Плечо обката – Плечо обкатки Википедия
Плечо обката и управляемость
Водитель ведет автомобиль. Впереди — препятствие. Он тормозит, но тормоза «берут» чуть-чуть по-разному. В большинстве случаев эта разница практически малозаметна. Но вот при очень резком торможении (рис. 1) автомобиль бросает в сторону, может быть всего на полметра, или заносит и. авария. Она нередко возникает также из-за того, что при торможении колеса одной стороны машины оказались на льду, грязи или воде.
Рис 1. Поведение автомобиля (он сзади) с положительным плечом обкатки когда колеса одной стороны попадают на скользкую поверхность или когда срабатывает лишь один из контуров раздельного диагонального привода тормозов.
Что общего между названными случаями? Общее то, что колеса правой и левой сторон попали в разные условия по силам сопротивления движению. И, естественно, эти разные условия «провоцировали» занос или самопроизвольный разворот автомобиля, который водитель не всегда успевал вовремя скорректировать.
«Самозащита» против заноса
Все современные модели обязательно имеют два независимых контура в гидроприводе тормозов (см. статью). Для гарантии сохранения эффективности торможения, а значит, и безопасности, необходимо, чтобы при любых неисправностях работал тормоз хотя бы одного переднего колеса. По этой причине получила широкое распространение наиболее дешевая и простая из двухконтурных — диагональная схема раздельного гидравлического привода тормозов. Но переход на нее заставил конструкторов заложить «меры самозащиты» в геометрические соотношения параметров передней подвески и рулевого привода. Эта мера — отрицательное плечо обкатки.
Рис 2. Плечо обкатки: а – положительное, б – отрицательное. А, Б – центры шаровых шарниров передней подвески; В – точка пересечения условной оси «шкворня» с поверхностью дороги; Г – точка середины пятна контакта шины с дорогой.
Несколько слов о самом термине. Плечом обкатки (рис. 2) называют расстояние между точкой Г контакта шины с дорогой и точкой В. Она обозначает пересечение с дорогой продолжения воображаемой оси, проходящей через центры верхнего и нижнего шаровых шарниров двухрычажной передней подвески. Если отрезок ГВ расположен внутри колеи автомобиля (рис. 2а), его считают положительным. Если же благодаря определенному сочетанию размеров деталей в передней подвеске отрезок ГВ оказывается вне колеи, то плечо обкатки r считают отрицательным (рис. 2б).
Теперь посмотрим, что произойдет при торможении машины с диагональной раздельной схемой гидропривода тормозов. Предположим, что один из контуров (скажем, обслуживающий тормоза переднего правого и заднего левого колес) вышел из строя. При нажатии на педаль тормозятся переднее левое и заднее правое колеса (рис. 3). В точках контакта их с дорогой возникают тормозные силы, соответственно Fтп и Fтз.
Рис 3. Схема действия сил на автомобиль во время торможения при срабатывании лишь одного контура в раздельном диагональном приводе тормозов: Fтп — тормозная сила, приложенная к переднему колесу; Fтз — тормозная сила, приложенная к заднему колесу; Fи — сила инерции при торможении; К — величина колеи машины; Ми — момент от силы инерции, разворачивающий автомобиль.
Момент от силы инерции Fн, приложенной в центре тяжести ЦТ автомобиля на плече, равном половине колеи, станет разворачивать машину вокруг переднего левого колеса. Его лишь в небольшой степени будет нейтрализовать момент от силы Fтз, разворачивающий автомобиль в противоположном направлении вокруг заторможенного заднего правого колеса. Отдельно рассмотрим силу Fтп. Она значительно больше, чем Fтз (из-за перераспределения сцепного веса при торможении), поэтому для упрощения схемы действия сил условно будем считать, что тормозит только одно переднее колесо, и сила инерции разворачивает машину вокруг него. Но такая же примерно ситуация возникает при любой схеме, и даже если привод полностью исправен, но колеса одной стороны машины попадают при торможении на покрытие с малым коэффициентом сцепления (обледенелое, заснеженное, мокрое) или в случае разрыва на ходу шины одного из передних колес. Сохранить при этом заданное направление очень трудно, а иногда и невозможно. Кроме того, здесь управляемые колеса стремятся повернуться в ту сторону, где тормозная сила может быть реализована за счет более высокого коэффициента сцепления, резко увеличивая разворот автомобиля.
Обратимся к рис. 4. Управляемое колесо при торможении поворачивается относительно «шкворня», воображаемой оси АВ, под действием тормозной силы Fтп.
Усилие на руле снижено почти до нуля
При традиционном, положительном плече обкатки (отрезок ГВ на рис. 4а) возникает момент Мт, действующий в том же направлении, что и момент Ми, образованный силой инерции Fн на плече, равном половине колеи.
Рис 4. Действие сил и моментов на переднее левое колесо и автомобиль при торможении: а – при положительном плече обкатки; б – при отрицательном плече обкатки; Мт – дополнительный момент, возникающий при торможении. Остальные обозначения те же что и на рис. 3.
Если же сконструировать подвеску передних колес так, чтобы плечо обкатки получилось отрицательным (отрезок ВГ на рис. 4б), то произведение этого плеча на силу Fтп, приложенную в точке контакта Г колеса с дорогой, даст момент Мт, действующий в направлении, противоположном моменту Ми, и будет его нейтрализовать.
