?

Бывает так, что при езде по прямой на ровной дороге машину ведет в сторону, и она начинает уходить к обочине или на встречную полосу. Проблема возникает, как только водитель отпускает руль, даже на несколько секунд. Неопытный водитель может растеряться и утратить контроль над автомобилем. А если не обращать внимания на то, что авто уводит в сторону, то можно дождаться и аварии, поэтому проблему нужно решать оперативно.

До того как искать неисправность, нужно протестировать автомобиль на разных поверхностях. Бывает, что при значительном уклоне дороги к обочине машину уводит в сторону, даже если она полностью исправна. Если уклон на дороге идет к центру, автомобиль тянет влево, непосредственно к центру, а на поворотах ускорение пытается выдавить машину на обочину.

Поэтому тестировать автомобиль лучше при средней ходовой скорости на ровной дороге. При поломке во время отпускания руля автомобиль стабильно уводит с траектории в одну сторону. Во время тестирования отследите, поворачивается ли руль, когда машина меняет направление в сторону или он остается в неизменном положении.

Причины отклонения от прямолинейного движения

Чтобы машина придерживалась прямолинейной траектории при движении по ровной дороге, часто приходится подруливать, прилагая дополнительные усилия, что очень утомляет, снижая внимание, концентрацию и реакцию в нестандартных дорожных ситуациях. Чаще всего причины, по которым руль тянет в сторону, легко устраняются. Среди таких проблем встречаются:

1. Различное давление в шинах

Чтобы автомобиль оставался на прямой траектории, в колесах, расположенных на одной оси, должно быть одинаковое давление. При движении автомобиль будет тянуть на ту сторону, где давление в шинах меньше.

Устранить причины, по которым тянет руль, очень просто – достаточно следить за тем, чтобы разница в давлении между двумя колесами не превышала 0,5 атмосфер.

Проблема возникает и после сезонной замены шин, если они не новые. После смены резины машину тянет потому, что владелец может забыть, на каких колесах они стояли до замены.

Если в переднеприводном автомобиле на одну ось будет установлена одна шина с переднего колеса, а вторая с заднего, разбалансировки не избежать. Ее причина в том, что в таких машинах передние шины изнашиваются быстрее задних, в результате сцепление с дорогой на одной оси разное, и автомобиль тянет к обочине или центру дороги.

Поэтому при замене зимней или летней резины необходимо помечать, с какого колеса снята резина. Если причина в различном износе протекторов, нужно поменять колеса местами, при этом машину должно начать вести в противоположную сторону с той же интенсивностью. Чтобы исправить ситуацию, нужно ставить на одну ось шины с одинаковым давлением и с одинаковой изношенностью протектора.

2. Изношенность наконечника рулевой тяги

Если одна из тяг износилась или сломалась, то при отпускании руля машину тянет в ее сторону, иногда очень интенсивно. Неисправность определяется путем осмотра ходовой части автомобиля на подъемнике или в яме. В проблемной рулевой тяге появляется люфт, и она подлежит замене, после этого неисправность должна исчезнуть.

3. Изношенность резины

Если протектор истирается больше допустимой нормы, на покрышке появляются шишки или другие дефекты, то при разгоне тянет в сторону поврежденной покрышки. Решить проблему можно только заменой покрышек, причем сразу обеих на одной оси.

4. Износ подшипника ступицы

Определить неисправность можно на слух, поскольку при износе подшипника появляется характерное гудение, хруст, потрескивание, скрежет в районе колеса, где была установлена ступица. Колесо начинает вращаться с затруднением, повышается трение, что приводит к нагреву ступицы и авто начинает тянуть в сторону колеса с изношенным подшипником ступицы.

5. Нарушение развала-схождения колес

После ремонта подвески и просто после ее пробоя или сильного удара, проверьте и отрегулируйте развал-схождение. Первый признак, что это нужно сделать – уход с прямолинейной траектории после отпускания руля. В дальнейшем начинает неравномерно изнашиваться резина, появляются и другие проблемы.

6. Нарушение целостности кузова

При тестировании б/у автомобиля иногда можно убедиться в том, что, несмотря на исправность ходовой части и при нормальном состоянии резины, машину все равно уводит в сторону. Вероятнее всего, нарушена кузовная геометрия вследствие ДТП. От таких автомобилей лучше отказаться, поскольку исправить проблему будет очень дорого или вовсе невозможно.

7. Появление люфта рулевого управления

Это распространенная проблема, во всех моделях автомобилей допускается определенный допуск, который может достигать 10 градусов. Но уже при таком люфте можно убедиться, что автомобиль начинает уходить в сторону. Это означает, что рулевое управление нужно отремонтировать и отрегулировать, не забывая о развале-схождении.

Машину тянет в сторону при торможении

Если при торможении автомобиль уводит в сторону, то причина в неисправности тормозной системы. При заклинивании тормозных колодок их прижимает к барабану или диску.

Диагностируется проблема просто – достаточно проехаться на автомобиле в обычном режиме в течение 10 минут, периодически притормаживая, но не слишком резко, чтобы не перегревать тормоза.

После остановки нужно проверить, насколько нагрелись тормозные диски или барабаны. При этом нужно быть осторожным: если суппорта заклинило, колеса нагреваются очень сильно.

Чаще всего из строя выходит какое-то одно колесо, в его сторону и будет тянуть машину. Чтобы исправить положение, потребуется заменить суппорт и тормозные колодки, иногда требует замены изношенный тормозной диск.

При осмотре системы обращаем внимание на то, чтобы тормозные колодки были изношены равномерно, если это не так, их лучше заменить на новые.

