V původní verzi takového zavěšení, vyvinutém samotným MacPhersonem, byl kulový kloub umístěn na prodloužení osy vzpěry tlumiče - tedy osa vzpěry tlumiče byla zároveň osou řízení kola. Později, například u Audi 80 a Volkswagenu Passat prvních generací, se kulový čep začal posouvat směrem ven ke kolu, což umožnilo získat menší až záporné hodnoty záběhu.
Tím pádem, Radius drhnutí- je to přímá vzdálenost mezi bodem, ve kterém se osa řízení kola protíná s povrchem vozovky, a středem styčné plochy mezi kolem a vozovkou (v nezatíženém stavu vozidla). Při otáčení se kolo „točí“ kolem své osy otáčení po tomto poloměru.
Může být nula, kladná nebo záporná (na obrázku jsou znázorněny všechny tři případy).
Většina vozidel po desetiletí používala relativně velké kladné hodnoty záběhu. To umožnilo snížit námahu na volant při parkování ve srovnání s nulovým naklápěcím ramenem (protože se kolo při otáčení volantem odvaluje a neotáčí se jen na místě) a uvolnit místo v motorový prostor kvůli pohybu kol „ven“.
Postupem času se však ukázalo, že pozitivní odvalování krajnice může být nebezpečné – například když se kola jedné strany střetnou s částí krajnice vozovky, která má jiný koeficient adheze než hlavní silnice, brzdy na jedné straně selže, jedna z pneumatik se propíchne nebo se volant začne silně „trhat“ z ruky. Stejný efekt je pozorován u velkého pozitivního náklonu a při přejíždění jakýchkoli nerovností na silnici, ale rameno bylo stále dostatečně malé, takže při normální jízdě zůstává sotva patrné.
Počínaje sedmdesátými a osmdesátými lety, kdy se rychlost vozidla zvyšovala, a zejména s rozšířením odpružení typu MacPherson, které to snadno umožňovalo technickou stránku se začaly masově objevovat vozy s nulovým nebo dokonce negativním nájezdem. To nám umožňuje minimalizovat nebezpečné účinky popsané výše.
Například u „klasických“ modelů VAZ bylo naváděcí rameno velké a pozitivní na Niva VAZ-2121, díky kompaktnějšímu brzdovému mechanismu s plovoucím třmenem bylo sníženo téměř na nulu (24 mm). a u rodiny LADA Samara s pohonem předních kol se naklápěcí rameno zužovalo negativně. Mercedes-Benz obecně preferoval mít u svých modelů s pohonem zadních kol nulové vloupání.
Valivé rameno je určeno nejen konstrukcí odpružení, ale také parametry kola. Proto při výběru netovárních „disků“ (podle terminologie akceptované v odborné literatuře se tato část nazývá tzv. "kolo" a skládá se z centrální části - disk a vnější, na které je pneumatika usazena - ráfky) u vozidla je třeba dodržovat pokyny výrobce. platné parametry, zejména offset, protože při instalaci kol s nesprávně zvoleným offsetem se může valivé rameno výrazně změnit, což velmi výrazně ovlivňuje ovladatelnost a bezpečnost vozu, stejně jako životnost jeho částí.
Například při instalaci kol s nulovým nebo záporným přesazením s kladným přesazením poskytnutým z výroby (například příliš širokým) se rovina otáčení kola posune směrem ven od osy otáčení kola, která se nemění, a odvalování rameno může nabývat nadměrně velké kladné hodnoty - volant se vám začne „trhat z rukou“ při každém hrbolu na silnici, síla na něj při parkování překračuje všechny přípustné hodnoty (vzhledem k nárůstu ramene páky oproti na standardní dosah) a opotřebení ložiska kol a dalších komponent odpružení se výrazně zvyšuje.
Proč potřebujeme úhly odklonu, špičky a záklonu?
