U originalnoj verziji takvog ovjesa, koju je razvio sam MacPherson, kuglični zglob se nalazio na produžetku ose amortizera - dakle, osovina amortizera bila je i osovina upravljača kotača. Kasnije, na primjer kod Audija 80 i Volkswagen Passata prvih generacija, kuglični zglob je počeo da se pomjera prema van prema kotaču, što je omogućilo dobivanje manjih, pa čak i negativnih vrijednosti ramena za probijanje.
dakle, Scrub Radius- ovo je pravolinijsko rastojanje između tačke u kojoj se osovina upravljača točka seče sa površinom puta i središta kontaktne površine između točka i puta (u neopterećenom stanju vozila). Prilikom okretanja, kotač se "kotrlja" oko svoje ose rotacije duž ovog radijusa.
Može biti nula, pozitivna ili negativna (sva tri slučaja su prikazana na ilustraciji).
Decenijama, većina vozila koristi relativno velike pozitivne vrijednosti uhodavanja. To je omogućilo smanjenje napora na volanu prilikom parkiranja u odnosu na nultu kotrljajuću ruku (jer se točak kotrlja pri okretanju volana, a ne samo da se okreće na mjestu) i oslobodi prostor u motorni prostor zbog točkova koji se pomeraju "napolje".
Međutim, s vremenom je postalo jasno da pozitivno kotrljanje može biti opasno – na primjer, kada se kotači jedne strane sudare s dijelom strane ceste koji ima drugačiji koeficijent prianjanja od glavnog puta, kočnice s jedne strane pokvari, jedna od guma probuši ili volan počinje jako da se „trga“ iz ruku." Isti efekat se primećuje kod velikog pozitivnog roll-in ramena i pri vožnji preko bilo kakvih neravnina na putu, ali je rame i dalje dovoljno malo da tokom normalne vožnje ostaje jedva primetno.
Počevši od sedamdesetih i osamdesetih godina, kako su se brzine vozila povećavale, a posebno sa širenjem ovjesa tipa MacPherson, koji je to lako omogućio tehnička strana, masovno su se počeli pojavljivati automobili sa nultom ili čak negativnom polugom. Ovo nam omogućava da minimiziramo opasne efekte opisane gore.
Na primjer, na "klasičnim" modelima VAZ-a, na Nivi VAZ-2121 je bilo veliko i pozitivno rame, zahvaljujući kompaktnijem kočionom mehanizmu s plutajućom čeljustom, smanjeno je na gotovo nulu (24 mm); , a na porodici LADA Samara sa prednjim pogonom, roll-in ramena je postala uža negativa. Mercedes-Benz je generalno preferirao da na svojim modelima sa pogonom na stražnje kotače ima nultu rame.
Rame koje se kotrljaju određuju ne samo dizajn ovjesa, već i parametri kotača. Stoga, pri odabiru nefabričkih „diskova“ (prema terminologiji prihvaćenoj u tehničkoj literaturi, ovaj dio se naziva "točak" i sastoji se od centralnog dijela - disk i spoljašnji, na koji se nalazi guma - felge) za vozilo se moraju poštovati uputstva proizvođača. validni parametri, posebno ofset, budući da se prilikom ugradnje točkova sa pogrešno odabranim pomakom može u velikoj meri promeniti kotrljanje ramena, što veoma značajno utiče na upravljivost i bezbednost automobila, kao i na trajnost njegovih delova.
Na primjer, kada se ugrađuju kotači s nultim ili negativnim pomakom s pozitivnim pomakom koji je predviđen iz tvornice (na primjer, preširok), ravnina rotacije točka se pomiče prema van od osi rotacije točka koja se ne mijenja, a kotrljanje ruka može dobiti pretjerano veliku pozitivnu vrijednost - volan počinje da vam se "trga iz ruku" na svakoj neravnini na cesti, sila na njemu pri parkiranju prelazi sve dozvoljene vrijednosti (zbog povećanja poluge u odnosu na do standardnog dosega) i habanje ležajevi kotača i ostalih komponenti ovjesa značajno se povećava.
Zašto su nam potrebni uglovi nagiba, prstiju i kotača?
