Установка передних колес
Чтобы обеспечить легкость управления и устойчивость движения автомобиля, равномерный износ покрышек, передние колеса устанавливают под некоторыми углами (рис.1). Угол продольного наклона шкворня (угол α) выбирают таким, чтобы ось шкворня пересекала дорогу спереди на некотором расстоянии от центра пятна соприкосновения колеса с дорогой. Это создает стабилизирующий момент, который возвращает колеса в нейтральное положение во время случайного поворота руля при прямолинейном движении. На легковых автомобилях этот угол колеблется в диапазоне 0°±30°.
Рис.1. Схема установки передних колес:
α – угол продольного наклона шкворня;
β – угол развала колес;
δ – угол максимального поворота внутреннего колеса;
γ – угол поперечного наклона шкворня.
Стабилизации передних колес способствует также угол поперечного наклона γ. Благодаря поперечному наклону шкворня при повороте колес передняя часть автомобиля приподнимается и под действием силы тяжести возникает момент, когда колесо стремится повернуться в исходное положение.
Развал колес (β) – это наклон колеса наружу от продольной плоскости автомобиля. Развал колес и угол поперечного наклона шкворня (γ) уменьшают плечо поворота и, следовательно, облегчают поворот автомобиля. Угол развала не превышает 2°.
Схождение колес. При движении автомобиля передние (направляющие) колеса должны катиться параллельно друг другу без проскальзывания.
Схождение колес представляет собой разность расстояний между задней (Б) частью и передней (А) частью передних колес. Эта разность должна быть в пределах 1,0-3,0 мм δ – угол максимального поворота внутреннего колеса ближнего к центру поворота.
Регулировку развала колес желательно производить на специальном стенде, а при его отсутствии можно использовать горизонтальную площадку при поднятом передке автомобиля (рис.2). Для проверки угла развала, на ободе проверяемого колеса при помощи индикатора находим две точки равного бокового биения. Воображаемая прямая, соединяющая эти точки, должна находиться в вертикальной плоскости, проходящей через центр вращения колеса. Шнур отвеса должен находиться на уровне отмеченных точек. Угол развала определяется как разность между отрезками А и Б, которая должна быть равна 4-5 мм. Если эта величина не соответствует норме, то следует производить регулировку.
Рис.2. Проверка угла развала колес.
Для регулировки схождения колес автомобиль устанавливают на ровной горизонтальной площадке так, чтобы передние колеса занимали положение, соответствующее прямолинейному движению. Автомобиль должен быть разгруженным, а шины нормально накачены. Устанавливаем линейку между краями обода колес так, чтобы упоры линейки касались боковин покрышек, а контрольные цепочки – пола, и замечаем показания на линейке. Затем автомобиль медленно перекатывают вперед пока линейка не окажется сзади, а цепочки не коснутся пола. Регулировку производят изменением длины поперечных рулевых тяг.
Регулировка подшипников ступиц передних колес. В процессе эксплуатации автомобиля появляется осевая качка (люфт), которую нужно периодически устранять регулированием. Несвоевременная регулировка ведет к сокращению срока службы подшипников, иногда даже к срыву резьбы под гайками крепления подшипников колес.
Чтобы определить осевую качку колеса, его следует покачать в вертикальной плоскости. При обнаружении осевой качки ее нужно устранить. Для этого необходимо снять декоративный колпак, колпак ступицы и поднять колесо домкратом так, чтобы шины не касались земли, а под другие колеса установить клинья. Расшплинтовать и отвернуть регулировочную гайку на ½ оборота и проверить, свободно ли вращается колесо. Если оно вращается не свободно, устраняют неисправность и только после этого приступают к регулировке подшипников. С этой целью заворачивают гайку ключом (усилием одной руки) до тугого вращении колеса (при затягивании гайки колеса надо поворачивать гак, чтобы шарики или ролики подшипника заняли правильное положение в обоймах). Затем отворачивают гайку на 1/6 оборота так, чтобы отверстие под шплинтом совпало с прорезью гайки, и проверяют наличие люфта. Закончив регулировку, шплинтуют гайку, надевают колпак ступицы и декоративный колпак. Освобождают колесо от домкрата, и правильность регулировки проверяют на ходу. Проехав 10-15 км, проверяют рукой нагрев ступицы. Ощутимый нагрев указывает на чрезмерную затяжку подшипников. В таком случае гайку нужно отвернуть на одну прорезь. Для смазки подшипников ступиц передних колес применяется универсальная тугоплавкая водостойкая смазка 1•13 или смазка ЦИАТИМ-201. Смазку необходимо добавлять или заменять в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей. При смене смазки надо снять и разобрать ступицы и осмотреть их, предварительно промыв детали в керосине.
Снимать, ступицу следует аккуратно, чтобы не повредить сальники. Проверяя исправность подшипников, надо следить, чтобы их кольца не имели выкрашивания, царапин, рисок и других повреждений. На внутренних кольцах подшипников не должно быть круговых рисок, царапин и следов наволакивания металла на внутренней поверхности. Ролики (шарики) также не должны иметь выкрашиваний, царапин и рисок. Сепараторы должны удерживать ролики или шарики с малыми зазорами.
Устройство автомобильного колеса
Устройство автомобильного колеса:
1 — шина;
2 — обод;
3 — ступица
Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.
В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.
Неразборное колесо с глубоким ободом
Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.
Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.
Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.
Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.
Пример маркировки: 5J × 13H2 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и H2 — конструктивные особенности профиля обода;
ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.
Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса
Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.
Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.
Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.
Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.
Конструкция разборного обода грузового автомобиля:
1 — закраина;
2 — обод;
3 — разрезная часть обода;
М — ширина обода;
D — диаметр обода
Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.
Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):
1 — секторы колеса;
2 — ступица;
3 — крепление;
4 — шпилька;
5 — гайка
Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.
Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.
В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.
Устройство ходовой части
Установка управляемых колес
Управляемый мост может быть
не разрезным и разрезным.
Не разрезной мост состоит из
Для создания наименьшего сопротивления движению, уменьшения изнашивания шин и снижения расхода топлива управляемые колеса должны катиться в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля. С этой целью управляемые колеса устанавливают на автомобиле с развалом в вертикальной плоскости и со схождением в горизонтальной плоскости.
Углом развала управляемых колес называется угол, заключенный 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 необходим для того, чтобы обеспечить перпендикулярное расположение колес относительно поверхности дороги при деформации деталей моста под действием веса передней части автомобиля. Этот угол уменьшает плечо поворота — расстояние между точкой пересечения ния стабилизации управляемых колес оси шкворней наклонены в продольной и поперечной плоскостях.
Передний разрезной мост автомобилей ГАЗ-24-10 и ГАЗ-3102 «Волга» (с барабанными тормозными механизмами):
1 — стопорная шайба; 2 — ступица; 3 — поворотный кулак; 4— стойка; 5 — верхний рычаг; 6 — регулировочные прокладки;
7— продольная балка рамы; 8 — балка переднего моста; 9 — нижний рычаг; 10 — шкворень.