Odpružení bez rohů
Pokud nebudete dělat vůbec žádné úhly, kolo při stlačení a odrazu zůstane kolmo k vozovce, v konstantním a spolehlivý kontakt s ní. Je pravda, že je konstrukčně poměrně obtížné skloubit středovou rovinu otáčení kola a jeho osu otáčení (dále mluvíme o klasickém dvoulamenném zavěšení auto s pohonem zadních kol, například "Lada"), protože obojí Kulové klouby spolu s brzdový mechanismus Kola se dovnitř nevejdou. A pokud ano, pak se rovina a osa „rozcházejí“ o vzdálenost A, která se nazývá valivé rameno (při otáčení se kolo otáčí kolem osy ab). V pohybu vytváří síla valivého odporu nehnaného kola na tomto rameni znatelný moment, který se při jízdě po nerovném povrchu prudce mění. V důsledku toho se vám volant bude neustále trhat z rukou.
V příčné rovině je poloha kola charakterizována úhly α (odklon) a β (sklon osy řízení)
Navíc k překonání tohoto nejvýznamnějšího momentu v zatáčce budete muset použít svalovou sílu. Proto pozitivní (in v tomto případě) je žádoucí snížit valivé rameno, nebo dokonce snížit na nulu. Chcete-li to provést, můžete naklonit osu otáčení ab. Zde je důležité to nepřehánět, aby při pohybu nahoru kolo příliš nepadalo dovnitř.
Odvalování nakloněného kola připomíná odvalování kužele
V praxi to dělají takto: mírným nakloněním osy otáčení (β) získáme požadovanou hodnotu nakloněním roviny otáčení kola (α). Úhel vosy je camber. V tomto úhlu se kolo opírá o vozovku. Pneumatika v kontaktní oblasti je zdeformovaná.
Ukázalo se, že auto jede jako na dvou kuželech a má tendenci se přetáčet do stran. Aby se tento problém vyrovnal, musí být roviny otáčení kol spojeny. Tento proces se nazývá úprava špičky. Oba parametry jsou úzce propojeny. To znamená, že pokud je úhel odklonu nulový, neměla by být sbíhavost záporná - je vyžadována divergence, jinak se pneumatiky „spálí“. Pokud má vůz jiný odklon kola, bude tažen ke kolu s větším sklonem.
S pozitivním valivým ramenem je otáčení kola doprovázeno zvednutím přední části těla
Další dva úhly zajišťují stabilizaci řízených kol – jinými slovy nutí vůz jet rovně s puštěným volantem. Úhel bočního sklonu osy řízení (β) je zodpovědný za stabilizaci hmotnosti. Je snadné si všimnout, že s tímto schématem (obr.) v okamžiku, kdy se kolo vychýlí z „neutrálu“, přední část se začne zvedat. A protože váží hodně, při uvolnění volantu vlivem gravitace má systém tendenci zaujmout výchozí polohu odpovídající pohybu v přímém směru. Je pravda, že k tomu je nutné zachovat stejné, i když malé, ale nežádoucí kladné valivé rameno.
Caster - úhel podélného sklonu osy otáčení
Podélný úhel naklápění osy řízení - kolečko - poskytuje dynamickou stabilizaci. Jeho princip je zřejmý z chování kolečka piana – při pohybu má tendenci být za nohou, tedy zaujmout co nejstabilnější polohu. Pro dosažení stejného efektu u automobilu musí být bod, kde osa řízení protíná povrch vozovky (c), před středem kontaktní plochy kola (d). K tomu je osa otáčení nakloněna podél...
Takto „funguje“ sesilovač
Nyní se při zatáčení boční reakce vozovky za... (díky kolečkovi!) pokusí vrátit kolo na své místo.
Navíc, pokud je vůz vystaven boční síle, která není spojena s otáčením (například jedete ve svahu nebo při bočním větru), pak kolečko poskytuje hladký obrat stroj „z kopce“ nebo „po větru“ a zabraňuje jeho převrácení.