Ovjes bez uglova
Ako uopšte ne pravite uglove, točak tokom kompresije i odbijanja će ostati okomit na cestu, konstantno i pouzdan kontakt sa njom. Istina, strukturno je prilično teško kombinirati središnju ravninu rotacije kotača i njegovu os rotacije (u daljnjem tekstu govorimo o klasičnom ovjesu s dvostrukim ručicama automobil sa zadnjim pogonom, na primjer "Lada"), budući da oba kuglični zglobovi zajedno sa kočioni mehanizam Točkovi ne staju unutra. A ako je tako, onda se ravan i osa "divergiraju" za udaljenost A, koja se zove kotrljajuće rame (prilikom okretanja, točak se kotrlja oko ab ose). U pokretu, sila otpora kotrljanja nepokretnog točka stvara primjetan moment na ovom ramenu, koji se naglo mijenja prilikom vožnje preko neravnih površina. Kao rezultat toga, volan će vam se stalno kidati iz ruku.
U poprečnoj ravni, položaj točka karakteriziraju uglovi α (nagib) i β (nagib ose upravljanja)
Osim toga, morat ćete upotrijebiti mišićnu snagu da savladate ovaj najvažniji trenutak u zavoju. Dakle, pozitivno (u u ovom slučaju) poželjno je smanjiti kotrljanje ramena, ili ga čak svesti na nulu. Da biste to učinili, možete nagnuti os rotacije ab. Ovdje je važno ne pretjerati, kako pri kretanju prema gore, točak ne padne previše prema unutra.
Kotrljanje nagnutog točka podseća na kotrljanje konusa
U praksi to rade: blagim naginjanjem ose rotacije (β), željena vrednost se dobija naginjanjem ravni rotacije točka (α). Ugao osa je nagib. Pod ovim uglom točak leži na putu. Guma u području kontakta je deformisana.
Ispada da se automobil kreće kao na dva konusa, težeći da se kotrlja u stranu. Da bi se kompenzirao ovaj problem, ravnine rotacije kotača moraju se spojiti. Proces se naziva podešavanje prstiju. Oba parametra su usko povezana. Odnosno, ako je ugao nagiba jednak nuli, ne bi trebalo biti negativnog nagiba - potrebna je divergencija, inače će gume "izgorjeti". Ako automobil ima drugačiji nagib kotača, on će biti povučen prema točku sa većim nagibom.
Uz pozitivno kotrljanje ramena, okretanje točka je praćeno podizanjem prednjeg dijela tijela
Druga dva ugla obezbeđuju stabilizaciju upravljanih točkova – drugim rečima, teraju automobil da vozi ravno sa otpuštenim volanom. Bočni ugao nagiba ose upravljanja (β) odgovoran je za stabilizaciju težine. Lako je primijetiti da s ovom šemom (sl.) u trenutku kada kotač odstupi od „neutralnog“, prednji dio počinje da se diže. A pošto je težak, kada se volan otpusti pod uticajem gravitacije, sistem teži da zauzme početni položaj, što odgovara pravolinijskom kretanju. Istina, za to je potrebno zadržati to isto, iako malo, ali nepoželjno pozitivno kotrljanje ramena.
Kotač - ugao uzdužnog nagiba ose okretanja
Uzdužni ugao naginjanje upravljačke ose - kotač - daje dinamičku stabilizaciju. Njegov princip je jasan iz ponašanja točaka klavira - kada se kreće, teži da bude iza noge, odnosno da zauzme najstabilniji položaj. Da bi se postigao isti efekat u automobilu, tačka u kojoj osa upravljača seče površinu puta (c) mora biti ispred središta kontaktne površine točka (d). Da biste to učinili, os rotacije je nagnuta duž...
Ovako "radi" kotač
Sada, pri skretanju, bočne reakcije puta iza... (zahvaljujući kotaču!) pokušavaju vratiti točak na svoje mjesto.
Štoviše, ako je automobil podložan bočnoj sili koja nije povezana sa skretanjem (na primjer, vozite po nagibu ili po bočnom vjetru), tada kotač osigurava glatko okretanje mašinu „nizbrdo” ili „niz vetar” i sprečava je da se prevrne.
