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):
В результате уменьшается момент, необходимый для поворота управляемых колес, и, следовательно, облегчается поворот автомобиля. Угол развала обеспечивается конструкцией управляемого моста путем наклона поворотного кулака на 0—2° В процессе эксплуатации угол развала колес изменяется главным образом из-за износа втулок шкворней поворотных кулаков, подшипников ступицы колес и деформации балки переднего моста. При наличии угла развала колес колесо стремится катиться в сторону от автомобиля по дуге вокруг точки пересечения продолжения его оси с плоскостью дороги. Так как управляемые колеса связаны жесткой балкой моста, то качение колес по расходящимся дугам сопровождалось бы боковым скольжением. Для устранения этого явления колеса устанавливают со схождением, т. е. не параллельно, а под некоторым углом к продольной оси автомобиля. Угол схождения управляемых колес определяется разностью расстояний между колесами, которые замеряют сзади и спереди по краям ободьев на высоте оси колес. Угол расхождения колес у разных автомобилей от 0°20′ до Г, а разность расстояний между колесами сзади и спереди 2—12 мм. В процессе эксплуатации углы схождения колес могут изменяться из-за из-носа втулок шкворней поворотных кулаков, шарнирных соединении рулевой трапеции и деформации ее рычагов. Регулировку угла схождения колес производят изменением длины поперечной рулевой тяги. Установка управляемых колес с одновременным развалом и схождением обеспечивает их прямолинейное качение по дороге без бокового скольжения. Каждому углу развала должен соответствовать определенный угол схождения колес, при котором сила сопротивления движению, расход топлива и износ шин будут минимальными. Обычно оптимальный угол схождения управляемых колес составляет 15—20 % от угла их развала.
Установка управляемых колес, установка передних колес и шкворней поворотных кулаков:
а и б — углы наклона шкворня в поперечной и продольной плоскостях соответственно; в — угол развала колес; г — схождение колес; А и Б — расстояние между колесами, замеряемые соответственно сзади и спереди по краям ободьев на уровне оси колеса; а — угол развала колес; у — продольный наклон шкворня; в — поперечный наклон шкворня; с — расстояние между точкой пересечения продолжения оси шкворня и точкой касания колеса с плоскостью дороги; h — расстояние, на которое опускается колесо из-за наклона шкворня вбок при повороте на 180°; R — центробежная сила; R1,R2,R3, R4 — реакции дороги .
Стабилизация управляемых колес. Развал и схождение управляемых колес
Стабилизация управляемых колес.
При движении автомобиля на управляемые колеса всегда действуют силы, стремящиеся отклонить их от заданного положения. В силу наличия зазоров и податливости деталей рулевого управления колеса отклоняются даже при фиксированном положении рулевого механизма.
Это может явиться одной из причин неустойчивого движения автомобиля.
Устойчивость прямолинейного движения автомобиля обеспечивается стабилизацией управляемых колес.
Стабилизация управляемых колес — это свойство управляемых колес сохранять нейтральное положение (занимаемое ими при прямолинейном движении) и автоматически в него возвращается после прекращения действия возмущающей силы.
Стабилизация управляемых колес повышает безопасность движения и облегчает воителю управление автомобилем.
Стабилизация управляемых колес достигается за счет установки шкворней с наклоном в поперечной и продольной плоскостях с стабилизирующего момента эластичных шин при их качении с боковым уводом.
Стабилизация управляемых колес за счет поперечного наклона шкворней.
Угол поперечного наклона шкворня — это угол между осью шкворня и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси машины.
Оси шкворней управляемых колес устанавливают в поперечной плоскости под некоторым углом s к вертикали. Поэтому при повороте управляемых колес происходит подъем передней части автомобиля.
Если бы была возможность повернуть колесо на угол 180 0 , то точка контакта колеса с дорогой должна была бы переместится по дуге АВ радиуса и расстояние h ниже опорной поверхности.
Так как в действительности этого произойти не может, то поворот колеса вызовет подъем части автомобиля, связанной с управляемыми колесами, на эту величину.