Kladná (a) a záporná (b) valivá ramena
V vůz s pohonem předních kol se zavěšením MacPherson je situace úplně jiná. Tato konstrukce umožňuje získat nulové a dokonce záporné (obr. b) odvalovací rameno - koneckonců pouze podpěru jedné páky je třeba „nacpat“ dovnitř kola. Úhel odklonu (a tedy úhel sbíhavosti) lze snadno minimalizovat. Je to tak: VAZy „osmé“ rodiny mají odklon - 0°±30", sbíhavost - 0±1 mm. Protože přední kola nyní táhnou vůz, dynamická stabilizace při akceleraci není potřeba - kolo se již nekutálí za nohou, ale táhne ji s sebou. Pro stabilitu při brzdění je zachován malý (1°30") úhel podélného sklonu osy řízení. Výrazný příspěvek ke „správnému“ chování vozu má negativní valivé rameno - jako valivý odpor kola zvyšuje, automaticky koriguje trajektorii.
Úhly pro každý model auta jsou určeny po mnoha testech, vylepšeních a opakovaných testech. Na starém opotřebovaném autě jsou elastické deformace odpružení (především pryžové prvky) mnohem větší než na novém - kola se znatelně rozcházejí z mnohem menších sil. Jakmile ale zastavíte, ve statických podmínkách jsou všechny rohy zpět na svém místě. Takže úprava uvolněného odpružení je ztráta času. Nejprve je třeba jej opravit.
Existují další způsoby, jak zrušit veškeré úsilí vývojářů. Například, dát dobrý kurva zadní auto. Hle, sesílač změnil znamení a vzpomínky na dynamickou stabilizaci zůstaly. A pokud se během zrychlení „sportovec“ stále dokáže vyrovnat se situací, pak kdy nouzové brzdění- stěží. A když k tomu přidáte nestandardní pneumatiky a kola s jiným offsetem, tak se prostě nedá předvídat, co se nakonec stane.
Řidič řídí auto. Před námi je překážka. Zpomaluje, ale brzdy „berou“ trochu jinak. Ve většině případů je tento rozdíl prakticky nepostřehnutelný. Ale velmi prudké brzdění(obr. 1) auto odhodí do strany, třeba jen půl metru, nebo dostane smyk a... nehoda. Často k němu také dochází kvůli tomu, že při brzdění končí kola jedné strany vozu na ledu, blátě nebo vodě.
Co mají tyto případy společného? Obecné je, že se do sebe dostala kola pravé a levé strany různé podmínky silami odporu vůči pohybu. A přirozeně tyto rozdílné podmínky „vyprovokovaly“ smyk či samovolné zatáčení vozu, které řidič nestihl vždy včas korigovat.
"Sebeobrana" proti smyku
Všechno moderní modely mít nutně dva nezávislé okruhy v pohonu hydraulické brzdy (viz). Aby byla zachována účinnost brzdění a tím i bezpečnost, je nutné, aby v případě jakékoli poruchy byla aktivována brzda alespoň jednoho předního kola. Z tohoto důvodu se rozšířil nejlevnější a nejjednodušší z dvouokruhových systémů - diagonální obvod samostatného hydraulický pohon brzdy Přechod na něj ale přinutil konstruktéry zahrnout „sebeobranná opatření“ do geometrických vztahů parametrů předního zavěšení a pohonu řízení. Toto opatření je negativní zaběhnutý pákový efekt.
Pár slov k samotnému termínu. Nájezdové rameno (obr. 2) je vzdálenost mezi bodem G kontaktu pneumatiky s vozovkou a bodem B. Označuje průsečík s vozovkou prodloužení pomyslné osy procházející středy horní a dolní kulové klouby předního zavěšení s dvojitým lichoběžníkem. Pokud se segment GW nachází uvnitř koleje vozidla (obr. 2a), je považován za pozitivní. Pokud v důsledku určité kombinace velikostí dílů v předním závěsu skončí úsek hlavního závěsu mimo dráhu, je průběžné rameno r považováno za negativní (obr. 2b).
Nyní se podívejme, co se stane při brzdění vozu s diagonálně odděleným okruhem pohonu hydraulické brzdy. Předpokládejme, že jeden z obvodů (řekněme opravář brzd přední pravé a zadní levé kolo) selhalo. Když sešlápnete pedál, přední levá a zadní brzda pravé kolo(obr. 3). V místech jejich styku s vozovkou vznikají brzdné síly Ftp, resp. Ftz.
