Рис. 5.3. Передняя (независимая) подвеска легкового автомобиля: 1 - полуось; 2,5 - элементы кузова; 3 - рулевая тяга; 4 - амортизационная стойка; 6 - пружина; 7 - опорный подшипник; 8 - шарнир рулевой ТЯГИ; 9 - поворотный кулак; 10 - колесо; 11 - шариковый ШРУС; 12 - шаровая опора; 13 - рычаг; 14 - стабилизатор
Упругие элементы служат для снижения нагрузок, действующих от дороги на кузов.
Они выполняются в виде цилиндрических пружин (рессор) и амортизаторов.
Задача рессоры любой конструкции - смягчить удары, передающиеся на кузов со стороны дороги. Однако при этом кузов начинает раскачиваться. Для того чтобы предотвратить последующее раскачивание кузова, служат амортизаторы. То есть задача амортизатора заключается в том, чтобы дать рессоре смягчить удар от конкретной неровности дороги, позволив качнуть кузов один раз, после чего полностью погасить ее колебания. Бывалые водители проверяют исправность амортизатора так: резко нажимают на кузов автомобиля над каким-либо колесом. Если после отпускания кузов возвращается в прежнее положение и больше не раскачивается, то амортизатор данного колеса исправен.
Важным элементом подвески является стабилизатор поперечной устойчивости. Он уменьшает крен автомобиля при движении в повороте. Под действием центробежной силы автомобиль в повороте наклоняется к наружному закруглению дороги (рис. 5.4), колеса одного борта еще сильнее прижимаются к дороге, а колеса противоположного борта пытаются оторваться от дороги. Вот тут вступает в работу стабилизатор, который выправляет положение кузова автомобиля.
Рис. 5.4. Действие центробежной силы на автомобиль в повороте
Передние колеса автомобиля независимо от конструкции подвески устанавливают под определенными углами наклона относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей. Это позволяет уменьшить сопротивление движению, износ шин, а также снизить расход топлива. Кроме того, этим достигается автоматическое возвращение управляемых колес в положение прямолинейного движения после поворота, т.е. их стабилизация.
Стабилизация колес достигается за счет наклона их осей поворота в поперечной и продольной плоскостях. Внимательный автовладелец может разглядеть, что передние колеса установлены с некоторым наклоном (угол а на рис. 5.5) и точка А контакта колеса с дорогой находится позади точки контакта оси поворота колеса с дорогой Б (если мысленно продлить эту ось до поверхности дороги). Именно из-за этого колесо возвращается в положение прямолинейного движения.
Рис. 5.5. Наклон оси поворота переднего колеса
Чтобы это было проще понять, рассмотрим бытовой пример: колеса тележки в супермаркете (рис. 5.6). Здесь хорошо видно, что ось вилки крепления колеса и точка касания колеса с поверхностью нр совпадают. В какую бы сторону вы не повезли тележку, вилка сразу же поворачивается в противоположную сторону и стремится сохранить это положение. Для достижения эффекта стабилизации вилки руля мотоциклов, мопедов и велосипедов также выполнены с наклоном (см. точки А и Б на рис. 5.6).
Рис. 5.6. колесо тележки и колесо велосипеда
Немного отвлечемся от углов установки колес, но все же продолжим говорить о углах. Только теперь поговорим об углах поворота колес. Для того чтобы автомобиль точно двигался в повороте по заданной траектории, его передние колеса должны поворачиваться на разные углы (рис. 5.7). В противном случае возникает боковое скольжение одного из них. Одно временный поворот левого и правого передних колес достигается специальной конструкцией рулевой трапеции, при помощи которой каждое из этих колес поворачивается на такой угол, что продолжения осей всех колес автомобиля пересекаются в одной точке - в центре поворота.
Рис. 5.7. Разница углов поворота передних колес автомобиля
Теперь вновь об углах установки колес. Далее в рамках данного учебника рассматриваются только самые общие понятия о тех углах установки колес, с которыми автовладелец столкнется, отправляясь на сервисную станцию для проведения очередного технического обслуживания своего автомобиля, т.е. те, которые обычно требуют контроля и регулировки в процессе эксплуатации. Современные автосервисы должны иметь специальные стенды, позволяющие регулировать развал и схождение колес.
Рис. 5.8. Углы развала колес
Угол развала колес представляет собой угол между вертикальной плоскостью и плоскостью колеса (рис. 5.8). Этот угол невелик и обычно лежит в пределах 1-2°, но именно с его помощью обеспечивается вертикальное положение колеса при движении, несмотря на возможные деформации деталей передней подвески. Кроме того, угол развала управляемых колес облегчает их поворот и уменьшает нагрузку на подшипниковый узел колеса. Однако такая установка колес приводит к их боковому скольжению, вызывающему износ шин и увеличение расхода топлива. Для устранения бокового скольжения применяют схождение колес в горизонтальной плоскости (рис. 5.9). Поэтому угол схождения (угол ft на рис. 5.9) зависит от угла развала колес. Схождение колес чаще всего регулируется изменением длины поперечной рулевой тяги.
Рис. 5.9. Углы схождения колес
Характерными признаками нарушения углов установки развала и схождения колес являются:
- неравномерный износ протектора шины;
- увод автомобиля в сторону при прямолинейном движении;
- нахождение руля при прямолинейном движении под некоторым углом (это легко проконтролировать, например, по положению его спиц);
- рыскание автомобиля при движении по неровной дороге.