Устройство автомобилей

Устройство автомобилей

Устойчивость движения автомобиля во многом зависит от того, насколько стабильно держат управляемые колеса заданный курс движения автомобиля.

Если на управляемые колеса будет действовать какой-нибудь мгновенный боковой импульс (наезд колеса на местную микронеровность), то под действием этого импульса колеса повернутся на небольшой угол. После исчезновения импульса положение колес должно автоматически восстановиться.
Стабилизацией управляемых колес называется их свойство сохранять нейтральное положение, заданное им при прямолинейном движении и автоматически возвращаться в него.

Стабилизация управляемых колес достигается упругостью резины шин (упругая стабилизация) или путем наклона шкворней рулевой трапеции.

Упругая стабилизация

Упругий стабилизирующий момент шины создаётся при повороте управляемого колеса вследствие смещения результирующей боковых сил, действующих в месте контакта шины с дорогой, относительно центра контактной площадки.

Во время увода колеса к передней части контакта с дорогой приближаются элементы шины, менее деформированные в поперечном направлении.

Из контакта с дорогой элементы шины выходят в более деформированном состоянии. Поэтому элементарный составляющие поперечной реакции R_у в передней части контакта меньше, чем в задней, и эпюра элементарных поперечных реакций имеет форму, близкую к треугольнику (рис. 1).

Боковая реакция R_у , являющаяся равнодействующей элементарных боковых реакций, прикладывается на расстоянии е от центра контактной площадки и создает упругий стабилизирующий момент шины:

Стабилизирующий момент шины достигает значительной величины у легковых автомобилей, которые имеют высокоэластичные шины и перемещаются с большой скоростью.
Упругий стабилизирующий момент шины резко уменьшается на скользких, обледенелых дорогах.

Стабилизация наклоном шкворней

Стабилизирующий момент М_ст не всегда в результате упругости шин и не при всех условиях движения оказывается достаточным для обеспечения оптимальной стабилизации колес. Он значительно снижается на скользкой дороге и при действии на колесо продольных сил.

Дополнительно стабилизирующие моменты получают в результате наклонного расположения осей шкворней. Осью шкворня условно называют ось, относительно которой поворачивается поворотная цапфа управляемого колеса.

У большинства современных автомобилей каждый шкворень наклонен как в продольной, так и в поперечной плоскостях.

Если ось шкворня пп (рис. 2, а) наклонить в вертикальной плоскости поперек качения колеса на угол β , то при повороте колеса под действием случайного возмущающего импульса оно должно опуститься ниже плоскости дороги (на рисунке штрихпунктирной линией показан условный поворот колеса вокруг шкворня на угол 180˚), приподнимая автомобиль над поверхностью дороги.
При этом сила тяжести автомобиля, приходящаяся на переднюю ось на плече а образует стабилизирующий момент, называемый весовым . Плечо а и плечо обкатки – расстояние между точкой пересечения с дорогой центра беговой дорожки колеса и точкой пересечения с дорогой оси шкворня.

Для облегчения управления автомобилем (чаще всего переднеприводных) плечо обкатки делают отрицательным (рис. 2, б). При малых углах поворота стабилизирующее действие от поперечного наклона шкворня невелико, поэтому при движении автомобиля с высокими скоростями весовой стабилизирующий момент практически не возникает.
Поэтому чтобы добиться стабилизации управляемых колес в этих условиях шкворни наклоняют и в продольной плоскости колеса на угол γ (рис. 3).

Если возмущающий импульс вызовет увод колес автомобиля и он станет поворачиваться, то на автомобиль начинает действовать поперечная составляющая Р_у центробежной силы, которая вызовет боковую реакцию дороги R_у в точке контакта колес с дорогой. Сила же Р_у на шкворне, возникшая вследствие действия центробежной силы, будет приложена перпендикулярно плоскости качения колеса и совместно с реакцией R_у создаст пару сил с плечом с, которая будет стремиться вернуть колесо в нейтральное положение.