Okamžik setrvačné síly Fn působící v těžišti těžiště vozu na rameni rovné polovině dráhy začne otáčet vůz kolem levého předního kola. Pouze v malé míře bude neutralizován momentem od síly Fts, otočením vozu do protisměru kolem brzděného pravého zadního kola. Podívejme se samostatně na sílu Ftp. Je výrazně větší než Ftz (kvůli přerozdělení adhezní hmotnost při brzdění), proto pro zjednodušení diagramu působení sil budeme konvenčně předpokládat, že brzdí pouze jedna přední kolo a síla setrvačnosti otočí auto kolem něj. Stejná situace ale nastává v jakémkoliv schématu a i když je pohon plně funkční, ale při brzdění narazí kola jedné strany vozu na povrch s nízkým koeficientem adheze (led, sníh, mokro) nebo v příp. prasknutí pneumatiky na jednom z předních kol během jízdy. Uložte si to daný směr velmi obtížné a někdy nemožné. Navíc zde mají řízená kola tendenci natáčet se ve směru, kde může být realizována brzdná síla díky vyššímu koeficientu adheze, čímž se prudce zvyšuje zatáčení vozidla.
Podívejme se na Obr. 4. Při brzdění se řízené kolo otáčí vzhledem k „otočnému čepu“, pomyslné ose AB, působením brzdné síly Ftp.
Síla řízení snížena téměř na nulu
U tradičního kladného valivého ramene (segment GV na obr. 4a) vzniká moment Mm, působící ve stejném směru jako moment Mi, tvořený setrvačná silou Fn na rameni rovnajícím se polovině dráhy.
Navrhneme-li zavěšení předních kol tak, že nájezdové rameno vyjde negativní (segment VG na obr. 4b), pak součin tohoto ramene silou Ftp působící v místě dotyku G kola se silnicí dá okamžik Mt působící ve směru opačném k okamžiku Mi a neutralizuje jej.
Při srovnávacích testech vozů s negativním a pozitivním nájezdem bylo brzděno z počáteční rychlosti 80 km/h bez blokování kol a volant byl uvolněn. Jeden z okruhů okruhu diagonálního pohonu byl uměle vypnut. U modelu s pozitivním nájezdovým ramenem byl úhel natočení vzhledem k původnímu směru pohybu 140-160° s výrazným bočním posunem. A model s negativním pojezdovým ramenem zabudovaným do konstrukce měl úhel natočení v rozmezí 15-17°, to znamená, že se prakticky neodchýlil od původní trajektorie. To je jasný důkaz nepochybné výhody negativního nájezdu při asymetrickém brzdění vozu.
Zvláště zajímavé jsou v tomto ohledu získané testovací údaje o velikosti síly či točivého momentu, kterou musí řidič vyvinout na volant, aby vůz při brzdění udržel na požadované trajektorii. Točivý moment na volantu, který je k tomu potřebný s pozitivním nájezdovým ramenem, dosahuje přibližně 130 kgf*cm, to znamená, že při poloměru volantu 20-25 cm musí řidič vyvinout sílu větší než 5-6 kgf . Na autě s negativním nájezdem je točivý moment na volantu za stejných podmínek zanedbatelný a kolísá kolem nuly. Nastavení trajektorie řízení přitom nezpůsobuje řidiči žádné potíže.
Smyk při brzdění – 10x méně
Takhle to je pozitivní efekt negativní nájezdové rameno, které zvyšuje bezpečnost udržováním přímé trajektorie při brzdění nebo při nárazu kol na jedné straně kluzká oblast silnice.
Jak velké může být záporné náběhové rameno? Pokud je jeho hodnota příliš velká, může to vést ke zhoršení stabilizačních vlastností řízení, které bude muset být kompenzováno odpovídajícím zvýšením podélného sklonu královského čepu. Ale taková „kompenzace“ zase zvýší sílu na volant, což je nežádoucí. Proto se u většiny vozů hodnota záporného nájezdu pohybuje od 2 do 10 mm, v extrémních případech dosahuje 18 mm (jako u Audi 80). Druhým extrémem jsou modely s nulovým nájezdovým ramenem (Mercedes-Benz).