Pozitivna (a) i negativna (b) kotrljanja ramena
IN automobil sa prednjim pogonom sa ovjesom MacPherson situacija je potpuno drugačija. Ovaj dizajn omogućava da se dobije nulto, pa čak i negativno (sl. b) rame za kotrljanje - na kraju krajeva, samo oslonac jedne poluge treba biti "nabijen" unutar točka. Ugao nagiba (i, shodno tome, ugao prstiju) može se lako minimizirati. Tako je: VAZ-ovi "osme" porodice imaju nagib - 0°±30", prst - 0±1 mm. Pošto prednji točkovi sada vuku automobil, dinamička stabilizacija tokom ubrzanja nije potrebno - točak se više ne kotrlja iza noge, već ga vuče zajedno sa sobom. Mali (1°30") ugao uzdužnog nagiba ose upravljača je sačuvan radi stabilnosti tokom kočenja. Značajan doprinos "ispravnom" ponašanju automobila daje negativna kotrljajuća ruka - kao otpor kotrljanja točka povećava, automatski ispravlja putanju.
Uglovi za svaki model automobila određuju se nakon mnogih testova, usavršavanja i ponovnih testova. Na starom, dotrajalom automobilu, elastične deformacije ovjesa (prvenstveno gumenih elemenata) su mnogo veće nego na novom - kotači se primjetno razlikuju od mnogo manjih sila. Ali čim stanete, u statičnim uslovima svi uglovi se vraćaju na svoja mesta. Stoga je podešavanje labavog ovjesa gubljenje vremena. Prvo ga trebate popraviti.
Postoje i drugi načini da se ponište svi napori programera. Na primjer, dobro se pojebati nazad auto. Eto, kotač je promijenio znak i ostala su sjećanja iz dinamičke stabilizacije. A ako se tokom ubrzanja "sportista" još uvijek može nositi sa situacijom, onda kada kočenje u nuždi- jedva. A ako dodate nestandardne gume i felge sa drugačijim pomakom, onda je jednostavno nemoguće predvidjeti šta će se na kraju dogoditi.
Vozač vozi auto. Pred vama je prepreka. Usporava, ali kočnice "uzimaju" nešto drugačije. U većini slučajeva ova razlika je praktično neprimjetna. Ali na vrlo snažno kočenje(Sl. 1) automobil se baca u stranu, možda samo pola metra, ili proklizava i... nesreća. Često se javlja i zbog činjenice da pri kočenju točkovi jedne strane automobila završe na ledu, blatu ili vodi.
Šta je zajedničko ovim slučajevima? Općenito je da su upali točkovi sa desne i lijeve strane različitim uslovima silama otpora kretanju. I, naravno, ovi različiti uslovi „isprovocirali“ su proklizavanje ili spontano okretanje automobila, što vozač nije uvijek imao vremena da ispravi na vrijeme.
“Samoodbrana” od klizanja
Sve moderni modeli obavezno imati dva nezavisna kruga u hidrauličnom kočnom pogonu (vidi). Kako bi se osigurala efikasnost kočenja, a time i sigurnost, potrebno je da se kočnica barem jednog prednjeg točka aktivira u slučaju bilo kakvog kvara. Iz tog razloga, najjeftiniji i najjednostavniji sistem s dva kruga postao je široko rasprostranjen - dijagonalni krug odvojenog hidraulični pogon kočnice Ali prelazak na njega primorao je dizajnere da uključe "mjere samoodbrane" u geometrijske odnose parametara prednjeg ovjesa i upravljačkog pogona. Ova mjera je negativna poluga.
Nekoliko riječi o samom terminu. Ramena provale (Sl. 2) je rastojanje između tačke G kontakta gume sa cestom i tačke B. Označava raskrsnicu sa cestom produžetka zamišljene ose koja prolazi kroz centre gornjeg i donjeg kuglični zglobovi prednjeg ovjesa s dvostrukim prečkama. Ako se segment GW nalazi unutar kolosijeka vozila (slika 2a), smatra se pozitivnim. Ako zbog određene kombinacije veličina dijelova u prednjem ovjesu, dio glavnog ovjesa završi izvan staze, tada se trčanje rame r smatra negativnim (slika 2b).
Pogledajmo sada što se događa prilikom kočenja automobila s dijagonalnim odvojenim pogonskim krugom hidrauličke kočnice. Pretpostavimo da jedan od kola (npr serviser kočnica prednji desni i stražnji lijevi kotači) nisu uspjeli. Kada pritisnete pedalu, prednja lijeva i zadnja kočnica desni točak(Sl. 3). Na mjestima njihovog kontakta s cestom nastaju sile kočenja, Ftp i Ftz, respektivno.
