W oryginalnej wersji takiego zawieszenia, opracowanej przez samego MacPhersona, przegub kulowy znajdował się na przedłużeniu osi amortyzatora – oś amortyzatora była więc jednocześnie osią obrotu koła. Później np. w Audi 80 i Volkswagenie Passacie pierwszych generacji zaczęto przesuwać przegub kulowy na zewnątrz koła, co pozwoliło uzyskać mniejsze, a nawet ujemne wartości barku docierania.
Zatem, pobocze dotarcia (promień szorowania) to odległość w linii prostej między punktem, w którym oś obrotu koła przecina się z jezdnią, a środkiem powierzchni styku koła z drogą (gdy pojazd nie jest obciążony). Podczas skręcania koło „toczy się” wokół osi swojego obrotu wzdłuż tego promienia.
Może być zerowa, dodatnia lub ujemna (wszystkie trzy przypadki są pokazane na ilustracji).
Przez dziesięciolecia większość pojazdów stosowała stosunkowo dużą dodatnią dźwignię przewrócenia. Pozwoliło to zmniejszyć wysiłek na kierownicy podczas parkowania w porównaniu do zerowego barku docierania (ponieważ kierownica toczy się przy kręceniu kierownicą, a nie tylko obraca się w miejscu) i zwalnia miejsce w komora silnika z powodu usunięcia kół „na zewnątrz”.
Jednak z biegiem czasu stało się jasne, że dodatnie pobocze może być niebezpieczne — na przykład, gdy koła jednej strony uderzają w odcinek krawężnika, który ma inny współczynnik tarcia niż główna droga, hamulce po jednej stronie zawodzą, jedna z opon jest przebita lub kierownica nie jest wyregulowana. Ten sam efekt obserwuje się przy dużym dodatnim poboczu docierającym i podczas pokonywania wszelkich nierówności na drodze, ale pobocze nadal było na tyle małe, że pozostawało dyskretne podczas normalnej jazdy.
Począwszy od lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych wraz ze wzrostem prędkości pojazdów, a w szczególności wraz z upowszechnieniem się zawieszenia typu MacPherson, które z łatwością pozwala na to przy strona techniczna, samochody zaczęły pojawiać się masowo z zerowym lub nawet ujemnym poboczem docierania. Pozwala to zminimalizować opisane powyżej niebezpieczne skutki.
Na przykład w „klasycznych” modelach VAZ ramię docierające było duże dodatnie, w Niva VAZ-2121, dzięki bardziej kompaktowemu mechanizmowi hamulcowemu z pływającym zaciskiem, zostało zredukowane prawie do zera (24 mm), aw rodzinie LADA Samara z napędem na przednie koła ramię docierające stało się węższe i ujemne. Mercedes-Benz ogólnie wolał mieć zerowe ramię w swoich modelach z napędem na tylne koła.
Bark toczenia jest determinowany nie tylko konstrukcją zawieszenia, ale także parametrami kół. Dlatego przy wyborze niefabrycznych „dysków” (zgodnie z terminologią przyjętą w literaturze technicznej ta część nazywa się "koło" i składa się z centralnej części - dysk i zewnętrzną, na której siedzi opona - felgi) dla pojazdu, należy przestrzegać zaleceń producenta. prawidłowe parametry, zwłaszcza offsetu, ponieważ przy montażu kół z niewłaściwie dobranym offsetem bark może się diametralnie zmienić, co ma bardzo istotny wpływ na prowadzenie i bezpieczeństwo pojazdu, a także na trwałość jego części.
Na przykład podczas montażu kół z zerowym lub ujemnym przesunięciem z dodatnim (na przykład zbyt szerokim) przesunięciem dostarczonym fabrycznie, płaszczyzna obrotu koła przesuwa się na zewnątrz od osi obrotu koła, która nie zmienia się w w tym samym czasie, a dotarcie pobocza może nabrać niepotrzebnie dużej wartości dodatniej - kierownica zaczyna „wyrywać się z ręki” na każdym wyboju na drodze, wysiłek na nią przy parkowaniu przekracza wszelkie dopuszczalne wartości( ze względu na zwiększenie ramienia dźwigni w porównaniu ze standardowym odejściem) i zużycie łożyska kół i innych elementów zawieszenia znacznie wzrasta.
Dlaczego potrzebujemy kątów camber, toe i caster?