Так как на величину стабилизирующего момента оказывает влияние центробежная сила, которая зависит от квадрата скорости движения, то этот стабилизирующий момент также будет зависеть от скорости движения, поэтому он называется скоростным стабилизирующим моментом.

При очень эластичных шинах, создающих эффективную упругую стабилизацию колес, угол продольного наклона шкворня делают равным нулю, чтобы не усложнять управление автомобилем.

Развал и схождение управляемых колес

На управляемость автомобиля также оказывают влияние наклоны управляемых колес: развал колес и их схождение.

Шарнирное соединение управляемых колес с балкой моста или кузовом автомобиля подразумевает наличие зазоров в местах этих соединений. В результате при нагрузке автомобиля или по мере износа шкворневых соединений (шаровых опор и т. п.) плоскость качения колеса при движении автомобиля может оказаться наклоненной к плоскости дороги внутрь.
В этом случае колеса будут стремиться катиться по сходящимся траекториям, и будет иметь место качение колес с некоторым боковым проскальзыванием, что вызовет повышенный износ шин и расход топлива.

Чтобы привести управляемые колеса к «чистому» качению их устанавливают с предварительным развалом, т. е. так чтобы их плоскости качения были отклонены в сторону от колеи на угол от 0˚30‘ до 2,5˚.
Тогда при движении автомобиля плоскости качения колес будут почти перпендикулярны плоскости дороги, и боковое скольжение колес уменьшится до минимума. Кроме того, установка колес с развалом уменьшает плечо обката (размер b на рис. 4, а), что облегчает поворот колес.

Однако предварительный развал вызывает стремление колес катиться по расходящимся траекториям, что также приводит к изнашиванию шин. Этот недостаток компенсируется установкой колес со схождением, т. е. установкой их под некоторым углом к продольной оси автомобиля так, чтобы плоскости их качения пересекались впереди автомобиля. Можно сказать, что схождение является следствием установки колес с развалом.
Схождение колес определяется разностью расстояний А и Б (рис. 4, б) спереди и сзади моста на уровне его оси.

Развал и схождение взаимно компенсируют друг друга. Однако встречаются автомобили и с завалом колес. Величину развала или завала колес определяют экспериментально. Чаще всего колеса имеют развал и схождение. Главное, чтобы колесо работало без бокового скольжения, т. е. имело «чистое» (или близкое к этому) качение.

В таблице 1 приведены значения параметров установки управляемых колес некоторых отечественных автомобилей.

Таблица 1. Значения параметров установки развала и схождения различных автомобилей

Сход развал своими руками ВАЗ 2121

Разрегулированный сход-развал на Ниве 2121, как и других автомобилях, оборачивается последствиями различной тяжести: от преждевременного износа покрышек до ухудшения курсовой устойчивости и управляемости.

Чтобы подобного не произошло, рекомендуется регулярно проверять углы установки колес, а также производить настройку схода-развала своими руками, учитывая особенности модели.

Когда требуется регулировка

Нарушение схода и развала может произойти в связи с:

• заменой ключевых элементов подвески (шаровые опоры, рулевые тяги, рычаги, сайлентблоки и пружины), изменением клиренса;
• сильным механическим воздействием на колеса;
• естественным износом ходовой части автомобиля.

Диагностировать проблему с углами установки колес возможно несколькими способами различной степени точности:

• грубая — по внешним проявлениям (неравномерное истирание резины, увод авто в сторону и т.д.);
• средняя – путем нанесения на места, где износа быть не должно, дорожки клея и контрольного осмотра после 6 км движения по ровному участку дороги;
• точная – натягивая между осями в соответствии с чертежом толстую леску с крючками и используя набор проставок. В качестве последних применяются бруски толщиной 26 и 6 мм. Угол схождения считается нормальным, если при установке широкой проставки леска задевает борт шины, а при увеличении толщины до 32 мм – не касается.

Для определения угла схождения используется отвес.