Во время сравнительных испытаний автомобилей с отрицательным и положительным плечами обкатки торможение производилось с начальной скорости 80 км/ч при отсутствии блокировки колес и отпущенном рулевом колесе. Один из контуров диагональной схемы привода при этом искусственно отключали. У модели с положительным плечом обкатки угол разворота относительно исходного направления движения составлял 140-160° при значительном боковом смещении. А модель с заложенным в конструкцию отрицательным плечом обкатки имела угол разворота в пределах 15-17°, то есть практически не отклонялась от первоначальной траектории. Это наглядное свидетельство несомненного преимущества отрицательного плеча обкатки при несимметричном торможении автомобиля.
Особенно интересны в этой связи и полученные на испытаниях данные о величине усилия или крутящего момента, которые необходимо приложить водителю к рулевому колесу, чтобы удержать машину на желаемой траектории при торможении. Момент на руле, необходимый для этого при положительном плече обкатки, достигает примерно 130 кгс*см, то есть при радиусе рулевого колеса 20-25 см водитель должен прикладывать усилие более 5-6 кгс. На автомобиле с отрицательным плечом обкатки момент на рулевом колесе в тех же условиях ничтожно мал и колеблется около нулевого значения. При этом корректировка траектории движения рулем не вызывает у водителя никаких трудностей.
Занос при торможении – в 10 раз меньше
Таков положительный эффект отрицательного плеча обкатки, который повышает безопасность за счет сохранения прямолинейной траектории при торможении или при попадании колес одной стороны на скользкий участок дороги.
А насколько большим может быть отрицательное плечо обкатки? Слишком большая его величина может привести к ухудшению стабилизирующих свойств рулевого управления, что придется компенсировать соответственно увеличением продольного наклона шкворня. Но такая «компенсация», в свою очередь, увеличит усилие на руле, что нежелательно. Поэтому у большинства машин величина отрицательного плеча обкатки колеблется в пределах от 2 до 10 мм, достигая в крайних случаях 18 мм (как сделано на «Ауди-80»). Другая крайность — модели с плечом обкатки, равным нулю («Мерседес-Бенц»).
Впервые отрицательное плечо обкатки было применено на переднеприводных американских автомобилях «Олдсмобиль-торонадо» и «Кадиллак-эльдорадо» в середине 60-х годов, а комбинация отрицательного плеча с диагональной схемой тормозных контуров впервые осуществлена на «Ауди-80» в 1972 году (рис. 5).
Преимущества подвески, обеспечивающей отрицательное плечо обкатки, оказались настолько очевидными и значительными, что почти все европейские и некоторые американские фирмы начали использовать такую конструкцию на своих новых моделях.
Небольшой ликбез по теории «подвескостроения» — что там зачем сделано и что означают различные термины.
Я не автор. Статью спас с уже мертвого сайта ford.h21.ru.
Самое простое и, казалось бы, очевидное решение — прикрутить к машине колеса, как на телеге. То есть — вообще не делать никаких углов, поставить колесо параллельно осям машины. При этом колесо в ходе сжатия-отбоя остается перпендикулярным к дороге, в постоянном и надежном контакте с ней. Кстати — именно так стоят задние колеса на Фиесте, благодаря ее полузависимой задней подвеске с жесткой балкой.
Но вот на передних колесах совместить центральную плоскость вращения колеса и ось его поворота конструктивно довольно сложно (особенно если говорить о классической двухрычажной подвеске типа заднеприводных «жигулей»), поскольку обе шаровые опоры (а тем более шкворни, как на Волге или УАЗе) вкупе с тормозным механизмом внутрь колеса, как правило, не помещаются. А раз так, то плоскость качения и ось поворота расходятся на расстояние А, называемое плечом обката (при повороте колесо обкатывается вокруг оси ab) — см. рис.2. В движении сила сопротивления качению неведущего колеса создает на этом плече А ощутимый момент, скачкообразно меняющийся при проезде неровностей. Мало кому понравится езда с постоянно рвущимся из рук рулем! Кроме того, придется изрядно попотеть, преодолевая этот самый момент в повороте.
Стало быть, положительное (в данном случае) плечо обката желательно уменьшить, а то и вовсе свести к нулю. Для этого можно наклонить ось поворота ab (рис.3).
На практике делают так: несколько наклонив ось поворота (бета), нужную величину добирают наклоном плоскости вращения колеса (альфа). Угол альфа и есть развал. Под этим углом колесо опирается о дорогу. Покрышка в зоне контакта, естественно, деформируется — см. рис.4. В результате автомобиль движется словно на двух конусах, стремящихся раскатиться в разные стороны. Чтобы компенсировать эту неприятность, плоскости вращения колес надо свести. Этот процесс называется регулировкой схождения. Как вы уже догадались, оба параметра жестко связаны. То есть, если угол развала нулевой, не должно быть и схождения, отрицательный — требуется расхождение, иначе шины будут «гореть». Если на автомобиле развал колес выставлен по-разному, его будет тянуть в сторону колеса с большим наклоном.