Zawieszka bez rogów
Jeśli w ogóle nie wykonuje się zakrętów, koło pozostanie prostopadłe do drogi podczas kompresji i odbicia, w stałym i niezawodny kontakt z nią. To prawda, że \u200b\u200bkonstrukcyjnie dość trudno jest połączyć środkową płaszczyznę obrotu koła i oś jego obrotu (dalej mówimy o klasycznym dwudźwigniowym zawieszeniu samochód z napędem na tylne koła, na przykład „Zhiguli”), ponieważ oba przeguby kulowe w połączeniu z mechanizm hamulca koła nie mieszczą się w środku. A jeśli tak, to płaszczyzna i oś „rozchodzą się” na odległość A, zwaną toczącym się ramieniem (podczas skrętu koło toczy się wokół osi ab). W ruchu siła oporu toczenia koła nienapędzającego tworzy namacalny moment na tym ramieniu, który zmienia się gwałtownie podczas pokonywania nierówności. W rezultacie kierownica będzie ciągle wyrywać się z rąk.
W płaszczyźnie poprzecznej położenie koła charakteryzują kąty α (pochylenie) i β (oś pochylenia)
Dodatkowo siła mięśniowa będzie musiała pokonać ten bardzo znaczny moment w zakręcie. Dlatego pozytywne (w ta sprawa) pożądane jest zmniejszenie barku toczenia, a nawet całkowite zmniejszenie go do zera. Aby to zrobić, możesz przechylić oś obrotu ab. Ważne jest, aby nie przesadzić tutaj, aby jadąc w górę, koło nie wpadało zbytnio do środka.
Toczenie pochylonego koła przypomina toczenie stożka
W praktyce robią to tak: poprzez lekkie przechylenie osi obrotu (β), pożądaną wartość uzyskuje się poprzez przechylenie płaszczyzny obrotu koła (α). Kątem os jest upadek. Pod tym kątem koło spoczywa na drodze. Opona w strefie kontaktu jest zdeformowana.
Okazuje się, że samochód porusza się jak na dwóch stożkach, z tendencją do toczenia się na boki. Aby zrekompensować ten problem, należy połączyć płaszczyzny obrotu kół. Proces ten nazywa się dostosowaniem konwergencji. Oba parametry są ze sobą ściśle powiązane. Oznacza to, że jeśli kąt pochylenia wynosi zero, nie powinno być zbieżności, ujemnej - wymagana jest rozbieżność, w przeciwnym razie opony „spłoną”. Jeśli camber jest ustawiony inaczej w aucie, będzie on ściągany w kierunku koła z dużym nachyleniem.
Przy dodatnim ramieniu docierającym, obracaniu koła towarzyszy uniesienie przedniej części nadwozia
Pozostałe dwa kąty stabilizują kierowane koła - innymi słowy sprawiają, że samochód jedzie prosto przy puszczonej kierownicy. Za stabilizację masy odpowiada kąt nachylenia poprzecznego osi obrotu (β). Łatwo zauważyć, że przy tym schemacie (ryc.) w momencie, gdy koło odchyla się od „neutralnego”, przód zaczyna się podnosić. A ponieważ dużo waży, po puszczeniu kierownicy pod wpływem grawitacji system ma tendencję do przyjmowania pierwotnej pozycji, odpowiadającej ruchowi w linii prostej. To prawda, że \u200b\u200bw tym celu konieczne jest utrzymanie tego samego, choć małego, ale niepożądanego dodatniego ramienia toczenia.
Caster - kąt nachylenia
Kąt podłużny pochylana oś obrotu - kółka - daje dynamiczną stabilizację. Jego zasada jest jasna z zachowania koła fortepianu - w ruchu ma tendencję do bycia za nogą, czyli do zajmowania najbardziej stabilnej pozycji. Aby uzyskać ten sam efekt w samochodzie, punkt przecięcia punktu obrotu z nawierzchnią drogi (c) musi znajdować się przed środkiem powierzchni styku koła z drogą (d). Aby to zrobić, oś obrotu i pochylenia wzdłuż ...
Tak działa Caster
Teraz podczas pokonywania zakrętów, boczne reakcje drogi stosowane z tyłu... (dzięki kółku!) spróbuj ustawić koło z powrotem na swoim miejscu.
Co więcej, jeśli na samochód działa siła boczna, która nie jest związana z zakrętem (na przykład jedziesz po zboczu lub przy bocznym wietrze), to kółko zapewnia przypadkowe zwolnienie kierownicy płynny obrót maszynę „z góry” lub „pod wiatr” i zapobiega jej przewróceniu.
