Передние колеса легковых автомобилей связаны с кузовом с помощью независимой подвески (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Передняя (независимая) подвеска легкового автомобиля:
1 — полуось; 2,5 — элементы кузова; 3 — рулевая тяга; 4 — амортизационная стойка; 6 — пружина; 7 — опорный подшипник; 8 — шарнир рулевой тяги; 9 — поворотный кулак; 10 — колесо; 11 — шариковый ШРУС; 12 — шаровая опора; 13 — рычаг, 14 — стабилизатор
Упругие элементы служат для снижения нагрузок, действующих от дороги на кузов.
Они выполняются в виде цилиндрических пружин (рессор) и амортизаторов.
Задача рессоры любой конструкции — смягчить удары, передающиеся на кузов со стороны дороги. Однако при этом кузов начинает раскачиваться. Для того чтобы предотвратить последующее раскачивание кузова, служат амортизаторы. То есть задача амортизатора заключается в том, чтобы дать рессоре смягчить удар от конкретной неровности дороги, позволив качнуть кузов один раз, после чего полностью погасить ее колебания. Бывалые водители проверяют исправность амортизатора так: резко нажимают на кузов автомобиля над каким-либо колесом. Если после отпускания кузов возвращается в прежнее положение и больше не раскачивается, то амортизатор данного колеса исправен.
Важным элементом подвески является стабилизатор поперечной устойчивости. Он уменьшает крен автомобиля при движении в повороте. Под действием центробежной силы автомобиль в повороте наклоняется к наружному закруглению дороги (рис. 5.4), колеса одного борта еще сильнее прижимаются к дороге, а колеса противоположного борта пытаются оторваться от дороги. Вот тут вступает в работу стабилизатор, который выправляет положение кузова автомобиля.
рис. 5.4 Действие центробежной силы на автомобиль в повороте
Передние колеса автомобиля независимо от конструкции подвески устанавливают под определенными углами наклона относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей. Это позволяет уменьшить сопротивление движению, износ шин, а также снизить расход топлива. Кроме того, этим достигается автоматическое возвращение управляемых колес в положение прямолинейного движения после поворота, т.е. их стабилизация.
Стабилизация колес достигается за счет наклона их осей поворота в поперечной и продольной плоскостях. Внимательный автовладелец может разглядеть, что передние колеса установлены с некоторым наклоном (угол а на рис. 5.5) и точка А контакта колеса с дорогой находится позади точки контакта оси поворота колеса с дорогой Б (если мысленно продлить эту ось до поверхности дороги). Именно из-за этого колесо возвращается в положение прямолинейного движения.
рис. 5.5 Наклон оси поворота переднего колеса
Чтобы это было проще понять, рассмотрим бытовой пример: колеса тележки в супермаркете (рис. 5.6). Здесь хорошо видно, что ось вилки крепления колеса и точка касания колеса с поверхностью не совпадают. В какую бы сторону вы не повезли тележку, вилка сразу же поворачивается в противоположную сторону и стремится сохранить это положение. Для достижения эффекта стабилизации вилки руля мотоциклов, мопедов и велосипедов также выполнены с наклоном (см. точки А и Б на рис. 5.6).
Рис. 5.6. Колесо тележки и колесо велосипеда
Немного отвлечемся от углов установки колес, но все же продолжим говорить о углах. Только теперь поговорим об углах поворота колес. Для того чтобы автомобиль точно двигался в повороте по заданной траектории, его передние колеса должны поворачиваться на разные углы (рис. 5.7). В противном случае возникает боковое скольжение одного из них. Одно временный поворот левого и правого передних колес достигается специальной конструкцией рулевой трапеции, при помощи которой каждое из этих колес поворачивается на такой угол, что продолжения осей всех колес автомобиля пересекаются в одной точке — в центре поворота.
Теперь вновь об углах установки колес. Далее в рамках данного учебника рассматриваются только самые общие понятия о тех углах установки колес, с которыми автовладелец столкнется, отправляясь на сервисную станцию для проведения очередного технического обслуживания своего автомобиля, т.е. те, которые обычно требуют контроля и регулировки в процессе эксплуатации. Современные автосервисы должны иметь специальные стенды, позволяющие регулировать развал и схождение колес.
Рис. 5.7. Разница углов поворота передних колес автомобиля
Угол развала колес представляет собой угол между вертикальной плоскостью и плоскостью колеса (рис. 5.8). Этот угол невелик и обычно лежит в пределах 1-2°, но именно с его помощью обеспечивается вертикальное положение колеса при движении, несмотря на возможные деформации деталей передней подвески.
Рис. 5.8. Углы развала колес
Кроме того, угол развала управляемых колес облегчает их поворот и уменьшает нагрузку на подшипниковый узел колеса. Однако такая установка колес приводит к их боковому скольжению, вызывающему износ шин и увеличение расхода топлива. Для устранения бокового скольжения применяют схождение колес в горизонтальной плоскости (рис. 5.9). Поэтому угол схождения (угол /J на рис. 5.9) зависит от угла развала колес. Схождение колес чаще всего регулируется изменением длины поперечной рулевой тяги.
Рис. 5.9. Углы схождения колес
Характерными признаками нарушения углов установки развала и схождения колес являются:
-неравномерный износ протектора шины;
-увод автомобиля в сторону при прямолинейном движении;
-нахождение руля при прямолинейном движении под некоторым углом (это легко проконтролировать, например, по положению его спиц);
-рыскание автомобиля при движении по неровной дороге.