10)
де а - плече дії реакції дороги R y , r до - радіус колеса; Оі ш - кут поздовжнього нахилу шворня.
Пружний стабілізуючий момент шини створюється при повороті керованого колеса внаслідок зсуву результуючої бічних сил, що діють в місці контакту шини з дорогою, щодо центру контактної площадки (Малюнок 2.4). p> Пружний стабілізуючий момент, створюваний шиною:
(11)
де Р б - результуюча бічних сил; b - плече дії сили Р б .
В
Малюнок 2.4 Схема виникнення пружного стабілізуючого моменту шини
Стабілізуючий момент шини досягає значної величини у легкових автомобілів, які мають високоеластичні шини і рухаються з великою швидкістю. Він може становити 200 ... 250Н В· м при кутах відведення коліс 4 ... 5 В°. Тому при дуже еластичних шинах кут поздовжнього нахилу шкворня роблять рівним нулю, щоб не ускладнювати керування автомобілем. Однак при невеликій швидкості руху стабілізуючий момент шини не забезпечує надійної стабілізації керованих коліс. Крім того, пружний стабілізуючий момент шини різко зменшується на дорогах з невеликим коефіцієнтом зчеплення (слизьких, зледенілих).
Стабілізація керованих коліс нерозривно пов'язана з установкою керованих коліс автомобіля [1] .
2.3 Коливання керованих коліс
У процесі руху керовані колеса автомобіля можуть здійснювати коливання навколо шкворнів (осей повороту) в горизонтальній площині. Такі коливання викликають знос шин і рульового приводу, підвищують опір руху і збільшують витрата палива. Вони можуть призвести до втрати керованості автомобіля і зниженню безпеки руху. Причинами, що викликають ці коливання, є Гіроскопічна зв'язок керованих коліс, їх неврівноваженість (дисбаланс) і подвійний зв'язок коліс з несучою системою (рама, кузов) через кермовий і підвіску.
В
Малюнок 2.5 Схема виникнення самозбуджуватися коливань (автоколивань) керованих коліс при залежній підвісці
При наїздах одного з коліс на дорожні нерівності при залежної їх підвісці (малюнок 2.5) відбувається перекіс переднього моста. Керовані колеса нахиляються, і змінюється положення їх осі обертання. Це призводить до виникнення гіроскопічного моменту м rx , який діє в горизонтальній площині і повертає керовані колеса навколо шкворнів [3] .
Поворот коліс навколо шкворнів викликає виникнення іншого гіроскопічного моменту м rz , який діє у вертикальній площині і прагне збільшити перекіс моста і нахил коліс.
Таким чином, перекіс мосту обумовлює коливання керованих коліс навколо шкворнів, а вони, у свою чергу, збільшують перекіс моста, тобто обидві коливальні системи пов'язані між собою і впливають один на одного.
Виникаючі в цьому разі коливання керованих коліс навколо шкворнів безперервно повторюються (Самозбуджуватися), є стійкими і найбільш небезпечними. p> При обертанні неврівноваженого колеса (малюнок 2.6) виникає відцентрова сила р ц . Її вертикальна складова Р z прагне перемістити колесо у вертикальному напрямку і нахилити його, що викликає поява гіроскопічного моменту м х . Горизонтальна складова р х відцентрової сили прагне повернути колесо навколо шворня. Коливання керованих коліс стають особливо значними, коли врівноважені обидва колеса і неврівноважені частині розташовуються з різних сторін осей обертання, так як в цьому випадку повертають моменти м х складаються. Коливання також зростають при збільшенні швидкості руху автомобіля у зв'язку з тим, що значення складових р z і р х відцентрової сили р ц в чому залежать від швидкості [1] .
В
Малюнок 2.6. Дисбаланс керованих коліс:
а - сили, діючі на неврівноважені колеса; б - схема виникнення повертаючого моменту
Керовані колеса автомобіля мають подвійну зв'язок з його несучої системою, яка здійснюється через підвіску і рульовий привід.
При вертикальних переміщеннях колеса (малюнок 2.7) шарнір А, з'єднує поздовжню рульову тягу з важелем поворотного кулака, повинен переміщатися по дузі бб з центром у точці О 1 , що обумовлено кінематикою рульового приводу.
В
Малюнок 2.7. Зв'язок керованих коліс з несучою системою автомобіля:
А - шарнір; О, О 1 - Центри коливань; аа, бб - траєкторії переміщення шарніра
Крім того, шарнір А також повинен переміщатися по дузі аа з центром у точці О, що пов'язано з особливостями кінематики підвіски. Однак дуги аа і бб розходяться, тому вертикальні переміщення керованих коліс супроводжуються їх поворотом навколо шкворнів.
Коливання керованих коліс навколо шкворнів відбуваються з високою і низькою частотою.
Коливання високої частоти, що перевищує 10Гц, з...