Správné úhly seřízení kol jsou jedním z nich nejdůležitější faktory, zajišťující normální ovladatelnost, stabilitu a stabilitu vozu při přímém pohybu a v zatáčkách. Optimální parametry geometrie zavěšení pro každý model jsou nastaveny ve fázi návrhu. Uvedené úhly geometrie kol se mohou změnit a vyžadují pravidelné úpravy z důvodu normální oblečení a roztrhané komponenty a prvky podvozku nebo po opravě zavěšení.
Přiřazení úhlů seřízení kol
Správně vyladěná geometrie odpružení umožňuje vozu efektivněji vnímat síly a momenty, které vznikají na kontaktní ploše kola s povrchem vozovky během různé režimy pohyby. Tím je zajištěno předvídatelné chování vozu, a to: stabilita v přímém směru, stabilita v zatáčkách, stabilizace při akceleraci a brzdění. Také díky absenci nadměrného valivého odporu kol se pneumatiky opotřebovávají rovnoměrněji, což zvyšuje jejich životnost.
Úhly seřízení kol udávané výrobcem jsou optimální pro konkrétní auto a odpovídají jeho účelu a nastavení odpružení. V případě potřeby však konstrukce počítá s možností jejich změny nebo úpravy. Počet parametrů, které lze u každého vozu upravit, je individuální.
Typy základních úhlů geometrie kol automobilů
| Parametr | Náprava auta | Nastavitelný parametr | Co to ovlivňuje? |
|---|---|---|---|
| Úhel sklonu | Přední Zadní | Ano (v závislosti na autě) | Stabilita v zatáčkách Předčasné opotřebení pneumatiky |
| Úhel sbíhavosti kola (špička) | Přední Zadní | Ano | Přímá stabilita Předčasné opotřebení pneumatik |
| Boční úhel řízení (KPI) | Přední | Ne | |
| Podélný úhel sklonu osy otáčení (Caster) | Přední | Ano (v závislosti na autě) | Stabilizace vozidla za jízdy |
| Vloupání přes rameno | Přední | Ne | Stabilita vozidla při brzdění Stabilizace vozidla za jízdy |
Odklon kola
Odklon kola převýšení) je úhel, který svírá střední rovina kola a svislice procházející průsečíkem střední roviny kola a nosné plochy. Existují pozitivní a negativní odklony:
- kladné (+) - když je horní část kola nakloněna směrem ven (směrem od karoserie);
- negativní (-) - když je horní část kola nakloněna dovnitř (směrem ke karoserii vozu).
Pozitivní a negativní úhly odklon kol Konstrukčně je prohnutí tvořeno polohou sestavy náboje a poskytuje maximální plochu kontaktní plochy pneumatiky s vozovkou. V případě dvojité páky nezávislé zavěšení poloha náboje je určena horním a dolním příčná ramena. B ovlivňuje tvorbu úhlu odklonu spodní rameno A vzpěra tlumiče.
Odchylka hodnot úhlu odklonu od normy ovlivňuje vůz následujícím způsobem.
- dobrá stabilita auto v zatáčkách;
- trakce kol se zhoršuje při přímém pohybu;
- zvýšené opotřebení uvnitř pneumatiky.
- dobrý úchop kola se silnicí;
- stabilita v zatáčkách se zhoršuje;
- zvýšené opotřebení vnější strany pneumatiky.
Seřízení kol
Seřízení kol prst) - úhel mezi podélnou osou vozu a rovinou otáčení kola. Lze také definovat jako rozdíl ve vzdálenostech mezi přední a zadní přírubou ráfků kol (na obrázku je to hodnota A mínus B). Takže špička může být měřena ve stupních nebo milimetrech.
Vyrovnání kol automobilu Existuje celková a individuální konvergence. Individuální sbíhavost se počítá zvlášť pro každé kolo. Jedná se o odchylku roviny jeho rotace od podélné osy souměrnosti vozu. Celková sbíhavost se vypočítá jako součet jednotlivých úhlů sbíhavosti levého a pravého kola jedné nápravy. Obdobně se stanoví celková sbíhavost v milimetrech. S pozitivní sbíhavostí sbíhavost) kola jsou vzájemně natočena dovnitř ve směru pohybu se zápornou hodnotou (angl. špička) - ven.