Dodatnie (a) i ujemne (b) barki docierania
W samochód z napędem na przednią oś z zawieszeniem MacPherson sytuacja jest zupełnie inna. Taka konstrukcja pozwala uzyskać zerowe, a nawet ujemne (rys. b) ramię toczenia - w końcu wystarczy „wcisnąć” do wnętrza koła podporę pojedynczej dźwigni. Kąt załamania (i odpowiednio zbieżności) jest łatwy do zminimalizowania. Tak jest: VAZ z „ósmej” rodziny mają pochylenie 0 ° ± 30 ", zbieżność 0 ± 1 mm. Ponieważ przednie koła ciągną teraz samochód, dynamiczna stabilizacja podczas przyspieszania nie jest wymagane - koło nie toczy się już za nogą, ale ciągnie ją za sobą. Niewielki (1°30") kąt nachylenia wzdłużnego osi obrotu jest zachowany dla stabilności podczas hamowania. Znaczący wkład w "poprawne" zachowanie samochodu ma ujemne dotarcie barku - przy rosnących oporach toczenia koła automatycznie koryguje tor jazdy.
Kąty dla każdego modelu samochodu są ustalane po wielu testach, pracach wykończeniowych i ponownych testach. W starym, wysłużonym aucie odkształcenia sprężyste zawieszenia (przede wszystkim elementów gumowych) są znacznie większe niż w nowym - koła rozchodzą się zauważalnie przy dużo mniejszych siłach. Ale warto się zatrzymać, ponieważ w statyce wszystkie rogi znów są na swoim miejscu. Tak więc regulacja luźnego zawieszenia to strata czasu. Najpierw musisz go naprawić.
Możesz zniweczyć wszystkie wysiłki programistów na inne sposoby. Na przykład weź dobry kęs z powrotem samochód. Patrzysz - rzucający zmienił swój znak, a dynamiczna stabilizacja pozostawiła wspomnienia. A jeśli podczas przyspieszania „sportowiec” nadal radzi sobie z sytuacją, to z hamowanie awaryjne- ledwie. A jeśli dodasz niestandardowe opony i koła z innym przesunięciem, po prostu niemożliwe jest przewidzenie, co się stanie na końcu.
Kierowca prowadzi samochód. Przed nami przeszkoda. Spowalnia, ale hamulce „biorą” trochę inaczej. W większości przypadków różnica ta jest praktycznie pomijalna. Ale w bardzo twarde hamowanie(Rys. 1) samochód rzuca w bok, może tylko pół metra, albo wpada w poślizg i… wypadek. Często zdarza się to również z powodu tego, że podczas hamowania koła jednej strony samochodu znalazły się na lodzie, błocie lub wodzie.
Co łączy te przypadki? Częstą rzeczą jest to, że koła prawej i lewej strony dostały się różne warunki na siły oporu ruchu. I oczywiście te różne warunki „sprowokowały” poślizg lub spontaniczny skręt samochodu, którego kierowca nie zawsze miał czas skorygować na czas.
„Samoobrona” przed poślizgiem
Wszystko nowoczesne modele koniecznie mieć dwa niezależne obwody w hydraulicznym napędzie hamulca (patrz). W celu zagwarantowania skuteczności hamowania, a co za tym idzie bezpieczeństwa, konieczne jest hamowanie co najmniej jednego koła przedniego w przypadku jakiejkolwiek awarii. Z tego powodu najtańszy i najprostszy z obwodów podwójnych - schemat ukośny oddzielny napęd hydrauliczny hamulce. Ale przejście do niego zmusiło projektantów do zastosowania „środków samoobrony” w geometrycznych stosunkach parametrów przedniego zawieszenia i przekładni kierowniczej. Tą miarą jest ujemne ramię docierające.
Kilka słów o samym pojęciu. Bark docierający (rys. 2) to odległość między punktem G kontaktu opony z drogą a punktem B. Oznacza przecięcie z drogą kontynuacji wyimaginowanej osi przechodzącej przez środki górnej i dolnej przeguby kulowe dwudźwigniowego przedniego zawieszenia. Jeżeli segment GV znajduje się wewnątrz toru jazdy pojazdu (rys. 2a), uznaje się go za dodatni. Jeżeli ze względu na pewną kombinację rozmiarów części w przednim zawieszeniu segment GV znajduje się poza torem, to bark dotarcia r jest uważany za ujemny (rys. 2b).
Zobaczmy teraz, co się stanie, gdy samochód z ukośnym oddzielnym hydraulicznym obwodem hamulcowym zostanie zahamowany. Załóżmy, że jeden z konturów (powiedzmy, obsługa hamulców prawe przednie i lewe tylne koło) jest niesprawne. Naciśnięcie pedału powoduje hamowanie przedniego lewego i tylnego koła prawe koło(Rys. 3). W punktach ich styku z drogą powstają siły hamowania odpowiednio Ftp i Ftz.