Trenutak od inercijalne sile Fn primijenjene na težište CG automobila na ramenu jednakom polovini staze počeće da okreće automobil oko prednjeg lijevog točka. Samo će se u maloj mjeri neutralizirati do trenutka od sile Fts, okrećući automobil u suprotnom smjeru oko kočenog zadnjeg desnog točka. Razmotrimo odvojeno snagu Ftp-a. Značajno je veći od Ftz (zbog preraspodjele težina prianjanja pri kočenju), dakle, da bismo pojednostavili dijagram djelovanja sila, konvencionalno ćemo pretpostaviti da samo jedna koči prednji točak, a sila inercije okreće automobil oko njega. Ali ista situacija se javlja u bilo kojoj shemi, pa čak i ako je pogon potpuno operativan, ali prilikom kočenja, kotači jedne strane automobila udare u površinu s niskim koeficijentom prianjanja (led, snijeg, mokro) ili u slučaju puknuća gume na jednom od prednjih točkova tokom vožnje. Sačuvaj ovo datom pravcu veoma teško i ponekad nemoguće. Osim toga, ovdje upravljani kotači imaju tendenciju okretanja u smjeru u kojem se može ostvariti sila kočenja zbog većeg koeficijenta prianjanja, što naglo povećava zaokret vozila.
Okrenimo se Sl. 4. Prilikom kočenja, upravljač se rotira u odnosu na „pivot“, imaginarnu osu AB, pod dejstvom sile kočenja Ftp.
Napor upravljanja smanjen na skoro nulu
Sa tradicionalnim, pozitivnim kotrljajućim krakom (segment GV na slici 4a), nastaje moment Mm koji djeluje u istom smjeru kao i moment Mi, formiran inercijskom silom Fn na kraku jednakoj polovini staze.
Ako dizajniramo ovjes prednjih kotača tako da uhodna ruka ispadne negativna (segment VG na sl. 4b), tada je proizvod ove ruke na silu Ftp primijenjenu na tački kontakta G točka sa cestom će dati trenutak Mm koji djeluje u smjeru suprotnom od trenutka Mi , i neutralizirat će ga.
Prilikom uporednih ispitivanja automobila s negativnim i pozitivnim uhodnim ramenima, kočenje je izvršeno od početne brzine od 80 km/h u nedostatku blokiranja kotača i otpušten je volan. Jedan od krugova dijagonalnog pogonskog kruga je umjetno isključen. Za model sa pozitivnim ulomnim krakom, ugao rotacije u odnosu na prvobitni smer kretanja bio je 140-160° sa značajnim bočnim pomakom. A model s negativnom pokretnom rukom ugrađenom u dizajn imao je kut rotacije unutar 15-17°, odnosno praktički nije odstupio od izvorne putanje. Ovo je jasan dokaz nesumnjive prednosti negativnog naletnog ramena tokom asimetričnog kočenja automobila.
Posebno su zanimljivi u tom pogledu podaci dobijeni testom o količini sile ili obrtnog momenta koju vozač mora primijeniti na volan kako bi zadržao automobil na željenoj putanji pri kočenju. Okretni moment na volanu koji je potreban za to s pozitivnim polugom za lomljenje dostiže približno 130 kgf*cm, odnosno, s polumjerom volana od 20-25 cm, vozač mora primijeniti silu veću od 5-6 kgf . Na automobilu sa negativnim uhodnim ramenom, obrtni moment na volanu pod istim uslovima je zanemariv i fluktuira oko nule. Istovremeno, podešavanje putanje upravljanja ne uzrokuje nikakve poteškoće za vozača.
Proklizavanje pri kočenju – 10 puta manje
Tako pozitivan efekat negativno naletno rame, koje povećava sigurnost održavanjem ravne putanje pri kočenju ili kada se točkovi s jedne strane udare klizavo područje putevi.
Koliko može biti negativno rame za uletanje? Ako je njegova vrijednost prevelika, to može dovesti do pogoršanja stabilizacijskih svojstava upravljača, što će se morati nadoknaditi odgovarajućim povećanjem uzdužnog nagiba kralježnice. Ali takva "kompenzacija", zauzvrat, će povećati silu na volanu, što je nepoželjno. Stoga se za većinu automobila vrijednost negativnog uhodnog ramena kreće od 2 do 10 mm, a u ekstremnim slučajevima dostiže 18 mm (kao što je to učinjeno na Audiju 80). Druga krajnost su modeli sa rame za ugradnju jednaku nuli (Mercedes-Benz).
