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.

Рис. 10

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 180⁰, 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 5⁰...9⁰.

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 R_у1, приложенная в точке контакта колеса с дорогой, и боковая сила F_ц1, 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 3⁰...5⁰.

Рис. 11

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.

Рис.12

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.

Дата добавления: 2014-01-04