Moment od siły bezwładności Fn, przyłożony w środku ciężkości środka ciężkości samochodu na poboczu równym połowie rozstawu kół, spowoduje obrócenie samochodu wokół przedniego lewego koła. Tylko w niewielkim stopniu zostanie on zneutralizowany momentem od siły FŢз, obracającej samochód w przeciwnym kierunku wokół hamowanego prawego tylnego koła. Rozważmy oddzielnie siłę Fтп. Jest znacznie większy niż Ftz (ze względu na redystrybucję masa uchwytu podczas hamowania), dlatego, aby uprościć schemat działania sił, warunkowo założymy, że tylko jeden przednie koło, a siła bezwładności obraca samochód wokół niego. Ale w przybliżeniu taka sama sytuacja występuje na każdym schemacie i nawet jeśli napęd jest w pełni sprawny, ale koła jednej strony samochodu spadają na powierzchnię o niskim współczynniku przyczepności (lodowata, zaśnieżona, mokra) podczas hamowania lub w w przypadku pęknięcia opony podczas ruchu jednego z przednich kół. Zapisz póki dany kierunek bardzo trudne, a czasem niemożliwe. Ponadto tutaj kierowane koła mają tendencję do obracania się w kierunku, w którym siła hamowania może być zrealizowana poprzez wyższy współczynnik tarcia, gwałtownie zwiększając skręt samochodu.
Przejdźmy do rys. 4. Podczas hamowania kierowane koło obraca się względem „czopa”, wyimaginowanej osi AB, pod działaniem siły hamowania Ftp.
Siła nacisku na kierownicę jest zredukowana prawie do zera
Przy tradycyjnym, dodatnim ramieniu docierającym (przekrój GV na rys. 4a) powstaje moment Mt, działający w tym samym kierunku co moment Mi, utworzony przez siłę bezwładności Fn na poboczu równym połowie toru.
Jeżeli jednak zawieszenie kół przednich jest tak zaprojektowane, że ramię docierające jest ujemne (odcinek VG na rys. 4b), to iloczyn tego ramienia i siły Ftp przyłożonej w punkcie styku Г koła z drogą nada moment Mt, działając w kierunku przeciwnym do momentu Mi i zneutralizuje go.
W badaniach porównawczych pojazdów z dodatnim i ujemnym dotarciem na poboczu przeprowadzono hamowanie od prędkości początkowej 80 km/h przy braku blokady kół i zwolnieniu kierownicy. Jeden z obwodów diagonalnego obwodu napędowego został sztucznie wyłączony. Dla modelu z dodatnim barkiem biegowym kąt skrętu względem początkowego kierunku ruchu wynosił 140-160° przy znacznym przesunięciu poprzecznym. A model z ujemnym ramieniem biegowym wbudowanym w projekt miał kąt skrętu w zakresie 15-17 °, czyli praktycznie nie odbiegał od pierwotnej trajektorii. Świadczy to jednoznacznie o niewątpliwej przewadze ujemnego barku docierania podczas asymetrycznego hamowania samochodu.
Szczególnie interesujące pod tym względem są dane uzyskane podczas testów, dotyczące wielkości siły lub momentu obrotowego, z jaką kierowca musi oddziaływać na kierownicę, aby utrzymać samochód na żądanej trajektorii podczas hamowania. Wymagany do tego moment na kierownicy przy dodatnim ramieniu docierającym osiąga około 130 kgf * cm, czyli przy promieniu kierownicy 20-25 cm kierowca musi zastosować siłę większą niż 5-6 kgf . W samochodzie z ujemnym ramieniem docierania moment obrotowy na kierownicy w tych samych warunkach jest znikomy i oscyluje wokół zera. Jednocześnie regulacja trajektorii kierownicy nie sprawia kierowcy żadnych trudności.
Poślizg podczas hamowania - 10 razy mniej
Taki pozytywny efekt ujemne ramię docierające, które zwiększa bezpieczeństwo poprzez utrzymanie toru jazdy na wprost podczas hamowania lub gdy koła jednej strony uderzają w śliski teren drogi.
A jak duże może być ujemne ramię docierające? Zbyt duża jego wartość może prowadzić do pogorszenia właściwości stabilizujących układu kierowniczego, co będzie musiało zostać zrekompensowane zwiększeniem nachylenia wzdłużnego sworznia zwrotnicy. Ale taka „kompensacja” z kolei zwiększy siłę na kierownicy, co jest niepożądane. Dlatego w większości samochodów wartość ujemnego barku docierania waha się od 2 do 10 mm, w skrajnych przypadkach sięgając 18 mm (tak jak w Audi-80). Drugą skrajnością są modele z barkiem biegowym równym zeru („Mercedes-Benz”).