Ispravni uglovi poravnanja točkova su jedan od njih najvažniji faktori, osiguravajući normalnu upravljivost, stabilnost i stabilnost automobila tokom pravolinijskog kretanja i u krivinama. Optimalni parametri geometrije ovjesa za svaki model se postavljaju u fazi projektiranja. Navedeni uglovi poravnanja točkova su podložni promenama i zahtevaju periodično podešavanje zbog normalno habanje komponente i elementi šasije ili nakon popravke ovjesa.
Dodjela uglova poravnanja kotača
Ispravno podešena geometrija ovjesa omogućava automobilu da efikasnije percipira sile i momente koji nastaju u kontaktu točka sa površinom puta tokom različiti načini rada pokreta. Time se osigurava predvidljivo ponašanje automobila, a to su: stabilnost u pravoj liniji, stabilnost u zavojima, stabilizacija pri ubrzanju i kočenju. Također, zbog odsustva prevelikog otpora kotrljanja kotača, gume se troše ravnomjernije, što produžava njihov vijek trajanja.
Uglovi poravnanja točkova koje je odredio proizvođač su optimalni za konkretan auto i odgovaraju njegovoj namjeni i postavkama ovjesa. Međutim, ako je potrebno, dizajn predviđa mogućnost njihove promjene ili prilagođavanja. Broj parametara koji se mogu podesiti za svaki automobil je individualan.
Vrste osnovnih uglova za podešavanje točkova automobila
| Parametar | Auto osovina | Podesivi parametar | Na šta to utiče? |
|---|---|---|---|
| Camber Angle | Front Pozadi | Da (u zavisnosti od auta) | Stabilnost u krivinama Prerano trošenje gume |
| Ugao vrha točka (prsti prst) | Front Pozadi | Da | Pravolinijska stabilnost Prerano trošenje guma |
| Bočni ugao upravljanja (KPI) | Front | br | |
| Uzdužni ugao nagiba ose rotacije (Caster) | Front | Da (u zavisnosti od auta) | Stabilizacija vozila tokom vožnje |
| Ramena provala | Front | br | Stabilnost vozila pri kočenju Stabilizacija vozila tokom vožnje |
Nagib kotača
Nagib kotača camber) je ugao koji formiraju središnja ravnina točka i vertikala koja prolazi kroz tačku preseka srednje ravnine točka i potporne površine. Postoje pozitivni i negativni nagib:
- pozitivno (+) - kada je vrh točka nagnut prema van (udaljeno od karoserije automobila);
- negativan (-) - kada je vrh točka nagnut prema unutra (prema karoseriji automobila).
Pozitivan i negativni uglovi nagib kotača Strukturno, nagib je formiran položajem sklopa glavčine i pruža maksimalnu površinu kontaktne površine gume sa cestom. U slučaju dvostruke poluge nezavisna suspenzija položaj glavčine je određen gornjim i donjim poprečne kosti. B utiče na formiranje ugla nagiba donja ruka I podupirač amortizera.
Odstupanje vrijednosti ugla nagiba od norme utječe na automobil na sljedeći način.
- dobra stabilnost automobil u skretanjima;
- vuča točkova se pogoršava tokom pravolinijskog kretanja;
- povećano habanje unutra gume.
- dobro prianjanje kotači s cestom;
- stabilnost u krivinama se pogoršava;
- povećano trošenje vanjske strane gume.
Poravnanje točkova
Poravnanje točkova toe) - ugao između uzdužne ose automobila i ravnine rotacije točka. Može se definirati i kao razlika u razmacima između prednjih i stražnjih prirubnica felgi kotača (na slici je to vrijednost A minus B). Dakle, nožni prst se može mjeriti u stepenima ili milimetrima.
Poravnavanje točkova automobila Postoje totalna i pojedinačna konvergencija. Pojedinačni prst se računa posebno za svaki točak. Ovo je odstupanje ravnine njegove rotacije od uzdužne ose simetrije automobila. Ukupni nagib se izračunava kao zbir pojedinačnih uglova prstiju lijevog i desnog kotača jedne osovine. Ukupni toe-in u milimetrima određuje se na sličan način. Sa pozitivnim toe-in toe-in) točkovi su međusobno okrenuti prema unutra u smeru kretanja, sa negativnom vrednošću (eng. toe-out) – van.
