5.4. Возврат рулевого колеса.

 

Для увеличения тенденции к восстановлению прямолинейного движения после прекращения поворота управляемых колес на них должен действовать стабилизирующий момент, который, с одно стороны, затрудняет поворот управляемых колес, с другой стороны – стремится вернуть управляемые колеса в положение, соответствующее прямолинейному движению. Отсутствие стабилизирующего момента снижает ощущение скорости и поведения автомобиля в повороте, кроме того, существует опасность, что при выходе из поворота рулевое колесо будет возвращаться в положение прямолинейного движения с недостаточной скоростью, что приведет к отклонению автомобиля от намеченной траектории движения.

Для автомобилей с задними ведущими колесами, в связи с недостаточной устойчивостью их движения в повороте (рис. 5.56б), требуются такие установочные параметры, которые приводили бы к повышению стабилизации управляемых колес.

Переднеприводные модели (рис 5.56а), у которых приложение тяговых сил обеспечивает стабилизацию управляемых колес, нуждаются в этом в меньшей степени.

Для обеспечения возврата рулевого колеса после выполнения поворота существует ряд возможностей, обусловленных тем, что силы, действующие на управляемые колеса и приложенные к середине пятна их контакта с опорной поверхностью, имеют некоторые плечи действия прилагаемых сил, следовательно, образуют моменты:

  • ML1 – обусловленный действием боковой силы FS и величиной ее сноса na относительно точки E пересечения продолжения оси поворота

poyasneniya_14_01

Рис. 5.56. Причина возникновения неустойчивости движения.

Передние ведущие колеса «тянут» автомобиль за собой, поэтому две тяговые силы Fa и сила

инерции Fi стабилизируют его движение.

Приложение двух тяговых сил Fa к задним ведущим колесам совместно с силой инерции Fi вызывает потенциально неустойчивое движение. Стабилизация такого автомобиля обеспечивается постоянным подруливанием, или требуется установка колес под такими углами, которые будут вызывать появление высокого стабилизирующего момента.

 

Переднеприводные модели (рис 5.56а), у которых приложение тяговых сил обеспечивает стабилизацию управляемых колес, нуждаются в этом в меньшей степени.

Для обеспечения возврата рулевого колеса после выполнения поворота существуют ряд возможностей, обусловленных тем, что силы, действующие на управляемые колеса и приложенные к середине пятна их контакта с опорной поверхностью, имеют некоторые плечи действия прилагаемых сил, следовательно, образуют моменты:

  •  ML1 – обусловленный действием боковой силы FS и величиной ее сноса na относительно точки E пересечения продолжения оси поворота колеса с опорной поверхностью (стабилизирующий момент шины) (см. рис. 5.57);

poyasneniya_14_02

Рис. 5.57. Возникновение стабилизирующего момента под действием боковой силы.

A и B– Верхняя и нижняя точки оси поворота управляемого колеса;

E – горизонтальный след шкворневой оси – точка, лежащая на опорной поверхности и являющаяся продолжением оси поворота A-B;

Fb – продольная сила (в рассматриваемом случае – тормозная сила, прилагаемая к середине пятна контакта колеса с дорогой);

Fn – вертикальная (нормальная) сила;

Fs – боковая сила; na – расстояние между следом шкворневой оси и серединой пятна контакта;

n’a – плечо действия боковой силы;

r – плечо обкатки;

τ – кастер – угол продольного наклона оси поворота колеса (шкворневой оси);

σ – угол поперечного наклона оси поворота колеса (шкворневой оси).

 

  • ML2 – обусловленный действием вертикальной силы Fn, наличием плеча обката r и углом σ поперечного наклона оси поворота (см. рис. 5.58);

poyasneniya_14_03

Рис. 5.58. Возникновение стабилизирующего момента в результате приложения вертикальной Fn, боковой Fs и продольной Fb сил.

 

  • ML3 – обусловленный действием продольной силы Fb и наличием плеча ее действия R1 (см. рис. 5.59);

poyasneniya_14_04

Рис. 5.59. Определение плеча действия продольной силы у ведомого колеса управляемой

оси

E и G – верхняя и нижняя точка оси поворота управляемого колеса;

O – ось вращения колеса;

Fb – продольная сила (в данном случае тормозная сила);

F’b – проекция продольной силы на ось поворота управляемого колеса;

FGx – уравновешивающая сила, приложенная к нижней шаровой опоре (точка G);

FEx – уравновешивающая сила, приложенная к верхнему шаровому шарниру (точка E);

FT – сила, приложенная к рулевой тяге;

R1 – плечо действия продольной силы;

rs – плечо обката;

γ – развал колеса;

σ – угол поперечного наклона оси поворота (шкворневой оси).

 

  • ML4 – обусловленный действием боковой силы FS и вылетом оси поворота nτ (см. рис. 5.58);
  • ML5 – обусловленный действием продольной силы Fb и вылетом оси поворота nτ (см. рис 5.58).

 

Для получения плеч действия сил ось поворота управляемого колеса устанавливают с наклоном от вертикали:

  • на виде сбоку (рис. 5.57в) – под углом τ – именуемым углом продольного наклона шкворневой оси (Camber);
  • на виде сзади (рис. 5.57а) – под углом σ – называемым углом поперечного наклона шкворневой оси (King Pin Inclination KPI).

 

Угол продольного наклона τ шкворневой оси обуславливает появление в плоскости дороги вылета оси поворота управляемого колеса na, являющегося плечом действия боковой силы Fs (рис. 5.57). В отличие от него, угол поперечного наклона σ (рис. 5.57) можно рассматривать только совместно с плечом обката r. Вертикальная сила Fn, называемой нагрузкой колеса и равной половине веса, приходящегося на переднюю ось, вызывает стабилизирующий момент.

Поскольку величина стабилизирующего момента в этом случае зависит от вертикальной нагрузки, приложенной к колесу, данный вид стабилизации называют весовой.

Величина боковой силы FS зависит от значения коэффициента бокового сцепления шины с дорогой, а величина продольной силы – от величины сопротивления качению во время движения, а так же продольных сил, действующих на колесо в повороте, при разгоне автомобиля и его торможении.

 

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о