Стабилизирующий момент моста за счет поперечного наклона шкворней правого и левого колес может быть определен из выражения:
(3)
где G — часть веса автомобиля, приходящаяся на мост;
r — радиус поворота колеса относительно оси шкворня;
— средний угол поворота управляемых колес.
Поперечный наклон шкворней обеспечивает стабилизацию управляемых колес, как при неподвижном автомобиле, так и при его движении. Кроме того, он уменьшает плечо обкатки в, что способствует уменьшению момента сопротивления повороту управляемых колес и снижению динамических нагрузок в рулевом управлении при наезде колеса на неровности.
Значения углов поперечного наклона шкворней военных колесных машин составляют 5 0 . 9 0 .
Стабилизация управляемых колес за счет продольного наклона шкворней.
Угол продольного наклона шкворня — это угол между осью шкворня и вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси автомобиля.
Шкворни управляемых колес устанавливаются в продольной плоскости под углом g к вертикали (наклонены назад). В следствии наклона шкворня боковая реакция Rу1, приложенная в точке контакта колеса с дорогой, и боковая сила Fц1 , приложенная к центру колеса, создают на плече а момент, стремящийся повернуть колесо в направлении, указанном стрелкой (т.е. возвратить колеса в нейтральное положение — положение прямолинейного движения ).
Схема стабилизации управляемых колес за счет продольного наклона шкворней
Стабилизирующий момент, возникающий вследствие продольного наклона шкворней, для управляемого моста определяется по формуле:
(4)
где — динамический радиус колеса.
При малой скорости движения стабилизирующий момент незначителен и сильно возрастает при увеличении скорости.
Значения углов продольного наклона шкворней современных полноприводных автомобилей составляют 3 0 . 5 0 .
Стабилизация управляемых колес за счет эластичности шин
На стабилизацию управляемых колес значительное влияние оказывает эластичность шин. Чем выше эластичность шин, тем больший стабилизирующий момент она вызывает.
При исследовании бокового увода эластичного колеса было установлено, что при действии на него боковой силы точка приложения равнодействующей боковых реакций смещается назад на расстояние e. При этом, как видно из рис. 12а возрастает стабилизирующий момент, т.к. увеличивается плечо а ¢ силы .
Схема стабилизации управляемых колес за счет продольного наклона шкворня и эластичности шин
Суммарный стабилизирующий момент моста за счет продольного наклона шкворней и эластичности шин определяется из выражения:
(5)
Стабилизирующий момент за счет эластичности шин, как и момент, обусловленный наклоном шкворня в продольной плоскости, проявляется при высоких скоростях движения.
Таким образом, стабилизация управляемых колес обеспечивается за счет продольного и поперечного наклона шкворней и за счет эластичности шин.
Сохранению устойчивости прямолинейного движения также способствуют:
— развал и схождение управляемых колес;
— статическая и динамическая балансировка колес;
— согласование кинематики рулевого привода и подвески.
Развал и схождение управляемых колес
Если управляемые колеса при движении вращаются в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля, то они испытывают наименьшее сопротивление качению, а, следовательно, и обуславливают минимальный расход топлива на преодоление этого сопротивления. Одновременно снижается и износ шин.
Однако, у некоторых автомобилей такого качения можно достигнуть лишь при наличии развала управляемых колес в вертикальной плоскости и их схождения в горизонтальной плоскости.