Другие два угла обеспечивают стабилизацию управляемых колес — проще говоря, заставляют автомобиль с отпущенным рулем ехать прямо. Первый, уже знакомый нам угол поперечного наклона оси поворота (бета) отвечает за весовую стабилизацию. Легко заметить, что при этой схеме в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься (рис.5). А так как весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, для этого приходится сохранять то самое, хоть и небольшое, но нежелательное по соображениям усилия на руле, положительное плечо обката.
Продольный угол наклона оси поворота — кастер (рис.6) — дает динамическую стабилизацию. Принцип ее ясен из поведения рояльного колесика — в движении оно стремится оказаться позади ножки, то есть занять наиболее устойчивое положение. Чтобы получить тот же эффект в автомобиле, точка пересечения оси поворота с поверхностью дороги (с) должна быть впереди центра пятна контакта колеса с дорогой (d). Для этого ось поворота и наклоняют вдоль хода машины.
Теперь при повороте боковые реакции дороги, приложенные позади (спасибо кастеру!) стараются вернуть колесо на место — см. рис.7.
Более того, если на машину действует боковая сила, не связанная с поворотом (например, вы едете по косогору или при боковом ветре), то кастер обеспечивает при случайно отпущенном руле плавный поворот машины «под склон» или «под ветер» и не дает ей опрокинуться.
В переднеприводном автомобиле с подвеской МакФерсон ситуация совершенно иная. Эта конструкция позволяет получить нулевое и даже отрицательное плечо обката — ведь внутрь колеса здесь надо «запихнуть» лишь опору единственного рычага. Угол развала (и, соответственно, схождения) легко свести к минимуму. Так и есть: у Фиесты (как и у знакомых всем ВАЗов «восьмого» семейства) развал — 0°?30?, схождение — 0?0.5 мм. Такая регулировка развала-схождения называется нейтральной. Так как передние колеса теперь тянут автомобиль, динамическая стабилизация при разгоне не требуется — колесо уже не катится позади ножки, а тянет ее за собой. Небольшой (1°30?) кастер сохранен для устойчивости при торможении. Значительный вклад в «правильное» поведение автомобиля вносит небольшое отрицательное плечо обката — при возрастании сопротивления качению колеса оно автоматически корректирует траекторию.
Разумеется, настройки подвески делаются не абы как — конструкторы тщательно просчитывают геометрию, затем испытатели откатывают вариант на треке, снова пересчитывают, корректируют геометрию, и снова испытывают — и так множество раз. А потом машину покупает буратино-тюнер — и начинает «улучшать» конструкцию.
Первой (и наиболее распространенной) ошибкой является установка более широкой резины или резины на дисках с большим вылетом — это приводит к увеличению плеча обката колеса до положительных величин, и руль начинает рвать из рук, особенно при торможении.
Ошибка номер два — поднятие зада машины проставками. При достаточно высоких проставках кастер, и так небольшой, становится нулевым или даже положительным — последнее очень опасно, так как при резком торможении руль может просто вырвать из рук, а если оборвется рулевая тяга — катастрофа даже на прямом участке дороги будет неминуемой.
В отличие от этих двух ошибок, простое увеличение диаметра колеса (при сохранении неизменным вылета диска) на Фиесте не является проблемой — поскольку колесо имеет нейтральные (нулевые) углы развала и схождения, увеличение диаметра сказывается лишь на линейном значении кастера в сторону его небольшого увеличения. Ну и, как я объяснил вначале, влияет на настройку подвески по крену.
Мудрец
Мудрец
Вот надёргал из вики
https://ru.wikipedia.org/wiki/Макферсон_(подвеска)
В изначальном варианте такой подвески, разработанном самим Макферсоном, шаровой шарнир располагался на продолжении оси амортизаторной стойки — таким образом, ось амортизаторной стойки была и осью поворота колеса. Позднее, например на Audi 80 и Volkswagen Passat первых поколений, шаровой шарнир стали смещать наружу к колесу, что позволяло получить меньшие, и даже отрицательные значения плеча обкатки.
Таким образом, плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги (в ненагруженном состоянии автомобиля). При повороте колесо «обкатывается» вокруг оси своего поворота по этому радиусу.
Оно может быть нулевым, положительным и отрицательным (все три случая показаны на иллюстрации).
В течение десятилетий на большинстве автомобилей использовались сравнительно большие положительные значения плеча обката. Это позволяло уменьшить усилие на рулевом колесе при парковке по сравнению с нулевым плечом обката (потому что колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте) и освободить место в подкапотном пространстве за счёт выноса колёс «наружу».
Однако со временем стало ясно, что положительное плечо обката может быть опасным — например, при наезде колёс одного борта на участок обочины, имеющий отличный от основной дороги коэффициент сцепления, отказе тормозов одной стороны, проколе одной из шин или нарушении регулировки руль начинает сильно «рваться из рук». Этот же эффект наблюдается при большом положительном плече обката и при проезде любой неровности на дороге, но плечо всё же делали достаточно малым, чтобы при нормальном вождении он оставался малозаметен.
Начиная с семидесятых-восьмидесятых годов, по мере увеличения скоростей движения автомобилей, и в особенности — с распространением подвески типа «Макферсон», легко допускающей это с технической стороны, стали массово появляться автомобили с нулевым или даже отрицательным плечом обката. Это позволяет минимизировать описанные выше опасные эффекты.