Pozitivan i negativan prst kotača Odstupanje vrijednosti ugla prstiju od norme utiče na automobil na sljedeći način.
Previše negativnog ugla:
- povećano trošenje guma iznutra;
- akutna reakcija automobila na upravljanje.
Pozitivni ugao prevelik:
- održavanje putanje kretanja se pogoršava;
- povećano habanje guma spolja.
Poprečni ugao nagiba ose rotacije točka Poprečni ugao nagiba ose rotacije (eng. KPI) - ugao između ose rotacije točka i okomice na noseću površinu. Zahvaljujući ovom parametru, prilikom okretanja upravljanih kotača, karoserija automobila se podiže, zbog čega nastaju sile
pokušava da vrati točak u pravi položaj. Dakle, KPI ima značajan uticaj na stabilnost i stabilnost vozila pri pravolinijskoj vožnji. Razlika u uglovima bočnog nagiba desne i lijeve osovine može dovesti do toga da vozilo povuče u stranu sa velikim nagibom. Ovaj efekat se takođe može manifestovati kada drugi uglovi poravnanja točkova odgovaraju normalnim vrednostima.
Ugao zalivanja osovine točka
Uzdužni ugao nagiba ose rotacije Uzdužni ugao nagiba ose rotacije (eng. kotač - ugao između ose upravljanja točka i okomite na noseću površinu u uzdužnoj ravni automobila. Postoje pozitivni i negativni uglovi uzdužnog nagiba ose okretanja točka.
Pozitivni kotač doprinosi dodatnoj dinamičkoj stabilizaciji automobila pri srednjoj vožnji velika brzina. U isto vrijeme, upravljanje se pogoršava mala brzina.
Ramena provala
Pored navedenih parametara, još jedna karakteristika je od velike važnosti za prednju osovinu - trčanje ramena. To je razmak između točke koja se formira presjekom osi simetrije točka i potporne površine i točke presjeka linije poprečnog nagiba ose upravljača i potporne površine. Ramena kotrljanja je pozitivna ako tačka presjeka površine i ose rotacije točka leži desno od ose simetrije točka (nulto rame), a negativna ako se nalazi lijevo od nje. Ako se ove tačke poklapaju, tada je rame trčanja nula.
Vrijednost za rame Ovaj parametar utiče na stabilizaciju i upravljanje volanom. Optimalna vrijednost za modernih automobila je nulto ili pozitivno rame za trčanje. Znak uletnog ramena određen je nagibom, poprečnim nagibom ose okretanja točka i pomakom naplatka točka.
Proizvođači automobila ne preporučuju ugradnju diskovi na točkovima sa nestandardnim ofsetom, jer ovo može dovesti do promjene specificirane ruke za uhodavanje na negativnu vrijednost. Ovo može ozbiljno uticati na stabilnost i upravljivost vozila.
Promjena uglova poravnanja kotača i njihovo podešavanje
Uglovi poravnanja kotača podložni su promjenama zbog prirodnog habanja dijelova, kao i nakon njihove zamjene novima. Bez izuzetka, sve ankere i krajevi imaju navojni spoj, koji vam omogućava da povećate ili smanjite njihovu dužinu kako biste podesili uglove prstiju kotača. Konvergencija zadnji točkovi, kao i prednje, podesiva je na svim vrstama ovjesa, osim na stražnjoj zavisnoj gredi ili osovini.
Mikhailova beleška otkrila je neka pitanja u vezi sa podešavanjem uglova volana.
Zajedno ćemo pokušati da to shvatimo.
Camber(nagib)-- odražava orijentaciju točka u odnosu na vertikalu i definira se kao ugao između vertikale i ravnine rotacije točka.
F1 automobili imaju negativan nagib
Konvergencija(TOE) -- karakteriše orijentaciju točkova u odnosu na uzdužnu osu vozila.
Vjeruje se da utjecaj negativan nagib treba nadoknaditi negativnim shodom i obrnuto, zbog deformacije gume u kontaktnoj površini, „slomljeni“ točak se može predstaviti kao osnova konusa.
Slika pokazuje pozitivan nagib i pozitivan nožni prst.
Jedan od pozitivnih aspekata negativnog naginjanja je povećan odziv upravljača.
