Главное меню

Реклама

Все владельцы машин слышали о схождении и развале, а что такое кастор и плечо обкатки многие не знают. В статье простым языком объяснены основные параметры подвесок, и на что каждый из них влияет... по отдельности. А вот над их оптимальным сочетанием давно бьются инженеры.

 

Самое простое и, казалось бы, очевидное решение - вообще не делать никаких углов. При этом колесо в ходе сжатия-отбоя остается перпендикулярным к дороге, в постоянном и надежном контакте с ней (рис. 1). Правда, совместить центральную плоскость вращения колеса и ось его поворота конструктивно довольно сложно (здесь и далее речь о классической двухрычажной подвеске заднеприводных "жигулей"), поскольку обе шаровые опоры вкупе с тормозным механизмом внутрь колеса не помещаются. А раз так, то плоскость и ось "расходятся" на расстояние А, называемое плечом обката (при повороте колесо обкатывается вокруг оси ab). В движении сила сопротивления качению неведущего колеса создает на этом плече ощутимый момент, скачкообразно меняющийся при проезде неровностей. Мало кому понравится езда с постоянно рвущимся из рук рулем!

 

Подвеска "без углов"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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. 2). Здесь важно не переусердствовать, чтобы при ходе вверх колесо не слишком заваливалось внутрь. На практике делают так: несколько наклонив ось поворота (b), нужную величину добирают наклоном плоскости вращения колеса (a). Угол a и есть развал. Под этим углом колесо опирается о дорогу. Покрышка в зоне контакта деформируется (рис. 3).

Для чего служит развал колес

Выходит, что автомобиль движется словно на двух конусах, стремящихся раскатиться в стороны. Чтобы компенсировать эту неприятность, плоскости вращения колес надо свести. 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 (b) отвечает за весовую стабилизацию. Легко заметить, что при этой схеме (рис. 4) 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, для этого приходится сохранять то самое, хоть и небольшое, но нежелательное положительное плечо обката.

Статическая стабилизация колес

 

Продольный угол наклона оси поворота - кастер - дает динамическую стабилизацию (рис. 5).

Кастор

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. Теперь при повороте боковые реакции дороги, приложенные позади ... (спасибо кастеру!) (рис. 6) стараются вернуть колесо на место.

Как работает кастер

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 "Мак-Ферсон" ситуация совершенно иная. Эта конструкция позволяет получить нулевое и даже отрицательное (рис. 7б) 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 знакомых всем ВАЗов "восьмого" семейства развал - 0°±30', схождение - 0±1 мм. 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') угол продольного наклона оси поворота сохранен для устойчивости при торможении. Значительный вклад в "правильное" поведение автомобиля вносит отрицательное плечо обката - при возрастании сопротивления качению колеса оно автоматически корректирует траекторию.

Плечи обката

 

Здесь описаны только основные понятия по углам установки колес. Различные сочетание этих углов и их изменение при качении колеса и прохождении препятствий могут давать самые разные эффекты.

При промышленном расчете подвесок также учитывается жесткость шарниров подвески - сайлент блоков, динамическая развесовка по осям, и взаимное влияние характеристик передней и задней подвесок, что практически невозможно предусмотреть при самостоятельном проектировании подвески багги.Однако существующие машинки превосходно ездят и радуют своих владельцев!

В заключении могу добавить, при проектировании подвески самодельного автомобиля, будет непло предусмотреть возможность регулировки в достаточно широких пределах углов установки как передних, так и задних колес.

Использованы материалы журнала "За рулем"

Joomla Template - by Joomlage.com