Citroёn ещё на модели DS 1956 года применил оригинальную конструкцию передней подвески, в которой ось поворота колеса лежала на центральной плоскости его вращения, что стало возможным благодаря исключительно компактной ступице, вместе с шаровыми шарнирами полностью разместившейся внутри имевшего большой вылет колеса, и выносу тормозных механизмов к главной передаче. Соответственно, плечо обкатки оказалось равно нулю. Однако распространения эта конструкция не получила.
Отрицательное плечо обката вервые было применено в 1966 году на американских Oldsmobil Toronado и Cadillac Eldorado. В 1972 году на Audi 80 большое (—18 мм) отрицательное плечо обката было дополнено диагональной схемой разделения тормозных контуров, которая позволила повысить эффективность торможения в случае выхода из строя одного из контуров системы (при положительном плече обката машина с такой тормозной системой при выходе из строя одного из контуров становилась бы при торможении неустойчивой). Впоследствии оба конструктивных решения стали применяться массово.[2]
Например, на «классических» моделях ВАЗ плечо обката было большим положительным, на «Ниве» ВАЗ-2121 благодаря более компактному тормозному механизму с плавающей скобой его уменьшили почти до нуля (24 мм), а на переднеприводном семействе LADA Samara — плечо обката стало уже отрицательным. Mercedes-Benz как правило предпочитал на своих заднеприводных моделях иметь нулевое плечо обкатки.
Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс. Поэтому при подборе незаводских «дисков» (по принятой в технической литературе терминологии эта часть именуется «колесо» и состоит из центральной части — диска и внешней, на которую сажается шина — обода) для автомобиля следует соблюдать указанные заводом-изготовителем допустимые параметры, особенно — вылет, так как при установке колёс с неправильно подобранным вылетом плечо обката может сильно измениться, что весьма существенно сказывается на управляемости и безопасности автомобиля, а также на долговечности его деталей.
Например, при установке колёс с нулевым или отрицательным вылетом при предусмотренном с завода положительном (к примеру, слишком широких) плоскость вращения колеса сдвигается наружу от не меняющейся при этом оси поворота колеса, и плечо обката может приобрести излишне большое положительное значение — руль при этом начинает «рваться из рук» на каждой неровности дороги, усилие на нём при парковке превышает все допустимые величины (из-за увеличения плеча рычага по сравнению со штатным вылетом), а износ ступичных подшипников и других компонентов подвески существенно увеличивается.
kalina-2.ru
Плечо обкатки Википедия
Эта статья нуждается в переработке. Нужны источники, много ОРИССАПожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. Дополнительные сведения есть на странице обсуждения. (2017-01-22) |
Подвеска автомобиля, или система подрессоривания, — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой[1]. Входит в состав шасси.
Подвеска выполняет следующие функции:
- Физически соединяет колёса или неразрезные мосты с несущей системой автомобиля — кузовом или рамой;
- Передаёт на несущую систему силы и моменты, возникающие при взаимодействии колёс с дорогой;
- Обеспечивает требуемый характер перемещения колёс относительно кузова или рамы, а также необходимую плавность хода.
Основными элементами подвески являются:
- Упругие элементы, которые воспринимают и передают нормальные (направленные по вертикали) силы реакции дороги, возникающие при наезде колеса на её неровности;
- Направляющие элементы, которые задают характер перемещения колёс и их связи между собой и с несущей системой, а также передают продольные и боковые силы и их моменты.
- Амортизаторы, которые служат для гашения колебаний несущей системы, возникающих вследствие действия дороги.
В реальных подвесках зачастую один элемент выполняет сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновреме
ru-wiki.ru
Плечо обката ВАЗовских машин
Плечо обката ВАЗовских машин| Плечо обката ВАЗовских
машин Автор Сергей Мишин |
Вот что удалось выяснить. Цифры неточные, поэтому информация полуофициальная. Но другого ничего нет. Так что чем богаты…
Модели | Вылет колеса, | Величина плеча обката, |
2101-2107 | 29 | +54 |
2108-2112 | 40 | -8 |
35 | -3-5 | |
Нива | 58 | +24 |
Шеви-Нива | 58** | 0 |
45-48 | +8-10 | |
40 | +18 |
Примечания:
* — колеса с вылетом 35 мм введены на заводе 1-1,5 тому назад.
** — изначально проектируемая величина при штатных (старых) нивовских дисках.
Сегодня идут варианты с разными вылетами от 48 до 40 мм, поэтому нулевого плеча на Шеви уже не осталось.
Сергей Мишин
Сообщение Сергея Мишина прислал AlexM
(из конференции журнала «За Рулем»)
со своим комментарием: «Если плечо обката НИВЫ меня не удивило, то у Шеви — удивило и даже
очень. Завод, в погоне за красотой, сам свел на нет
достоинство новой подвески :-(«. Он же рекомендует ссылку на статью из
журнала, где рассмотрена теория этого
вопроса:
http://www.zr.ru/articles/35732/.