В качестве условий, необходимых для получения истинных сведений: обеспечить нормативное давления во всех шинах, обеспечить правильность геометрических размеров дисков, установить машину на ровную площадку, нагрузить автомобиль 320 кг на сидячих местах и 40 кг в багажнике.

В данных условиях необходимо достичь указанных значений:

Видео, схождение своими руками

Ниже описано, как сделать сход развал самому.

Регулировка углов продольного наклона оси поворота и развала колес

Для исправления углов на Ниве 21214 производится изменение числа регулировочных прокладок, установленных на оси верхнего рычага. Так, при использовании шайб из металла 0,75 мм значения будут варьироваться в соответствии с таблицей:

Чтобы провести настройку, откройте капот и ослабьте гайки крепления верхнего рычага с помощью 19 мм накидного ключа.

В зависимости от зафиксированного отклонения, удалив или добавив, установить необходимое количество прокладок, затянуть гайки моментом 70-80 Н*м и произвести повторный замер.

Регулировка схождения

Для регулировки используется спец-приспособление 67.7813.9504 и 13 мм ключ.

Ослабьте гайки и стяжные хомуты рулевых тяг.

Установите требуемые длины рулевых трапеций слева и справа.

После завершения регулировки стяжные хомуты затягиваются в положении – прорезью в сторону багажника, не допуская соприкосновения кромок и отклонения от продольной оси более 60º.

Полезное видео

Устройство и замена рулевых тяг и наконечников на Ниве Шевроле своими руками

Нива 2121 отвязка переднего моста своими руками: разбираем плюсы и минусы, чертежи и пошаговая инструкция

Пошаговая инструкция по регулировке клапанов карбюраторной Нива 2121 своими руками

Сход развал своими руками ВАЗ 2121 : 2 комментария

Здравствуйте скажите какое количество шайб должно быть на верхнем рычаге нива21214.

Регулировка угла продольного наклона оси поворота Ваз-2107

Угол регулируем изменением количества регулировочных шайб на болтах крепления оси нижнего рычага.

Так, перестановка одной шайбы толщиной 0,5 мм из переднего пакета в задний дает увеличение угла продольного наклона на 36–40′, при этом «развал» колеса уменьшается на 7–9′, и наоборот.

В продаже бывают регулировочные П-образные шайбы толщиной 0,5 и 0,8 мм. Эти шайбы обязательно устанавливаем прорезью вниз.

Измерить угол продольного наклона оси поворота можно с помощью самодельного шаблона с отвесом. На шаблоне отмечен сектор, в котором при правильной регулировке должна находиться нить отвеса.

Шаблон для регулировки угла продольного наклона оси поворота.

Доворачиваем гайки на пальцах шаровых шарниров так, чтобы их грани стали перпендикулярны продольной плоскости автомобиля, и прикладываем к ним шаблон.

Разница значений углов продольного наклона осей поворота между правым и левым колесами не должна превышать 30′.

Регулировка углов установки колес

Проверять и регулировать углы установки передних колес рекомендуем на специальных стендах СТО.

Однако с достаточной точностью можно сделать регулировку самостоятельно. Для этого необходима ровная горизонтальная площадка. Если ее нет, можно выставить колеса автомобиля в горизонтальной плоскости с помощью подкладок под них.

Перед регулировкой проверяем:

давление воздуха в шинах;
люфты в подшипниках и шаровых шарнирах подвески;
исправность амортизаторов;
свободный ход рулевого колеса.
Устраняем обнаруженные неисправности.

На автомобиле должны быть установлены колеса и шины одного размера, без радиального и осевого биений. Проверить отсутствие биений можно визуально, вращая рукой вывешенные колеса.

Контроль и регулировку можно проводить как на загруженном, так и на незагруженном автомобиле. Рекомендуется проводить установку углов на загруженном автомобиле – по 70 кг на четырех подушках сидений и 40 кг в середине багажника.