Właściwa geometria kół jest jednym z nich krytyczne czynniki, zapewniając normalną sterowność, stabilność i stabilność samochodu w linii prostej i na zakrętach. Optymalne parametry geometrii zawieszenia dla każdego modelu ustalane są na etapie projektowania. Podane wartości geometrii kół mogą ulec zmianie i wymagają okresowej regulacji ze względu na naturalne zużycie podzespołów i elementów układu jezdnego lub po naprawie zawieszenia.
Przypisanie kątów ustawienia kół
Odpowiednio dostrojona geometria zawieszenia pozwala samochodowi na skuteczniejsze odbieranie sił i momentów występujących w miejscu styku koła z nawierzchnią podczas różne tryby ruch. Zapewnia to przewidywalne zachowanie samochodu, a mianowicie: stabilność w linii prostej, stabilność w zakrętach, stabilizację podczas przyspieszania i hamowania. Również dzięki brakowi nadmiernych oporów toczenia kół dochodzi do bardziej równomiernego zużycia opon, co pozwala wydłużyć ich żywotność.
Wartości geometrii kół określone przez producenta są optymalne dla konkretny samochód i odpowiadają jego przeznaczeniu i cechom tuningu zawieszenia. Jednak w razie potrzeby przewidziana jest strukturalnie możliwość ich zmiany lub dostosowania. Liczba parametrów, które można dostosować dla każdego samochodu, jest indywidualna.
Rodzaje podstawowych kątów ustawienia kół samochodowych
| Parametr | oś pojazdu | Regulowany parametr | Na co wpływa |
|---|---|---|---|
| Pochylenie (pochylenie) | Przód tył | Tak (w zależności od pojazdu) | Stabilność jazdy w zakręcie Przedwczesne zużycie opony |
| Kąt palca (palec) | Przód tył | Tak | Stabilność w linii prostej Przedwczesne zużycie opon |
| Obrót obrotu (KPI) | Przód | NIE | |
| Kąt nachylenia (Caster) | Przód | Tak (w zależności od pojazdu) | Stabilizacja pojazdu podczas jazdy |
| Złamanie ramienia | Przód | NIE | Stabilność pojazdu podczas hamowania Stabilizacja pojazdu podczas jazdy |
Wygięcie
camber (angielski) wygięcie) jest kątem utworzonym przez płaszczyznę środkową koła i pionową przechodzącą przez punkt przecięcia płaszczyzny środkowej koła i powierzchni nośnej. Rozróżnij pochylenie dodatnie i ujemne:
- dodatni (+) - gdy górna część koła jest odchylona na zewnątrz (od karoserii);
- ujemny (-) - gdy górna część koła jest pochylona do wewnątrz (w kierunku karoserii).
pozytywne i kąty ujemne wygięcie Strukturalnie camber jest tworzony przez położenie zespołu piasty i zapewnia maksymalną powierzchnię styku opony z drogą. W przypadku podwójnej dźwigni niezależne zawieszenie położenie piasty jest określone przez górę i dół wahacze. Wpływa to na tworzenie kąta pochylenia przedramię I kolumna zawieszenia.
Odchylenie kąta pochylenia od normy wpływa na samochód w następujący sposób.
- dobra stabilność samochód w zakrętach;
- przyczepność kół pogarsza się podczas ruchu prostoliniowego;
- zwiększone zużycie wewnątrz opony.
- dobra przyczepność koła z drogą;
- stabilność na zakrętach pogarsza się;
- zwiększone zużycie zewnętrznej strony opony.
centrowanie koła
ustawienie kół (angielski) palec u nogi) - kąt między osią wzdłużną samochodu a płaszczyzną obrotu koła. Można ją również zdefiniować jako różnicę odległości między przednią i tylną stroną felgi (na rysunku jest to wartość A minus B). Zatem zbieżność można mierzyć w stopniach lub milimetrach.
Zbieżność kół samochodowych Rozróżnij konwergencję całkowitą i indywidualną. Indywidualna zbieżność jest obliczana osobno dla każdego koła. Jest to odchylenie płaszczyzny jego obrotu od podłużnej osi symetrii samochodu. Całkowite zbieżność oblicza się jako sumę poszczególnych kątów zbieżności lewego i prawego koła tej samej osi. Podobnie określa się całkowitą zbieżność w milimetrach. Przy pozytywnej konwergencji (ang. zbieżność) koła są wzajemnie skręcone do wewnątrz w kierunku jazdy, z wartością ujemną (ang. palec u nogi) na zewnątrz.