Osim nagiba i prsta, koji se mogu vidjeti okom, postoji još nekoliko parametara koji utiču na upravljivost automobila.
Rolling ramena- jedan od parametara koji utječe na osjetljivost upravljača. Zahvaljujući tome, volan "signalizira" kršenje jednakosti uzdužnih reakcija na upravljanim kotačima (neravne površine, neravnomjerna raspodjela sile kočenja između desnog i lijevog točka).
Pozitivna (a) i negativna (6) kotrljajuća ruka:
A, B - centri kugličnih zglobova prednjeg ovjesa;
B je tačka preseka konvencionalne ose, "pivot", sa površinom puta;
G - sredina kontaktne mrlje gume sa cestom.
Ramena koja se kotrlja ne utiče na lakoću upravljanja. U prisustvu kotrljajućeg ramena, uzdužne sile koje djeluju na upravljane kotače stvaraju momente koji imaju tendenciju da ih okrenu oko ose okretanja. Ali u slučaju jednakih sila na oba točka, momenti se ispostavljaju kao "ogledali", tj. jednakih i suprotnih smjerova. Uzajamno nadoknađujući jedni druge, ne utiču volan. Međutim, momenti opterećuju dijelove upravljačke poluge vlačnim ili tlačnim (ovisno o mjestu kotrljajuće ruke) silama.
(Negativan nagib povećava pozitivnu vrijednost kotrljajuće ruke)
Stabilizacija težine prednjih točkova.
Kada se točak okreće, prednji deo automobila se podiže, pa pod uticajem težine točak teži da zauzme položaj linearnog kretanja. Težina, odnosno statička stabilizacija prednjih točkova (tj. osiguravanje njihovog povratka u smjer pravolinijskog kretanja) je osigurana pozitivnim kotrljajućim krakom i kutom bočnog nagiba ose stupa upravljača.
Poprečni nagib rotacionog postolja.
SAI - ugao bočnog nagiba ose upravljanja (kako se bočni ugao smanjuje, efikasnost stabilizacije težine se smanjuje; prekomjerni nagib dovodi do pretjerane sile na volanu)
IA - uključen ugao (nepromijenjeni dizajnerski parametar automobila, određuje međusobnu orijentaciju osi upravljanja i osovine kotača)
γ - ugao nagiba točka
r - kotrljanje ramena (u ovom slučaju pozitivno)
rts - bočni pomak ose rotacije
Kod ovjesa s 2 karike, uključeni ugao je određen samo geometrijom osovine.
Mehanizam stabilizacije težine.
Kada se kotač okreće, njegova se osovina kreće duž luka kružnice čija je ravnina okomita na os rotacije. Ako je os vertikalna, klin se pomiče horizontalno. Ako je os nagnuta, putanja klina odstupa od horizontale.
Luk koji opisuje osovina ima vršni i silazni dio. Pozicija gornja tačka Luk je određen smjerom nagiba ose okretanja točka. Sa bočnim nagibom, vrh luka odgovara neutralnom položaju točka. To znači da kada kotač odstupi od neutralnog u bilo kojem smjeru, osovina (a s njom i točak) će težiti da padne ispod početne razine. Točak radi kao dizalica - podiže dio automobila koji se nalazi iznad njega. Na "dizalicu" se suprotstavlja sila koja direktno zavisi od niza parametara: težine podignutog dela automobila, ugla nagiba osovine, veličine njegovog bočnog pomaka i ugla rotacije točka. . Ona pokušava da sve vrati u prvobitni, stabilan položaj, tj. okrenite volan u neutralni položaj
Dinamička stabilizacija prednjih točkova.
Da bi se osigurala stabilnost kretanja, odnosno želja automobila da se kreće pravo, nije dovoljan samo poprečni nagib ose držača volana, posebno na velika brzina. To je zbog pojave dodatnog otpora kotrljanja i žiroskopskog efekta, koji može uzrokovati utjecaj točka pod djelovanjem ometajuće sile. Za veću stabilnost uvodi se uzdužni nagib upravljačke ose kotača, zbog čega se točka presjeka ose upravljanja s površinom ceste pomiče naprijed u odnosu na kontakt gume s cestom. Sada točak teži da zauzme položaj iza tačke preseka ose točka sa cestom, a što je veća sila otpora kotrljanja, veći trenutak vraća točak u položaj pravo. S takvim pomakom, sila koja djeluje na točak prilikom okretanja također ima tendenciju da ispravi točak.