19.09.03.
www.niva-faq.msk.ru
Плечо обкатки — Энциклопедия по машиностроению XXL
Чтобы существенно уменьшить обратные удары на рулевом колесе от наезда на неровности дороги, что особенно важно при движении по прямой или при малых углах поворота рулевого колеса, иногда применяют рулевые механизмы, передаточное число которых не постоянно, а увеличивается в среднем положении механизма. Важным средством снижения обратных ударов на рулевом колесе являются уменьшение плеча обкатки С (см. рис. 166, а). [c.209]Задевание больших зубчатых колес о стенки кожуха передачи обнаруживают по характерному периодическому или сплошному скрежету. Устранить дефект сборки на линии трудно, поэтому в кожух добавляют смазку и по возможности сокращают плечо обкатки. [c.196]
Развал колес совместно с поперечным наклоном шкворней уменьшает расстояние а между средней плоскостью колеса и точкой пересечения оси шкворня с поверхностью дороги, которое называют плечом обкатки, благодаря чему уменьшается усилие для поворота колеса относительно шкворня (облегчается управление машиной). [c.343]
| Рис. 3.1.58. Опора переднего колеса автомобилей Ауди-80 и Фольксваген-пассат . Хорошо видны поворотный кулак, приваренный к стойке, и нижний направляющий шарнир, который после ослабления затяжки двух болтов можно переместить относительно нижнего рычага в боковом направлении, чтобы отрегулировать развал колес. В связи с наличием отрицательного плеча обкатки диск колеса выполнен с большой глубиной |  |
| Рис. 3.5.3. Чем более отвесно установлена стойка подвески Макферсон и чем ближе к горизонтали положение нижнего рычага ВОх, тем меньше высота т расположения центра крена М от уровня дороги, следствием чего является нежелательное изменение развала колес во время хода колес вверх. Кинематические свойства подвески могут быть улучшены путем удлинения нижнего рычага (точки и Ог). Чтобы получить малое нли отрицательное плечо обкатки точка В должна быть смещена внутрь колеса, что обеспечит уменьшение плеча Ь — |  |
На переднеприводном автомобиле в точке контакта переднего колеса с дорогой кроме вертикальной и боковой сил действует еще тяговая сила Р . При положительном плече обкатки (как [c.202]
На рис. 3.5.21, а показана конструкция, применяемая с 1977 г. фирмой БМВ с мод. 728 по мод. 7331, с наклонными, смещенными к колесу пружинами, которые упираются верхней частью на трехточечный подшипник. Боковые силы воспринимают нижние поперечные рычаги 1, а продольные силы — косые рычаги 2, направленные вперед подобно растяжкам (рис. 3.5.21, б, слева). Как показано на рисунках, точки и шарнирного крепления штанг 1 и 2 разнесены. Пересечение линий продолжения этих прямых дает мнимый полюс В, через который проходит в данном случае ось поворота колеса (см. рис. 4.10.2), что позволяет одновременно получить достаточно малое положительное плечо обкатки (Т о = 13 мм) и разместить вентилируемый тормозной диск большого диаметра, не располагая его глубоко во внутреннем пространстве колеса. В связи с этим диск колеса не требуется делать с большим вылетом, что позволяет сэкономить и материал, и средства. Как показано на рис. 3.5.21, б, справа, во время поворота колеса на угол 3 четырех-звенник с шарнирами Ог, и заставляет мнимую точку В [c.213]
В целях обеспечения желаемой устойчивости и управляемости автомобиля, в частности, устойчивого прямолинейного движения и уменьшения изнашивания шип изготовители автомобилей предписывают для передних подвесок всех моделей определенные установочные параметры с допусками (см. табл. 4.1.1). Регулируемыми являются схождение (см. рис. 4.6.1) и, в большинстве случаев, также углы развала и продольного наклона оси поворота колес (см. рис. 4.5.1 и 4.8.2). Другие содержащиеся в таблице параметры поперечный наклон оси поворота, плечо обкатки, вынос колеса и разность углов поворота передних колес представляют собой конструктивные данные, которые нелегко замерить. Они необходимы только для того, чтобы иметь возможность оценить автомобиль с точки зрения безопасности движения после аварии или длительного пробега. [c.274]
Развал Угол поперечного наклона оси поворота колеса бо Плечо обкатки Яо. мм Продольный наклон осн поворота колеса Вынос колеса, мм 1 [c.275]
М 2, обусловленный действием вертикальной силы Р,, наличием плеча обкатки и углом б поперечного наклона оси поворота (рис. 4.8.1 и 4.10.4) [c.319]
| Рис. 4.8.1. Вертикальная сила Рп иа плече обкатки o образует стабилизирующий момент при повороте колеса только в том случае, если ось поворота имеет угол поперечного наклона 6. Так называемая весовая стабилизация будет тем значительнее, чем больше о. 6 и (или т ) |  |
Согласно стандарту ДИН 70020 плечо обкатки (см. рис. 4.8.1 и 4.8.2) должно указываться для автомобиля в ненагруженном состоянии. Этот размер определяют как расстояние от линии пересечения центральной плоскости вращения колеса с опорной поверхностью до точки пересечения продолжения оси поворота с этой же поверхностью. Таким образом, размер может быть легко определен по данным сборочного чертежа передней подвески с точки же зрения механики движения имеет значение лишь длина перпендикуляра, опущенного на оси поворота, изображенные на виде сзади. [c.321]