Dodatnia i ujemna geometria kół Odchylenie wartości kąta zbieżności od normy wpływa na samochód w następujący sposób.
Zbyt duży kąt ujemny:
- zwiększone zużycie opon po wewnętrznej stronie;
- ostra reakcja samochodu na kierownicę.
Zbyt duży kąt dodatni:
- utrzymanie trajektorii ruchu pogarsza się;
- zwiększone zużycie opon na zewnątrz.
Poprzeczny kąt nachylenia osi obrotu koła Poprzeczny kąt nachylenia osi obrotu (ang. KPI) to kąt między osią obrotu koła a prostopadłą do powierzchni nośnej. Dzięki temu parametrowi przy skręcie kierowanych kół karoseria unosi się, w wyniku czego powstają siły,
starając się przywrócić koło do prostej pozycji. Tym samym KPI ma istotny wpływ na stateczność i stateczność pojazdu w linii prostej. Różnica w wartościach kątów nachylenia poprzecznego prawej i lewej osi może doprowadzić do cofnięcia pojazdu na stronę o dużym nachyleniu. Efekt ten może się również objawiać, jeśli inne kąty ustawienia kół odpowiadają normalnym wartościom.
Kąt nachylenia
Wzdłużny kąt nachylenia osi obrotu Wzdłużny kąt nachylenia osi obrotu (ang. rzucający - kąt między osią obrotu koła a prostopadłą do powierzchni nośnej w płaszczyźnie wzdłużnej pojazdu. Rozróżnij dodatnie i ujemne kąty wzdłużnego nachylenia osi obrotu koła.
Dodatnie kółko skrętne przyczynia się do powstania dodatkowej dynamicznej stabilizacji samochodu podczas jazdy na średnich i wysokich obrotach wysoka prędkość. W rezultacie pogarsza się zdolność skręcania. niska prędkość.
Złamanie ramienia
Oprócz powyższych parametrów bardzo ważna dla przedniej osi jest jeszcze jedna cecha - bark docierania. Jest to odległość między punktem utworzonym przez przecięcie osi symetrii koła i podłoża, a punktem przecięcia linii nachylenia poprzecznego osi obrotu i podłoża. Bark dotarcia jest dodatni, jeżeli punkt przecięcia powierzchni i oś obrotu koła leży na prawo od osi symetrii koła (ramię zerowe), a ujemny, jeżeli znajduje się na lewo od To. Jeśli te punkty pokrywają się, wówczas ramię docierające wynosi zero.
Wartość dźwigni łamania Ten parametr wpływa na stabilność i sterowność kierownicy. Optymalna wartość dla nowoczesne samochody jest zerowym lub dodatnim ramieniem docierania. Znak barku docierania jest określony przez pochylenie koła, nachylenie poprzeczne osi obrotu koła i przesunięcie obręczy.
Producenci samochodów nie zalecają instalacji dyski kół z niestandardowym odejściem, bo może to spowodować zmianę ustawionego pobocza dobiegowego na wartość ujemną. Może to poważnie wpłynąć na stabilność i prowadzenie pojazdu.
Zmiana wartości kątów montażu kół i ich regulacja
Kąty ustawienia kół mogą ulec zmianie ze względu na naturalne zużycie części, jak również po wymianie na nowe. Bez wyjątku wszystkie drążki kierownicze i końcówki mają połączenie gwintowane, co umożliwia zwiększenie lub zmniejszenie ich długości w celu dostosowania wartości kątów zbieżności kół. Konwergencja tylne koła, podobnie jak przednie, można regulować na wszystkich typach zawieszeń, z wyjątkiem tylnej belki zależnej lub osi.
Notatka Michaiła ujawniła kilka pytań dotyczących regulacji kątów kierowanych kół.
Wspólnie spróbujemy to rozgryźć.
zawalić się(camber)-- odzwierciedla orientację koła względem pionu i jest zdefiniowany jako kąt między pionem a płaszczyzną obrotu koła.
Samochody F1 mają ujemny kąt pochylenia
Konwergencja(TOE) - charakteryzuje orientację kół względem osi wzdłużnej pojazdu.
Uważa się, że wpływ ujemne pochylenie musi być skompensowany przez ujemny zbieżność i odwrotnie, ze względu na deformację opony w miejscu kontaktu, „zapadnięte” koło może być reprezentowane jako podstawa stożka.
Zdjęcie pokazuje dodatnie pochylenie i dodatnią zbieżność.
Jedną z zalet ujemnego zbieżności kół jest zwiększona szybkość reakcji układu kierowniczego.