Видео: Тянет Руль Влево или Вправо — 5 Возможных Причин

Почему тянет руль при нажатии на газ

Часто случается так, что при нажатии на газ автомобиль уводит в сторону. При этом зачастую наблюдается самопроизвольное проворачивание руля, что может создать аварийную ситуацию при старте на перекрестке или обгоне. Чтобы выяснить причины, по которым так происходит, требуется проверить:

1. Правильное давление в шинах, которое указывается в техническом паспорте автомобиля. Особенно опасно, когда разное давление в шинах колес, расположенных на одной оси автомобиля.
2. Правильность развала-схождения колес. Он может сбиться при ударе по подвеске на ухабах, что на наших дорогах не редкость, поэтому проверяйте эту настройку раз в полгода.
3. Проверка состояния резины. Даже новая резина после сильного удара может деформироваться. Об этом просигнализирует специфическое биение при движении. При установке новой резины ее нужно правильно сбалансировать, иначе это тоже приведет к тому, что руль будет тянуть в сторону.
4. Очень опасно, когда руль начинает тянуть в сторону из-за проблем с системой рулевого управления. Ездить на таком автомобиле нельзя, и его нужно срочно ремонтировать.

Другие причины отклонения машины

Мы рассмотрели самые распространенные, но далеко не все причины, по которым автомобиль отклоняется от прямолинейной траектории во время движения. Эта проблема может проявляться и из-за других поломок. Случается так, что колодки не полностью отходят от тормозного диска, в результате колесо начинает вращаться с большим усилием и авто изменяет курс в его сторону.

После серьезных ДТП деформируются кузов и рычаги ходовой части, тогда машину неизбежно будет тянуть влево или вправо. Если рычаги еще можно заменить на новые, то повреждения геометрии кузова очень трудно устранить и проблема окажется практически нерешаемой.

Сегодня большинство автомобилей оборудуется гидроусилителями руля. Чтобы сделать движение более безопасным, они настраиваются таким образом, чтобы машина плавно уходила в сторону обочины. Это делается для тех случаев, когда водитель засыпает за рулем или ему становится плохо. Если он не будет дергать за руль, автомобиль плавно съедет на обочину, а тряска может привести водителя в себя и он остановится, избежав ДТП.

Но машины, оборудованные гидро- или электроусилителями руля тоже входят в зону риска. Редко, но случается, что в движении этот узел выходит из строя, руль начинает вращаться с большим усилием. Это может стать причиной ухода автомобиля с прямой траектории.

Увод колес автомобиля.

Уводом колеса называется его свойство катиться под углом к плоскости своего вращения вследствие действия боковой силы.

Эластичное колесо (рисунок 2.8) при отсутствии боковой силы катится в плоскости своего вращения, а при действии боковой силы — под некоторым углом.

Угол δ_ув, образованный вектором скорости v_K колеса и плоскостью его качения, называется углом увода.

На рисунке 2.9 показана зависимость угла увода колеса от приложенной к нему поперечной силы. Кривая ОАБВ включает в себя следующие характерные участки: OA — увод колеса при отсутствии бокового скольжения шины (δ_ув= 4. 6°); АБ — увод с частичным боковым проскальзыванием шины; БВ— полное скольжение шины вбок при P_y = P_сц (δ_ув = 12…15°).

Рисунок 2.8. Качение эластичного колеса при отсутствии (а) и действии (б) боковой силы: А—В, А₁—В₁, А₂—В₂ —характерные точки колеса

Рисунок 2.9 Зависимость угла увода колеса от поперечной силы: А—В характерные точки кривой

Рисунок 2.10 Зависимости коэффициента сопротивления уводу колеса от вертикальной нагрузки на него и давления воздуха в шине: р_в1 – р_в3 — значения давления воздуха в шине

Угол увода колеса можно определить по формуле

где k_ув — коэффициент сопротивления уводу колеса.

Коэффициент сопротивления уводу колеса зависит от размеров и конструкции шины, давления воздуха в ней и вертикальной нагрузки на колесо. Так, при увеличении размеров шины и давления воздуха в ней коэффициент сопротивления уводу возрастает. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо он сначала растет, а затем уменьшается (рисунок 2.10). Для шин грузовых автомобилей и автобусов значения этого коэффициента составляют 30. 100кН/рад, а для шин легковых автомобилей 15. 40кН/рад. От значения коэффициента сопротивления уводу во многом зависит боковое скольжение колеса. Чем меньше этот коэффициент, тем раньше начинается боковое скольжение.

2)Для исследования процесса торможения удобно использовать уравнение тягового баланса.

При этом движущей силой будет сила инерции P_J, тяговая сила P_К равна нулю, а к силам сопротивления прибавится тормозная сила P_M. Уравнение движения автомобиля при торможении только тормозной системой примет вид:

Так как при торможении скорость автомобиля резко уменьшается, можно принять P_W = 0. Тогда:

Или с учетом выражений

При торможении с отключенным двигателем коэффициентом 6 учитывается кинетическая энергия только вращающихся масс колес. Поэтому δ = 1+δ₁ = 1,05.

Силы, действующие на автомобиль

Независимо от того, движется автомобиль, или он неподвижен, на него действует сила тяжести (вес), направленная отвесно вниз. Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равная ей и направленная вверх действует сила реакции дороги.

Равнодействующая этих сил размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. Чем ближе к одной или другой оси центр тяжести, тем большей будет нагрузка на эту ось. На груженых легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется поровну. Большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль.

Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы, одна из которых прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль.

Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.

Сила инерции движения – величина, которая состоит из силы, необходимой для ускорения движения, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля. Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги. Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги ведущих колес), то колеса пробуксовывают.

Сила сцепления с дорогой зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора. Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния: наличие влаги, грязи, снега, льда.

Коэффициент сцепления на сухой поверхности

Коэффициент сцепления на мокрой поверхности