Неодинаковость действия тормозных сил вызывает в этом случае эффект обратного поворота колес, который может предотвратить поворот автомобиля относительно вертикальной оси. Величины плеч обкатки различных европейских легковых автомобилей приведены в табл. 4.1.1 размеры Rq колеблются от -1-79 мм до —18 мм. Чтобы избежать какого-либо воздействия на рулевое управление во время торможения, фирма Даймлер-бенц предусматривает на всех моделях небольшое плечо обкатки, а на моделях серии 5 Rq — 0. [c.322]
| Рис. 4.9.7. В результате наличия отрицательного плеча обкатки происходит желательное уменьшение плеча продольной силы |  |
В стандарте ДИН 70020 поперечный наклон оси поворота определяется как угол между осью поворота и плоскостью, перпендикулярной опорной поверхности дороги и параллельной продольной оси автомобиля. На грузовых автомобилях, тракторах и строительных машинах этот угол обычно равнозначен углу наклона шкворня (см. рис. 3.4.11) в передних подвесках легковых автомобилей направляющие функции осуществляют шаровые шарниры (см. рис. 3.1.14). В подвеске на двойных поперечных рычагах ось поворота проходит не по отверстиям 1 я 2 в поворотной стойке (расположенной, чаще всего, вертикально, рис. 4.10.1), а по центрам головок шаровых пальцев, вставленных в эти отверстия. Как показано на рис. 4.10.2, на чертеже должен быть проставлен суммарный угол развала и поперечного наклона оси поворота, а для изготовления и контроля удобнее задавать размеры в двух направлениях, приняв за базы опорную поверхность, предназначенную для внутреннего подшипника, и ось цапфы (рис. 4.10.1). В подвеске Макферсон расстояние между нижним шаровым шарниром и верхней точкой крепления А на брызговике крыла больше, но верхние направляющие элементы расположены рядом с колесом (как видно на рис. 3.5.2), поэтому, чтобы получить достаточно места для размещения цепей противоскольжения на шинах, может потребоваться больший угол поперечного наклона. Как показано на рис. 3.5.3 и 4.4.10, а, для получения малого или отрицательного плеча обкатки нижний шаровой шарнир В может быть смещен с оси стойки наружу. В этом случае осью поворота является линия, соединяющая верхнюю точку крепления А и центр шарнира В. [c.325]
Во время поворота рулевого колеса наклонная ось поворота колеса при плече обкатки осуществляет приподнимание [c.326]
| Рис. 4.10.5. Наличие отрицательного плеча обкатки приводит к уменьшению плеча вертикальной силы Rg, длина которого влияет на величину стабилизирующего момента и, чтобы сохранить эту величину, необходимо увеличить угол поперечного наклона оси поворота бо |  |
Питание 75 Плавность хода 176 Планетарный механизм 122, 158 Платформа 277 Плечо обкатки 208 Пневмакаток 172, 177, 179 Пневматическая шина 170 Пневматический тормозной привод 261 Пневматический упругий элемент 191 Пневматический усилитель 117 Поворачиваемость 206 Поворот автомобиля 217, 220 Поглощение энергии удара 212 Подвеска 9, 164 [c.299]
Из рпс. 4.9.4 и 4.9.7 видно, что при наличии более длинного плеча / 2 влияние неравенства тормозных сил на рулевое колесо будет больше в случае расположения тормозов на главной передаче. Фирма Ситроен устранила этот недостаток на мод. Д и ЖС путем размещения оси поворота колеса в его центральной плоскости вращения (см. рис. 4.6.6). Фирмы Ауто юнион и Фольксваген перешли на применение отрицательного плеча обкатки, который вызывает эффект обратного поворота только при расположении тормозов на колесах (см. рис. 3.5.4) это, вероятно, является причиной того, что почти все новые конструкции имеют тормоза на колесах. [c.78]
| Рис. 3.4.5. Передняя подвеска автомобилей Даймлер-бенц поколения S (выпуска 1972 г.) имеет нижиие несущие шарниры, расположенные почти в средней плоскости колес, для того, чтобы разместить вентилируемые тормозные диски большого диаметра при плече обкатки колес R = О (см. разд. 4.9). Нижние рычаги соединены поперечиной и имеют широкую опорную базу. |  |
| Рис. 3.5.4. Передняя подвеска автомобилей Ауди-80 и Фольксваген-пассат имеет отрицательное плечо обкатки Яи = —18 мм и почти вертикально стоящие амортизаторы. Пружнны расположены наклонно для уменьшения сил, действующих между штоком и направляющей, которые могут вызвать заедание. Прочие подробности смотрите на рис. 3.1.58, 3.5.20, а |  |
| Рис. 3.5.11. Автомобиль Ауди-50 , мод. Поло и Дерби фирмы Фольксваген имеют тормоза, расположенные на колесах. При действие тормозов в обеих точках крепления стойки подвески возникают продольные силы Ах% и которые противодействуют составляющим A i и Вхъ-обусловленным смещением пружнны. В результате этого при торможении автомобиля с приложением малого усилия на педаль происходит уменьшение снлы трения, способствующей возникновению заедания. В связн с наличием отрицательного плеча обкатки тормозную силу Рь следует рассматривать приложенной на расстоянии а= Rq os 6о sin бо выше уровня дороги (см. рнс. 4.9.1) |  |
