Навіщо підвісці кути?
Всі власники машин чули про сходження і розвал, а що таке кастор і плече обкатки багато хто не знає. У статті простою мовою пояснено деякі параметри підвісок, і на що кожен з них впливає. окремо. А ось над їх оптимальним поєднанням давно б'ються інженери.
Найпростіше і, здавалося б, очевидне рішення - взагалі не робити ніяких кутів. При цьому колесо в ході стиснення-відбою залишається перпендикулярним до дороги, в постійному і надійному контакті з нею (рис. 1). Правда, поєднати центральну площину обертання колеса і вісь його повороту конструктивно досить складно (тут і далі мова про класичну двохважелем підвісці задньопривідних "жигулів"), оскільки обидві кульові опори укупі з гальмівним механізмом всередину колеса не поміщаються. А раз так, то площину і вісь "розходяться" на відстань А, зване плечем Обкатился (при повороті колесо обкатується навколо осі ab). У русі сила опору коченню незнаючим колеса створює на цьому плечі відчутний момент, стрибкоподібно змінюється при проїзді нерівностей. Мало кому сподобається їзда з постійно рвуться з рук кермом!
Крім того, доведеться неабияк попітніти, долаючи цей самий момент в повороті. Стало бути, позитивне (в даному випадку) плече Обкатился бажано зменшити, а то і зовсім звести до нуля. Для цього можна нахилити вісь повороту ab (рис. 2). Тут важливо не перестаратися, щоб при ході вгору колесо не занадто завалювалося всередину. На практиці роблять так: кілька нахиливши вісь повороту (b), потрібну величину добирають нахилом площини обертання колеса (a). Кут a і є розвал. Під цим кутом колесо спирається про дорогу. Покришка в зоні контакту деформується (рис. 3).
Виходить, що автомобіль рухається немов на двох конусах, що прагнуть розкотитися в сторони. Щоб компенсувати цю неприємність, площини обертання коліс треба звести. Процес називається регулюванням сходження. Як ви вже здогадалися, обидва параметри жорстко пов'язані. Тобто, якщо кут розвалу нульовий, не повинно бути і сходження, негативний - потрібно розбіжність, інакше шини будуть "горіти". Якщо на автомобілі розвал коліс виставлений по-різному, його буде тягнути в сторону колеса з великим нахилом.
Інші два кута забезпечують стабілізацію керованих коліс - простіше кажучи, змушують автомобіль з відпущеним кермом їхати прямо. Перший, вже знайомий нам кут поперечного нахилу осі повороту (b) відповідає за вагову стабілізацію. Легко помітити, що при цій схемі (рис. 4) в момент відхилення колеса від "нейтрали" передок починає підніматися. А так як важить він чимало, то при відпуску керма під дією сили тяжіння система прагне зайняти вихідне положення, відповідне руху по прямій. Правда, для цього доводиться зберігати те саме, хоч і невелике, але небажане позитивне плече Обкатился.
Поздовжній кут нахилу осі повороту - кастер - дає динамічну стабілізацію (рис. 5).
Принцип його ясний з поведінки рояльного коліщатка - в русі воно прагне опинитися позаду ніжки, тобто зайняти найбільш стійке положення. Щоб отримати той же ефект в автомобілі, точка перетину осі повороту з поверхнею дороги (с) повинна бути попереду центру плями контакту колеса з дорогою (d). Для цього вісь повороту і нахиляють уздовж. Тепер при повороті бічні реакції дороги, прикладені позаду. (Спасибі Кастер!) (Рис. 6) намагаються повернути колесо на місце.
Більш того, якщо на машину діє бічна сила, не пов'язана з поворотом (наприклад, ви їдете по косогору або при бічному вітрі), то кастер забезпечує при випадково відпущеному кермі плавний поворот машини "під схил" або "під вітер" і не дає їй перекинутися.
У переднеприводном автомобілі з підвіскою "Мак-Ферсон" ситуація зовсім інша. Ця конструкція дозволяє отримати нульове і навіть негативне (рис. 7б) плече Обкатился - адже всередину колеса тут треба "засунути" лише опору єдиного важеля. Кут розвалу (і, відповідно, сходження) легко звести до мінімуму. Так і є: у знайомих усім ВАЗів "восьмого" сімейства розвал - 0 ° ± 30 ', сходження - 0 ± 1 мм. Так як передні колеса тепер тягнуть автомобіль, динамічна стабілізація при розгоні не потрібно - колесо вже не котиться позаду ніжки, а тягне її за собою. Невеликий (1 ° 30 ') кут поздовжнього нахилу осі повороту збережений для стійкості при гальмуванні. Значний внесок в "правильну" поведінку автомобіля вносить негативне плече Обкатился - при зростанні опору коченню колеса воно автоматично коригує траєкторію.
Тут описані лише основні поняття по кутах установки коліс. Різні поєднання цих кутів і їх зміна при коченні колеса і проходженні перешкод можуть давати найрізноманітніші ефекти.
При промисловому розрахунку підвісок також враховується жорсткість шарнірів підвіски - сайлент блоків, динамічна по осях, і взаємний вплив характеристик передньої і задньої підвісок, що практично неможливо передбачити при самостійному проектуванні підвіски баггі.Однако існуючі машинки чудово їздять і радують своїх власників!
У висновку можу додати, при проектуванні підвіски саморобного автомобіля, буде Неплях передбачити можливість регулювання в досить широких межах кутів установки як передніх, так і задніх коліс.
Використано матеріали журналу "За кермом"