Pozitivní a negativní sbíhavost kola Odchylka hodnot úhlu sbíhavosti od normy ovlivňuje vůz následujícím způsobem.
Záporný úhel je příliš velký:
- zvýšené opotřebení pneumatik na vnitřní straně;
- akutní reakce vozu na řízení.
Příliš velký kladný úhel:
- udržení trajektorie pohybu se zhoršuje;
- zvýšené opotřebení pneumatik na vnější straně.
Příčný úhel sklonu osy otáčení kola Příčný úhel sklonu osy otáčení (angl. KPI) - úhel mezi osou otáčení kola a kolmicí k nosné ploše. Díky tomuto parametru se při otáčení řízených kol zvedá karoserie vozu, v důsledku čehož vznikají síly
snaží vrátit kolo do rovné polohy. KPI má tedy významný vliv na stabilitu a stabilitu vozidla při jízdě v přímém směru. Rozdíl v úhlech bočního náklonu pravé a levé nápravy může vést k tažení vozidla do strany s velkým náklonem. Tento efekt se může projevit i tehdy, když ostatní úhly souběhu kol odpovídají normálním hodnotám.
Úhel odhozu osy kola
Podélný úhel sklonu osy otáčení Podélný úhel sklonu osy otáčení (angl. sesilatel -úhel mezi osou řízení kola a kolmicí k nosné ploše v podélné rovině vozu. Existují kladné a záporné úhly podélného sklonu osy otáčení kola.
Pozitivní kolečko přispívá k dodatečné dynamické stabilizaci vozidla při jízdě na střední a vysoká rychlost. Současně se zhoršuje řízení nízká rychlost.
Vloupání přes rameno
Kromě výše uvedených parametrů má pro přední nápravu velký význam ještě jedna charakteristika - průběžné rameno. Jedná se o vzdálenost mezi bodem tvořeným průsečíkem osy souměrnosti kola a opěrné plochy a průsečíkem přímky příčného sklonu osy řízení a opěrné plochy. Valivé rameno je kladné, pokud průsečík plochy a osy otáčení kola leží vpravo od osy symetrie kola (nulové rameno), a záporné, pokud je umístěno vlevo od ní. Pokud se tyto body shodují, je běžecké rameno nulové.
Hodnota záběhového ramene Tento parametr ovlivňuje stabilizaci a řízení kola. Optimální hodnota pro moderní auta je nulové nebo kladné běžecké rameno. Znak nájezdového ramene je určen odklonem, příčným sklonem osy otáčení kola a přesazením ráfku kola.
Výrobci automobilů nedoporučují instalaci disky kol s nestandardním offsetem, protože to může vést ke změně specifikovaného záběhového ramene na zápornou hodnotu. To může vážně ovlivnit stabilitu a ovladatelnost vozidla.
Změna úhlů seřízení kol a jejich seřízení
Úhly geometrie kol podléhají změnám v důsledku přirozeného opotřebení dílů a také po jejich výměně za nové. Bez výjimky mají všechny spojovací tyče a konce závitové připojení, která umožňuje zvětšit nebo zmenšit jejich délku pro nastavení úhlů sbíhavosti kol. Konvergence zadní kola, stejně jako přední, je nastavitelný na všech typech zavěšení, s výjimkou zadního závislého nosníku nebo nápravy.
Michailova poznámka odhalila některé otázky týkající se nastavení úhlů volantu.
Společně se pokusíme na to přijít.
Převýšení(camber) – odráží orientaci kola vzhledem k vertikále a je definován jako úhel mezi vertikálou a rovinou rotace kola.
Vozy F1 mají negativní odklon
Konvergence(TOE) --charakterizuje orientaci kol vzhledem k podélné ose vozidla.
Předpokládá se, že vliv negativní odklon je nutné kompenzovat zápornou sbíhavostí a naopak, v důsledku deformace pneumatiky v kontaktní ploše může být „rozbité“ kolo reprezentováno jako základ kužele.
Na obrázku je pozitivní odklon a kladná špička.
Jedním z pozitivních aspektů negativní sbíhavosti je zvýšená odezva řízení.