Oprócz załamania i zbieżności, które widać „gołym okiem”, jest jeszcze kilka parametrów, które wpływają na prowadzenie auta.
Ramię docierające— jeden z parametrów wpływających na czułość kierowania. Dzięki niemu kierownica „sygnalizuje” naruszenie równości reakcji wzdłużnych na kierowanych kołach (nierówności nawierzchni, nierównomierny rozkład sił hamowania pomiędzy prawym a lewym kołem).
Dodatnie (a) i negatywne (6) ramię docierające:
A, B - środki przegubów kulowych przedniego zawieszenia;
B - punkt przecięcia osi warunkowej „pivot” z nawierzchnią drogi;
D - środek powierzchni styku opony z drogą.
Toczący się bark nie wpływa na łatwość kierowania. W obecności toczącego się pobocza siły wzdłużne działające na kierowane koła tworzą momenty, które mają tendencję do obracania się wokół osi obrotu. Ale w przypadku równości sił na obu kołach momenty okazują się „lustrzane”, tj. równych i przeciwnych kierunkach. Wzajemnie się kompensując, nie wpływają na siebie kierownica. Momenty te obciążają jednak detale trapezu kierownicy siłami rozciągającymi lub ściskającymi (w zależności od położenia wahacza).
(Ujemny camber zwiększa dodatnią wartość toczącego się barku)
Stabilizacja masy przednich kół.
Podczas obracania kołem przód samochodu unosi się, dlatego pod wpływem ciężaru koło ma tendencję do przyjmowania pozycji ruchu prostoliniowego. Masowa, czyli statyczna stabilizacja kół przednich (tj. zapewnienie ich powrotu do kierunku ruchu prostoliniowego) jest zapewniona przez dodatnie ramię toczne i poprzeczny kąt nachylenia osi obrotnicy.
Pochylenie poprzeczne stojaka obrotowego.
SAI - kąt nachylenia poprzecznego osi obrotu kierownicy (wraz ze spadkiem kąta poprzecznego zmniejsza się skuteczność stabilizacji ciężaru, nadmierne pochylenie prowadzi do nadmiernego nacisku na kierownicę)
IA - kąt zawarty (niezmienny parametr konstrukcyjny samochodu, określa wzajemną orientację osi obrotu i czopów koła)
γ - kąt pochylenia koła
r - ramię docierające (w tym przypadku pozytywne)
rc - przemieszczenie poprzeczne osi obrotu
W zawieszeniu 2-wahaczowym kąt zawarty jest określony tylko przez geometrię czopa.
Mechanizm stabilizacji wagi.
Kiedy koło się obraca, jego czop porusza się po łuku koła, którego płaszczyzna jest prostopadła do osi obrotu. Jeśli oś jest pionowa, czop porusza się poziomo. Jeśli oś jest pochylona, trajektoria czopa odchyla się od poziomu.
Łuk opisany czopem ma wierzchołek i zstępujące sekcje. Pozycja najwyższy punktłuk jest określony przez kierunek nachylenia osi obrotu koła. Przy przechyleniu poprzecznym górna część łuku odpowiada neutralnemu położeniu koła. Oznacza to, że gdy koło odchyla się od położenia neutralnego w dowolnym kierunku, czop (a wraz z nim koło) będzie miał tendencję do spadania poniżej poziomu początkowego. Koło działa jak podnośnik - podnosi górną część samochodu. „Podnośnikowi” przeciwdziała siła, która bezpośrednio zależy od szeregu parametrów: ciężaru podniesionej części samochodu, kąta nachylenia osi, wielkości jej bocznego przemieszczenia oraz kąta obrotu koła . Stara się przywrócić wszystko do pierwotnego, stabilnego położenia, tj. obrócić kierownicę w położenie neutralne
Dynamiczna stabilizacja przednich kół.
Aby zapewnić stabilność ruchu, czyli chęć auta do jazdy prosto, nie wystarczy tylko poprzeczne wychylenie osi kolumny obrotowej, zwłaszcza na wysoka prędkość. Wynika to z pojawienia się dodatkowych oporów toczenia oraz efektu żyroskopowego, który może powodować oddziaływanie koła pod działaniem siły zakłócającej. Dla większej stabilności wprowadza się podłużne nachylenie osi kolumny kierownicy koła, dzięki czemu punkt przecięcia osi obrotu z nawierzchnią drogi jest przesunięty do przodu względem kontaktu opony z drogą. Teraz koło ma tendencję do ustawiania się za punktem przecięcia osi koła z drogą, a im większy opór toczenia, tym większa chwila przywraca koło do pozycji jazdy na wprost. Przy takim przesunięciu siła działająca na koło podczas skręcania ma również tendencję do prostowania koła.