Впервые подвеска Макферсон была применена в 1965 г. на автомобиле Пежо-204 , через год — на Форд-12/15 МП6 , в 1967 г. на Ауди-НСУ Ро 80 (рис. 3.5.24) и в 1969 г. — на Фиат-128 . Настоящее широкое использование началось в начале 70-х годов. Почти все новые переднеприводные автомобили в Европе оснащают такой подвеской, часть из них — со смещенными пружинами (см. рис. 3.5.9), а другую часть со смещенным к колесу нижним направляющим шарниром (см. рис. 3.5.4 и 4.9.7) в ФРГ последнее потребовалось для получения отрицательного плеча обкатки. На рис. 3.5.25 (передняя подвеска автомобиля Пежо-104 выпуска 1972 г.) можно рассмотреть конструктивные подробности. Поворотный кулак 21 неподвижно соединен с корпусом амортизаторной стойки. В нем установлен двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник 3 (см. рис. 3.1.49 и 3.1.58). Внутреннее кольцо этого подшипника установлено на ступице 2 уплотнение с обеих сторон осуществляется радиальными манжетами (см. рис, 3.1.46). В целях [c.218]
Кроме того, происходит перераспределение нагрузок по колесам и получается, что вертикальная сила, действующая на наружном колесе, больше, чем на внутреннем F va > Pnvi> к тому же углы P и Рд почти всегда не равны, так что моменты, действующие на левом и правом колесах, в любом случае будут неодинаковыми. Уравнение для определения момента /ki 2 показывает, что возврат рулевого колеса имеется только в том случае, когда угол поперечного наклона оси поворота 6 > 0°, а из формулы для определения Rg видно, что возвратный момент возникает при отрицательном плече обкатки (рис. 4.10.5 и 4.9.8). Легковые автомобили, параметры которых приведены в табл. 4.1.1, имеют либо большое плечо обкатки и малый угол поперечного наклона оси поворота колеса (например, [c.327]
Действие вылета оси поворота можно сравнить с эффектом рояльной ножки , при котором колесо в ведомом режиме качения само выставляется по направлению перемещения (рис. 4.11.4). Тяговая сила и противодействующая ей, вызванная сопротивлением качению Wif, расположены на одной линии действия, т. е. обеспечивают устойчивое состояние в процессе взаимодействия, поскольку ось поворота и ось колеса расположены на определенном расстоянии одна от другой. Аналогичный эффект, несмотря на наличие плеча обкатки и поперечного наклона оси поворота, имеется на колесах автомобиля, когда оси поворота колес установлены с вылетом, а колеса соединены рулевыми тягами. Если дорожная неровность или поворот рулевого колеса отклоняют колеса на угол Р от прямого направления (рис. 4.11.5), то составляющая сопротивления качению Wsin Р, действуя на плече п а (или п ), поворачивает колеса [c.329]
mash-xxl.info
Углы установки колес автомобиля: угол кастера, плечо обката и максимальный угол поворота к
Углы установки колес автомобиля
От правильной регулировки колес автомобиля зависят многие факторы: управляемость автомобиля, срок службы покрышек, расход топлива, а также безопасность самого автомобиля. Так давайте разберемся в углах установки колес и дадим рекомендации по их регулировке.
При движении автомобиля колеса смещаются относительно кузова, причем траектория этого смещения определяется конструкцией так называемого направляющего аппарата подвески, состоящего из рычагов (продольных, поперечных или диагональных) и шарниров (шаровых и резинометаллических). В некоторых подвесках элементом направляющего аппарата могут являться стабилизаторы поперечной устойчивости, а также амортизаторные стойки (типа «Мак-Ферсон»). При деформации упругого элемента подвески в результате изменения загрузки автомобиля, преодоления неровностей дороги, кренов кузова под действием центробежных сил при повороте в подвесках большинства конструкций положение колеса относительно кузова меняется, вместе с ним изменяются и все установочные углы. Исключение, возможно, составляют подвески с параллелограммными продольными рычагами (использовалась в передней подвеске автомобиля ЗАЗ-965), да и то только в случае отсутствия крена кузова. Однако если отвлечься от общих рассуждений, то следует руководствоваться следующими соображениями. Автомобильная подвеска вместе с автомобилем постоянно совершенствуется уже более ста лет. Каждая конкретная конструкция, прежде чем воплотиться в серийную продукцию, проходит длительный этап исследований и доводок. Поэтому к рекомендациям фирм-производителей автомобилей вообще и по установке колес в частности следует относиться с полной серьезностью и ответственностью.
Надо понимать, что для каждой модели автомобиля эти рекомендации различны. Например, на некоторых машинах устанавливаются нулевые и даже отрицательные углы развала колес. Но в любом случае эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин конкретной модели автомобиля.
Следует отметить, что заводские рекомендации включают определенные требования по загрузке автомобиля (снаряженная масса, полная разрешенная масса и т. п.), в техническом описании и в инструкции по эксплуатации автомобиля указаны значения углов установки колес и осей поворота, а также условия, при которых они проверяются и устанавливаются.