Kromě odklonu a sbíhavosti, které lze vidět okem, existuje několik dalších parametrů, které ovlivňují ovladatelnost vozu.
Rolovací rameno- jeden z parametrů, který ovlivňuje citlivost řízení. Díky němu volant „signalizuje“ porušení rovnosti podélných reakcí na řízených kolech (nerovný povrch, nerovnoměrné rozložení brzdných sil mezi pravé a levé kolo).
Kladné (a) a záporné (6) valivé rameno:
A, B - středy kulových kloubů předního zavěšení;
B je průsečík konvenční osy, „otočného bodu“ s povrchem vozovky;
G - střed kontaktní plochy pneumatiky s vozovkou.
Valivé rameno neovlivňuje snadnost řízení. V přítomnosti valivého ramene vytvářejí podélné síly působící na řízená kola momenty, které mají tendenci je otáčet kolem osy otáčení. Ale v případě stejných sil na obou kolech se momenty ukážou jako „zrcadlové“, tzn. stejné a opačné směry. Vzájemně se kompenzují, neovlivňují volant. Momenty však zatěžují části táhla řízení tahovými nebo tlakovými (v závislosti na umístění valivého ramene) silami.
(Negativní odklon zvyšuje kladnou hodnotu valivého ramene)
Stabilizace hmotnosti předních kol.
Při otáčení kola se přední část vozu zvedá, takže pod vlivem hmotnosti má kolo tendenci zaujmout polohu lineárního pohybu. Hmotnostní neboli statická stabilizace předních kol (tedy zajištění jejich návratu do směru přímočarého pohybu) je zajištěna kladným odvalovacím ramenem a úhlem bočního sklonu osy sloupku řízení.
Příčný sklon otočného stojanu.
SAI - úhel bočního sklonu osy řízení (se zmenšujícím se bočním úhlem klesá účinnost stabilizace hmotnosti; přílišný náklon vede k nadměrné síle na volant)
IA - zahrnutý úhel (nezměněný konstrukční parametr vozu, určuje vzájemnou orientaci osy řízení a osy kola)
γ - úhel odklonu kola
r - rolovací rameno (v tomto případě pozitivní)
rts - boční posunutí osy otáčení
U 2prvkového zavěšení je sevřený úhel určen pouze geometrií nápravy.
Mechanismus stabilizace hmotnosti.
Při otáčení kola se jeho osa pohybuje po oblouku kružnice, jejíž rovina je kolmá k ose otáčení. Pokud je osa svislá, čep se pohybuje vodorovně. Pokud je osa nakloněna, dráha čepu se odchyluje od horizontály.
Oblouk, který náprava popisuje, má vrchol a klesající úseky. Pozice vrcholový bod Oblouk je určen směrem sklonu osy otáčení kola. Při bočním náklonu odpovídá vrchol oblouku neutrální poloze kola. To znamená, že když se kolo vychýlí z neutrálu v jakémkoli směru, náprava (a s ní i kolo) bude mít tendenci klesat pod počáteční úroveň. Kolo funguje jako zvedák – zvedá část vozu umístěnou nad ním. Na „zvedák“ působí síla, která přímo závisí na řadě parametrů: hmotnosti zvednuté části vozu, úhlu sklonu nápravy, velikosti jejího bočního posunutí a úhlu natočení kola. . Snaží se vše vrátit do původní, stabilní polohy, tzn. otočte volant do neutrální polohy
Dynamická stabilizace předních kol.
K zajištění stability pohybu, tedy touhy vozu pohybovat se rovně, nestačí pouze příčný sklon osy vzpěry volantu, zejména na vysoká rychlost. To je způsobeno vznikem dodatečného valivého odporu a gyroskopického efektu, který může způsobit ovlivnění kola působením rušivé síly. Pro větší stabilitu je zaveden podélný sklon osy řízení kola, díky kterému je průsečík osy řízení s vozovkou posunut vpřed vzhledem ke kontaktu pneumatiky s vozovkou. Nyní má kolo tendenci zaujmout polohu za průsečíkem osy kola s vozovkou, a čím větší je síla valivého odporu, větší točivý moment vrátí kolo do přímé polohy. Při takovém posunutí má síla působící na kolo při zatáčení také tendenci kolo narovnat.