Glavna funkcija kotača je brza (ili dinamička) stabilizacija volana automobila. Stabilizacija je u ovom slučaju sposobnost upravljanih kotača da se odupru odstupanju od neutralnog (što odgovara linearnom kretanju) položaja i automatski se vrati u njega nakon prestanka vanjskih sila koje su uzrokovale odstupanje.
Otklon upravljanih kotača može biti uzrokovan namjernim radnjama povezanim s promjenom smjera kretanja. U ovom slučaju, efekat stabilizacije pomaže pri izlasku iz krivine, automatski vraćajući točkove u neutralni položaj. Ali na ulazu u zavoj i na njegovom vrhu, "vozač", naprotiv, mora savladati "otpor" točkova, primenjujući određenu silu na volan. Reaktivna sila stvorena na volanu stvara ono što se zove povratna sprega upravljača.
Potreban doseg ose okretanja (naziva se stabilizator) najčešće se postiže naginjanjem u uzdužnom smjeru pod kutom, što se naziva kotač. Pri niskim vrijednostima kotača, stabilizirajuća ruka se pokazuje malom u odnosu na veličinu kotača, a krak uzdužne sile (otpor kotrljanja ili vuča) je potpuno zanemariv. Zbog toga nisu u stanju da stabilizuju masivni točak. "Guma dolazi u pomoć." U trenutku dejstva destabilizujućih bočnih sila u kontaktnoj površini točak automobila prilično snažne poprečne (lateralne) reakcije se generišu sa cestom, suprotstavljajući se smetnji. Nastaju zbog složeni procesi deformacija kotrljanja gume sa bočnim proklizavanjem.
Dodatne informacije o bočnom povlačenju, mehanizmu nastanka bočne reakcije i stabilizacijskom momentu date su u nastavku.
Kao rezultat povlačenja kotača pod utjecajem bočne sile (force pulling), rezultanta elementarnih bočnih reakcija uvijek se ispostavlja da je pomaknuta u smjeru kretanja od središta dodirne površine. To jest, moment stabilizacije djeluje na točak čak i kada se trag ose okretanja poklapa sa središtem kontaktne površine. Postavlja se pitanje: zašto vam je uopće potreban kotač? Činjenica je da moment stabilizacije (Mst) ovisi o različitim faktorima (dizajn gume i tlak u njoj, opterećenje kotača, prianjanje na cesti, veličina uzdužnih sila, itd.) i nije uvijek dovoljan za optimalnu stabilizaciju upravljanih kotača. U ovom slučaju, stabilizator se povećava za uzdužni nagib ose rotacije, tj. pozitivni bacač. Destabilizacijske sile koje djeluju na točak automobila u pokretu su uzrokovane iz raznih razloga, ali, po pravilu, imaju isti, inercijski karakter. Shodno tome, i bočne reakcije i stabilizacijski momenti rastu sa povećanjem brzine. Stoga se stabilizacija upravljanih kotača, kojoj točak daje značajan doprinos, naziva velikom brzinom. Sa povećanjem brzine, „upravlja“ ponašanjem upravljanih točkova. Pri malim brzinama, utjecaj ovog mehanizma postaje beznačajan ovdje radi stabilizacije težine, što je odgovorno za nagib ose okretanja kotača u poprečnom smjeru.
Podešavanje upravljačke ose sa pozitivnim kotačem korisno je ne samo za njihovu stabilizaciju. Pozitivni kotač eliminira opasnost od naglih promjena putanje.
Još jedna povoljna posljedica uzdužnog nagiba osovine upravljanja dovodi do značajne promjene nagiba upravljanih kotača prilikom njihovog okretanja.
Lakše je razumjeti mehanizam ovisnosti ako zamislimo hipotetičku situaciju u kojoj je os rotacije kotača horizontalna (kotač je 90°). U ovom slučaju, "okret" volana u potpunosti se pretvara u promjenu njegovog nagiba u odnosu na površinu puta, tj. kolaps Tendencija je da nagib vanjskog točka postaje negativniji tokom okretanja, a nagib unutrašnjeg točka postaje pozitivniji. Što je veći kotač, to više promjena uglovi nagiba u zavojima.
..................
Ispod je ispis postavki F1 automobila, Lotus E20
Izvori.