Периодически при эксплуатации автомобиля (минимум через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на автомобиле были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов по ходовой это просто необходимо делать сразу же. В любом случае следует помнить, что регулировка углов развала и схождения управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления автомобиля, и никак не иначе. Но сначала давайте разберемся в теории и вспомним, какие параметры установки колес на что влияют и для чего нужны все эти углы.Максимальный угол поворота колес Он характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо автомобиля при полностью вывернутом руле. И чем меньше этот угол, тем больше точность и плавность управления. Ведь дл поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем. Но не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус поворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет очень тяжело. Вот и приходится производителям искать некую «золотую середину», маневрируя между большим радиусом поворота и точность управления.Плечо обкатаПлечо обката — кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения колеса и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения будет смещаться наружу колеса, а при положительном значении — внутрь. Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. Но в практике, из-за конструкции автомобиля, сделать это очень сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Вот и получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при проезде поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению. Для борьбы с положительным плечом оката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал колес. Это хоть и уменьшало плечо обката автомобиля, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.Угол кастераКастер отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если говорить простыми словами, то кастер заставляет автомобиля ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если вы убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если же на автомобиль действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать очень плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.
Главная функция кастера — это наклон колес в сторону поворота руля автомобиля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит и на управляемость автомобиля. Если автомобиль двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение. А вот в повороте все иначе. При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. И чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо автомобиля тоже наклоняется в сторону поворота. Но везде нужно знать меру, ведь при очень большом кастере, колесо автомобиля будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.Поперечный наклон оси поворотаОтвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься. А так как весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката. Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких «недугов» автомобиля как положительный развал колес и положительное плечо обката.
Во многих современных автомобилях применяется подвеска типа «Мак-Ферсон». Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката. Ведь ось поворота колеса состоит из опоры одного единственного рычага, которой легко можно поместить внутрь колеса. Но и эта подвеска не совершенна, ведь из-за его конструкции сделать угол наклона оси поворота маленьким практически невозможно. В повороте он наклоняет внешнее колесо под невыгодным углом (как у положительного развала), а внутреннее колесо одновременно наклоняется в противоположную сторону. В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. А так как на внешнее колесо в повороте приходится основная нагрузка, вся ось сильно теряет в сцеплении. Это, конечно, можно частично компенсировать кастером и развалом. Тогда сцепление внешнего колеса будет хорошим, а у внутреннего (менее важного) колеса практически исчезнет.Параллельность поворотаПри повороте руля колесо, которое смотрит внутрь поворота, отклоняется на больший угол, чем внешнее, изменяя угол схождения передних колес. Таким образом достигается большая устойчивость автомобиля и стабильность поведения.Схождение колес автомобиляСуществует два вида схождения автомобиля: положительное и отрицательное. Определить тип схождения очень просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди автомобиля, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное. Если будет положительное схождение передних колес, то автомобиль будет легче заходить в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость. На задней оси при положительном схождении колес, автомобиль при прямолинейном движении будет более устойчивым, а если будет отрицательное схождение — то автомобиль будет вести себя неадекватно, и рыскать из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения автомобиля от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени. Развал колесРазвал колес, как и схождение, может быть как отрицательным, так и положительным. Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь, то это отрицательный развал, а если будут отклоняться наружу автомобиля — то это уже положительный развал. Развал колеса необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. Изменение угла развала колес сказывается на поведении автомобиля на прямой, ведь колеса стоят не перпендикулярно дороге, а значит имеют не максимальное сцепление. Но это сказывается только на заднеприводных автомобилях при трогании с места с пробуксовкой.
avtotrec.ru
Плечо обкатки — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Подвеска автомобиля, или система подрессоривания, — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой[1]. Входит в состав шасси.
Подвеска выполняет следующие функции:
- Физически соединяет колёса или неразрезные мосты с несущей системой автомобиля — кузовом или рамой;
- Передаёт на несущую систему силы и моменты, возникающие при взаимодействии колёс с дорогой;
- Обеспечивает требуемый характер перемещения колёс относительно кузова или рамы, а также необходимую плавность хода.
Основными элементами подвески являются:
- Упругие элементы, которые воспринимают и передают нормальные (направленные по вертикали) силы реакции дороги, возникающие при наезде колеса на её неровности;
- Направляющие элементы, которые задают характер перемещения колёс и их связи между собой и с несущей системой, а также передают продольные и боковые силы и их моменты.
- Амортизаторы, которые служат для гашения колебаний несущей системы, возникающих вследствие действия дороги.
В реальных подвесках зачастую один элемент выполняет сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновременно как нормальную реакцию дороги (то есть, является упругим элементом), так и боковые и продольные силы (то есть, является и направляющим элементом), а также за счёт межлистового трения выступает в качестве несовершенного фрикционного амортизатора.
Однако в подвесках современных автомобилей, как правило, каждую из этих функций выполняют отдельные конструктивные элементы, достаточно жёстко задающие характер перемещения колёс относительно несущей системы и дороги, что обеспечивает заданные параметры устойчивости и управляемости.
Современные автомобильные подвески становятся сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, зачастую имеют электронные системы управления, что позволяет достичь сочетания высоких параметров комфортабельности, управляемости и безопасности.
encyclopaedia.bid