Управляемость автомобиля

Под управляемостью понимают свойство автомобиля обеспечивать движение в направлении, заданном водителем. Управляемость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свойства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управляемости конструктивные параметры авто­мобиля должны соответствовать психофизиологическим характеристикам водителя.

Управляемость автомобиля характеризуется несколькими по­казателями. Основные из них: предельное значение кривизны траектории при круговом движении автомобиля, предельное значение скорости изме­нения кривизны траектории, количество энергии, затрачиваемой на управ­ление автомобилем, величина самопроизвольных отклонений автомобиля от заданного направления движения.

Управляемые колеса под воздействием неровностей дороги постоянно отклоняются от нейтрального положения. Способность управляемых колес сохранять нейтральное положение и возвращаться в него после поворота называется стабилизацией управляемых колес. Весовая стабилизация обес­печивается поперечным наклоном шкворней передней подвески. При пово­роте колес благодаря поперечному наклону шкворней автомобиль припод­нимается, но своим весом стремиться вернуть повернутые колеса в ис­ходное положение (рис. 5.6, а). Скоростной стабилизирующий момент обу­словлен продольным наклоном шкворней. Шкворень расположен так, что его верхний конец направлен назад, а нижний вперед. Ось шкворня пересе­кает поверхность дороги впереди пятна контакта колеса с дорогой. Поэтому при движении автомобиля сила сопротивления качению создает стабилизи­рующий момент относительно оси шкворня (рис. 5.6, б). При исправном ру­левом приводе и рулевом механизме после поворота автомобиля управляе­мые колеса и рулевое колесо должны возвращаться в нейтральное положе­ние без участия водителя.

В рулевом механизме червяк расположен относительно ролика с не­большим перекосом. В связи с этим в среднем положении зазор между чер­вяком и роликом минимален и близок к нулю, а при отклонении ролика и сошки в любую сторону зазор увеличивается. Поэтому при нейтральном положении колес в рулевом механизме создается повышенное трение, спо­собствующее стабилизации колес и скоростного стабилизирующих момен­тов

Неправильная регулировка рулевого механизма, большие зазоры в рулевом приводе могут стать причиной плохой стабилизации управляемых колес, причиной колебания курса автомобиля. Автомобиль с плохой стаби­лизацией управляемых колес самопроизвольно меняет направление движе­ния, вследствие чего водитель вынужден непрерывно поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить автомобиль на свою полосу движения.

Плохая стабилизация управляемых колес требует значительных за­трат физической и психической энергии водителя, повышает износ шин и деталей рулевого привода.

При движении автомобиля на повороте наружные и внутренние ко­леса катятся по окружностям различного радиуса (рис. 5.7). Для того, чтобы колеса катились без скольжения, их оси должны пересекаться в одной точ­ке. Л для выполнения этого условия управляемые колеса должны поворачи­ваться на разные углы. Поворот колес автомобиля на разные углы обеспе­чивает рулевая трапеция. Наружное колесо всегда поворачивается на мень­ший угол, чем внутреннее, и эта разница тем больше, чем больше угол по­ворота колес.

Значительное влияние на поворачиваемость автомобиля оказывает эластичность шин. При действии на автомобиль боковой силы (неважно, силы инерции или бокового ветра) шины деформируются и колеса вместе с автомобилем смещаются в сторону действия боковой силы. Это смещение тем больше, чем больше боковая сила и чем выше эластичность шин. Угол между плоскостью вращения колеса и направлением его движения называ­ется углом увода 8 (рис. 5.8).

При одинаковых углах увода передних и задних колес автомобиль со­храняет заданное направление движения, но повернут относительно него на величину угла увода. Если угол увода колес передней оси больше угла уво­да колес задней тележки, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге большего радиуса, чем та, которую задает во­дитель. Такое свойство автомобиля называется недостаточной поворачи- ваемостью.

Если угол увода колес задней оси больше угла увода колес передней оси, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигать­ся по дуге меньшего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свой­ство автомобиля называется избыточной поворачиваемостью.

Поворачиваемостью автомобиля можно в некоторой степени управлять, применяя шины разной пластичности, изменяя давление в них, изме­няя распределение массы автомобиля по осям (за счет размещения груза).

Автомобиль с избыточной поворачиваемостью более маневренный, но требует большего внимания и высокого профессионального мастерства от водителя. Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью требует меньшего внимания и мастерства, но затрудняет работу водителя, так как требует поворотов рулевого колеса на большие углы.

Влияние поворачиваемости и на движение автомобиля становится за­метным и существенным только на высоких скоростях.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и уменьшает поперечную же­сткость. Поэтому автомобиль со спущенной шиной постоянно отклоняемся и ее сторону. Для компенсации этого увода водитель поворачивает управ­ляемые колеса в сторону, противоположную уводу, и колеса начинают ка­титься с боковым скольжением, интенсивно изнашиваясь при этом.

Износ деталей рулевого привода и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров и возникновению произвольных колебаний колес. При больших зазорах и высокой скорости движения колебания передних колес могут быть настолько значительными, что нарушится их сцепление с дорогой.

Причиной колебания колес может явиться их дисбаланс из-за дисба­ланса шины, заплатки па камере, грязи на диске колеса. Для предотвраще­ния колебаний колес их необходимо балансировать на специальном стенде установкой на диск балансировочных грузов.