Угол развала управляемых колес — это угол между плоскостью вращения колеса и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Схождение — управляемое колесо
Схождение управляемых колес — разность расстояний А и Б ( рис. 17.4, в), которые замеряют по внутренним поверхностям боковин шин в средней плоскости спереди и сзади каждого колеса. Разность расстояний может колебаться в пределах 2 — 10 мм. Схождение зависит от углов развала и наклона шкворня колес. При эксплуатации автомобилей все эти углы, а также схождение управляемых колес тщательно регулируют. Установка колес с правильным развалом и схождением обеспечивает прямолинейное качение, что непосредственно влияет на срок службы шин и расход топлива. [1]
Схождение управляемых колес автомобиля средней грузоподъемности изменяется от минус 5 до плюс 12 мм, что в два с лишним раза превышает нормативные значения. Углы развала управляемых колес изменяются от плюс 2 до минус 2 5, что также в два с лишним раза превышает нормативные значения. [2]
Угол схождения управляемых колес ( рис. 71, б) определяют разницей расстояний между их горизонтальными диаметрами в передней и задней частях колес. Схождение колес обеспечивает их параллельное качение при наличии развала, зазоров в шкворнях, тягах и подшипниках. Угол схождения колес устанавливают изменением длины поперечной рулевой тяги. [3]
В процессе эксплуатации тракторов регулируют в основном только схождение управляемых колес путем изменения длины поперечной тяги рулевой трапеции. [5]
Для уменьшения напряженности в контакте управляемых колес с дорогой углу развала должно соответствовать оптимальное схождение колес ( А — Б), которое регулируется поперечной рулевой тягой. Исследования показали, что оптимальный угол схождения управляемых колес составляет в среднем 15 — 20 % от угла развала в зависимости от типа шин и других конструктивных факторов. [7]
Для комплексного диагностирования автомобиля по параметрам тягово-экономических, тормозных и ходовых свойств существуют диагностические комплексы ( станции диагностирования), представляющие собой комбинацию описанных выше стендов. В основу комбинированного стенда ( рис. 6.38) положен тормозной инерционный стенд с беговыми барабанами, дополненный приводным балансирным электродвигателем и роликом для измерения схождения управляемых колес по боковым силам. [9]
При этом должно быть правильно подобрано соотношение между углами развала и схождения. Каждому углу развала соответствует определенный угол схождения, при котором сопротивление движению, расход топлива и изнашивание шин будут минимальными. Обычно оптимальный угол схождения управляемых колес составляет в среднем 15 — 20 % угла их развала. Однако в процессе эксплуатации управляемые колеса часто устанавливают со схождением несколько большим, чем требуется для компенсации их развала. Это вызвано тем, что у колес вследствие наличия зазоров и упругости рулевого привода может появиться отрицательное схождение. В результате даже при положительном их развале возрастает сопротивление движению и ускоряется изнашивание шин. [10]
Схождение колес проверяют раздвижной линейкой. При проверке необходимо точно измерить расстояния А и Б между ободьями колес сзади и спереди на высоте центра колес. По разности значений А и Б определяют схождение колес. Схождение управляемых колес регулируют изменением длины поперечной рулевой тяги. [11]
Установка управляемых колес с одновременным развалом и схождением обеспечивает их прямолинейное качение по дороге без бокового скольжения. При этом должно быть правильно подобрано соотношение между углами развала и схождения. Каждому углу развала соответствует определенный угол схождения, при котором сопротивление движению, расход топлива и износ шин будут минимальными. Обычно оптимальный угол схождения управляемых колес составляет в среднем 15 — 20 % от угла их развала. Это вызвано тем, что у колес вследствие наличия зазоров и упругости рулевого привода может появиться отрицательное схождение. В результате даже при положительном их развале возрастают сопротивление движению и износ шин. [12]
Схождение управляемых колес — разность расстояний А и Б ( рис. 17.4, в), которые замеряют по внутренним поверхностям боковин шин в средней плоскости спереди и сзади каждого колеса. Разность расстояний может колебаться в пределах 2 — 10 мм. Схождение зависит от углов развала и наклона шкворня колес. При эксплуатации автомобилей все эти углы, а также схождение управляемых колес тщательно регулируют. Установка колес с правильным развалом и схождением обеспечивает прямолинейное качение, что непосредственно влияет на срок службы шин и расход топлива. [13]
и расстояние h ниже опорной поверхности.
(3)
— средний угол поворота управляемых колес.
(4)
— динамический радиус колеса.
смещается назад на расстояние e. При этом, как видно из рис. 12а возрастает стабилизирующий момент, т.к. увеличивается плечо а ¢ силы 
(5)