Hlavní funkcí kolečka je vysokorychlostní (nebo dynamická) stabilizace volantů vozu. Stabilizace je v tomto případě schopnost řízených kol odolávat vychýlení z neutrální (odpovídající lineárnímu pohybu) polohy a automaticky se do ní vrátit po odeznění vnějších sil, které odchylku způsobily.
Vychýlení řízených kol může být způsobeno záměrným jednáním spojeným se změnou směru pohybu. V tomto případě pomáhá při výjezdu ze zatáčky stabilizační efekt, který automaticky vrátí kola do neutrálu. Ale na vjezdu do zatáčky a na jejím vrcholu musí „řidič“ naopak překonat „odpor“ kol a vyvinout určitou sílu na volant. Reaktivní síla generovaná na volantu vytváří to, co se nazývá zpětná vazba řízení.
Potřebný dosah osy otáčení (říká se jí stabilizační rameno) získáme nejčastěji jejím nakloněním v podélném směru pod úhlem, který se nazývá kolečko. Při nízkých hodnotách pojezdu se stabilizační rameno ukazuje jako malé v poměru k velikosti kola a rameno podélné síly (valivý odpor nebo trakce) je zcela zanedbatelné. Proto nejsou schopny masivní kolo stabilizovat. "Na záchranu přichází guma." V okamžiku působení destabilizujících bočních sil v kontaktní ploše kolo auta S vozovkou jsou generovány poměrně silné příčné (boční) reakce, které působí proti rušení. Vznikají kvůli složité procesy deformace odvalování pneumatiky s bočním prokluzem.
Další informace o bočním tahu, mechanismu vzniku boční reakce a stabilizačním momentu jsou uvedeny níže.
V důsledku odtažení kola vlivem boční síly (silového tahu) se výslednice elementárních bočních reakcí vždy ze středu dotykové plochy posune zpět ve směru jízdy. To znamená, že stabilizační moment působí na kolo i tehdy, když se stopa osy otáčení shoduje se středem kontaktní plochy. Nabízí se otázka: proč vůbec potřebujete slévač? Stabilizační moment (Mst) totiž závisí na různých faktorech (konstrukce pneumatiky a tlak v ní, zatížení kola, přilnavost vozovky, velikost podélných sil atd.) a ne vždy je dostatečný pro optimální stabilizaci řízených kol. V tomto případě je stabilizační rameno zvětšeno o podélný sklon osy otáčení, tzn. pozitivní sesílatel. Destabilizující síly působící na kolo jedoucího auta jsou způsobeny o z různých důvodů, ale zpravidla mají stejný, setrvačný charakter. V souladu s tím se s rostoucí rychlostí zvyšují jak boční reakce, tak stabilizační momenty. Stabilizace řízených kol, ke které významně přispívá kolečka, se proto nazývá vysokorychlostní. S rostoucí rychlostí „řídí“ chování řízených kol. V nízkých rychlostech se vliv tohoto mechanismu stává nevýznamným, funguje zde stabilizace hmotnosti, která je zodpovědná za náklon osy otáčení kola v příčném směru.
Nastavení osy řízení pomocí kladek je užitečné nejen pro jejich stabilizaci. Pozitivní sesílač eliminuje nebezpečí náhlých změn trajektorie.
Další příznivý důsledek podélného sklonu osy řízení vede k výrazné změně odklonu řízených kol při jejich natáčení.
Mechanismus závislosti snáze pochopíme, když si představíme hypotetickou situaci, kdy je osa rotace kola vodorovná (kolečko je 90°). V tomto případě se „otočení“ řízeného kola zcela promění ve změnu jeho sklonu vůči povrchu vozovky, tzn. kolaps Tendence je, že odklon vnějšího kola se během zatáčení stává zápornějším a odklon vnitřního kola se stává pozitivnějším. Čím větší je kolo, tím více změnúhly odklonu v zatáčkách.
..................
Níže je výtisk nastavení vozu F1, Lotus E20
Prameny.