Główną funkcją kółka jest szybka (lub dynamiczna) stabilizacja kierowanych kół samochodu. Stabilizacja w tym przypadku to zdolność kół kierowanych do przeciwstawienia się odchyleniu od położenia neutralnego (odpowiadającego ruchowi prostoliniowemu) i samoczynnego powrotu do niego po ustaniu działania sił zewnętrznych, które spowodowały odchylenie.
Odchylenie kierownicy może być spowodowane celową zmianą kierunku. W takim przypadku efekt stabilizacji wspomaga wychodzenie z zakrętu poprzez automatyczne przywrócenie kół do położenia neutralnego. Ale na wejściu do zakrętu i na jego szczycie „kierowca” wręcz przeciwnie, musi pokonać „opór” kół, przykładając pewną siłę do kierownicy. Siła reakcji działająca na kierownicę tworzy tak zwaną zawartość informacyjną układu kierowniczego.
Wymagany zasięg osi obrotu (nazywany ramieniem stabilizującym) uzyskuje się najczęściej dzięki jej nachyleniu w kierunku wzdłużnym pod kątem, który nazywa się kółkiem. Przy niskich wartościach kółka, ramię stabilizujące okazuje się być małe w stosunku do wymiarów koła, a ramię sił wzdłużnych (oporów toczenia czy przyczepności) jest zupełnie mizerne. Dlatego nie są w stanie ustabilizować masywnego koła. „Guma przychodzi na ratunek”. W momencie działania destabilizujących sił bocznych w miejscu styku Koło samochodowe z drogą generowane są wystarczająco silne reakcje poprzeczne (boczne), które parują zakłócenie. Powstają dzięki złożone procesy odkształcenie opony toczącej się z poślizgiem bocznym.
Dodatkowe informacje na temat poślizgu bocznego, mechanizmu reakcji bocznej i momentu stabilizującego podano poniżej.
W wyniku poślizgu koła pod działaniem siły poprzecznej (poślizg mocy) wypadkowa elementarnych reakcji bocznych zawsze okazuje się być przesunięta w kierunku ruchu wstecz od środka powierzchni styku. Oznacza to, że moment stabilizujący działa na koło nawet wtedy, gdy ślad osi obrotu pokrywa się ze środkiem powierzchni styku. Powstaje pytanie: dlaczego w ogóle potrzebujesz kółka? Faktem jest, że moment stabilizujący (Mst) zależy od różnych czynników (konstrukcja opony i ciśnienie w niej panujące, obciążenie koła, przyczepność do drogi, siły wzdłużne itp.) i nie zawsze jest wystarczający do optymalnej stabilizacji kierowanych kół. W tym przypadku ramię stabilizujące zwiększa się o podłużne nachylenie osi obrotu, tj. pozytywista. Siły destabilizujące działające na koło poruszającego się samochodu są spowodowane przez rózne powody, ale z reguły mają ten sam charakter inercyjny. W związku z tym zarówno reakcje boczne, jak i momenty stabilizujące rosną wraz ze wzrostem prędkości. Dlatego stabilizacja kierowanych kół, w którą rzucający ma znaczący udział, nazywana jest dużą prędkością. Wraz ze wzrostem prędkości „steruje” zachowaniem kierowanych kół. Przy niskich prędkościach wpływ tego mechanizmu staje się znikomy, działa tutaj stabilizacja masy, za którą odpowiada pochylenie osi obrotu koła w kierunku poprzecznym.
Ustawienie osi obrotu kierownic z dodatnim kołem przydaje się nie tylko do ich stabilizacji. Pozytywne kółko eliminuje niebezpieczeństwo nagłej zmiany trajektorii lotu.
Inna korzystna konsekwencja podłużnego nachylenia osi obrotu prowadzi do znacznej zmiany pochylenia kół kierowanych podczas ich skrętu.
Łatwiej zrozumieć mechanizm zależności, jeśli wyobrazimy sobie hipotetyczną sytuację, w której oś obrotu koła jest pozioma (kąt skrętu wynosi 90°). W tym przypadku „obrót” kierowanego koła zostaje całkowicie przekształcony w zmianę jego nachylenia względem jezdni, tj. zawalić się. Trend jest taki, że pochylenie koła zewnętrznego staje się bardziej ujemne w zakręcie, a pochylenie koła wewnętrznego staje się bardziej dodatnie. Im większe kółko, tym więcej zmian kąty pochylenia w zakręcie.
..................
Poniżej wydruk ustawień bolidu F1 Lotus E20
Źródła.