Рулевое колесо ставим в положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля. Перед проверкой 2–3 раза обжимаем подвеску автомобиля, прикладывая к бамперам вертикальное усилие 40–50 кг.

Проверку и регулировку углов проводим в такой последовательности:

угол продольного наклона оси поворота;
угол развала колес;
схождение колес.
У нового автомобиля (до ТО-1) углы установки колес имеют следующие значения:

• угол развала колес:

0°30′
+40′
-30′
• угол продольного наклона оси поворота:

После проведения ТО-1 (через 2–3 тыс. км пробега) и при дальнейшей эксплуатации автомобиля значения углов установки колес должны быть: угол развала колес 0°30’±20′ (0°5’±20′)*, угол продольного наклона оси поворота 4°±30′ (3°±30′)*, схождение 2–4 мм (3–5 мм)*.

Как проверить и регулировать углы установки передних колес ВАЗ-2121

Контроль и регулировку углов установки колес проводите на автомобиле под статической нагрузкой 3140 Н (320 кгс) (четыре человека и 40 кг в багажнике).

Углы установки колес должны иметь следующие значения:

— продольный угол наклона оси поворота 3° 30´ ± 30´

— схождение -3 ± 1 мм.

Перед регулировкой углов установки колес проверьте:

— давление воздуха в шинах;

осевой зазор в подшипниках ступиц передних колес;

— исправность амортизаторов (отсутствие заклинивания штоков);

— радиальное и осевое биение шин;

— зазор в шаровых шарнирах подвески;

— свободный ход рулевого колеса.

Обнаруженные неисправности устраните и проводите необходимые регулировки.

После установки автомобиля на стенд, непосредственно перед контролем углов необходимо «прожать» подвеску автомобиля, прикладывая 2-3 раза усилие в 392-490 Н (40-50 кгс) (направленное сверху вниз), сначала на задний бампер, а потом — на передний.

Очередность проверки и регулировки колес должна быть следующей:

1. Угол продольного наклона оси поворота

Угол продольного наклона оси поворота

Если при проверке величина угла не будет соответствовать данным, приведенным выше, необходимо изменить количество регулировочных шайб, установленных между осью верхнего рычага и кронштейном поперечины.

Изменение углов развала и продольного наклона оси поворота при изменении количества шайб толщиной 0,75 мм на болтах крепления оси верхнего рычага

или удаленных шайб

Данные приведены для шайб толщиной 0,75 мм. Плюс — добавление шайбы, минус — снятие шайбы.

Для регулировки угла продольного наклона оси поворота:

— отверните гайки крепления оси верхнего рычага передней подвески и переставьте шайбы с одного болта на другой до получения нормального значения угла.

Угол продольного наклона оси поворота увеличивается при перестановке шайб с заднего болта на передний и уменьшается при обратной перестановке;

— заверните гайки динамометрическим ключом и проверьте правильность угла продольного наклона оси поворота.

Угол развала передних колес

Если угол развала отличается о нормы, то необходимо отрегулировать его, изменив количество шайб, установленных между осью верхнего рычага и кронштейном поперечины.

Для уменьшения угла развала снимите с обоих болтов одинаковое количество шайб, а для увеличения — добавьте.

Схождение передних колес

Если величина схождения отличается от нормы, то необходимо ослабить стяжные хомутики боковых тяг и ключом 67.7813.9504 повернуть обе муфты на одинаковую величину в противоположных направлениях; таким образом, муфты навертываются или отвертываются и изменяют длину боковых тяг.

Выполнив регулировку, установите стяжные хомутики прорезью назад, с допустимым отклонением вниз на 60° к горизонтальной плоскости автомобиля.

При затянутых гайках кромки прорезей стяжных хомутиков не должны соприкасаться.

После регулировки схождения колес, проверьте, нет ли задевания колес и деталей рулевого привода за смежные детали подвески и кузова. Для этого поверните до отказа колеса в обе стороны до упора сошки в болты крепления картера рулевого механизма.