Розвал та сходження коліс

Підресорені та не підресорені маси.

Конструкція підвіски автомобіля значною мірою визначається співвідношенням між підресореними і непідресореними масами. З назви можна зробити висновок, що підресореною масою автомобіля вважаєтьсята його частина, яка сприймається підвіскою і має між собою і дорогою пружний елемент. До непідресорених мас відносяться усі частини, що залишилися: колеса, шини,маточини коліс, гальмівні барабани або диски. При наїзді колеса на дорожню нерівність воно піднімається і передає зусилля на кузов, діючи через пружний елемент. Дія цього переміщення колеса на переміщення кузова залежить від того, наскільки кузов важче за колесо і всього, що сполучено з ним, іншими словами, відспіввідношення підресорених і непідресорених мас. Чим менше величини непідресорених мас, тим менша дія на плавність ходу робить рух по нерівній дорозі. Це стало головною причиною переходу до незалежних підвісок, які не мають важкої балки, що сполучає колеса, і в яких тільки саме колесо і все, що пов'язано з ним, є непідресореним.

Велика величина відношення підресорених і непідресорених мас робить вплив не лише на плавність ходу, але і на здатність автомобіля тримати дорогу. Чим важче кузов відносно колеса, тим швидше колесо повертається на місце постійного контакту, після того, як відірветься від дороги при наїзді на нерівність. Тому конструктори сучасних автомобілів прагнуть максимально знизити величину непідресорених мас.

 

Розвал та сходження коліс.

Розвал колеса - це кут нахилу колеса по відношенню до дорожнього покриття в вертикальній площині. Якщо верхня частина колеса нахилена до центра автомобіля, то розвал - від'ємний (негативний), якщо назовні - то позитивний. Значення розвалів лівого та правого коліс повинні бути максимально наближені одне до одного. Різниця розвалів обох коліс однієї вісі повинна становити не більше 30', оскільки більше значення цього параметра може провокувати схід автомобіля з прямолінійного напрямку руху.

Сходження коліс - це кут між продольною віссю автомобіля та площиною, що проходить через центр лівого та правого коліс.

Регулюючи кути розвалу-сходження, треба переконатися в тому, що всі шини автомобіля поставлено в одному напрямку – напрямку руху автомобіля: іншими словами, кут руху автомобіля має дорівнювати нулю. У автомобіля з передньою ведучою віссю сила тяги прагнутиме розвернути колеса в напрямку руху, як у плугів. Це явище намагаються компенсувати невеликою різницею кутів сходження у колесах. В автомобілях із задньою ведучою віссю, знову ж, опір крученню прагне при їзді повернути колеса у бік розходження, і невеликим розходженням компенсують і цей дефект орієнтації. Положення передніх коліс відрегульовують у напрямку руху у кілька етапів, коли потрібно уникнути руху автомобіля "начебто боком". Регулювання кутів розвалу-сходження – один з найважливіших видів обслуговування автомобіля, оскільки завдяки цьому можна зменшити нерівномірне зношення шин і поліпшити керованість автомобіля. Якщо ж необхідні регулювання здійснені невірно, шини можуть надмірно та нерівномірно зношуватися і швидко стати непридатними до подальшого використання. Регулювання кутів розвалу-сходження може збитися при їзді вибоїстими дорогами, в наслідок наїзду на бордюр, при їзді по твердому узбіччю асфальтованої дороги на великій швидкості. Зазвичай збиття цих регулювань впливає у першу чергу на зношення шин, а від цього надалі страждає і керованість автомобіля. Щоб уникнути цих негативних наслідків, кути розвалу-сходження потрібно перевіряти кожен раз безпосередньо після встановлення нових шин. Також це потрібно робити і тоді, коли замінюються запчастини підвіски.

Щоб регулювання кутів керування пройшло успішно, потрібно встановити автомобіль на спеціальній платформі, вирівняній строго в горизонтальній площині як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. Тиск в шинах має бути нормальним, керуючі тяги або підшипники - послабленими. В іншому разі регулювання може бути марне. Також і диски коліс повинні мати бездоганну геометрію.

Регулювання кутів розвалу-сходження починають після встановлення автомобіля на платформі і візуальної перевірки стану керуючих шарнірів та підшипників коліс. Тиск у шинах регулюється відповідно до інструкції виробника, за необхідності в кабіну поміщають рекомендований виробником вантаж. Після цього починаються вимірювання шляхом установки кріплення вимірювальних головок на колеса, а також перевірка того, чи є між кріпленнями і дисками биття. Вимірювання проводиться згідно з програмою налаштування орієнтації за напрямком. Виправлення регулювань зазвичай починається із задніх коліс, розходження залишається насамкінець, тому що регулювання інших кутів вплине і на кути розходження. При регулюванні на передній осі такий самий порядок виконання, як і на задній осі.

Пружні елементи підвіски.

Пружні елементи підвісок пом’якшують поштовхи, знижують вертикальні прискорення і динамічні навантаження, що передаються на несучу конструкцію при русі автомобіля. В автомобілебудуванні застосовують такі типи пружних елементів підвіски:
• металеві: листові ресори, спіральні пружини, торсіони;
• неметалеві: пневматичні, гідропневматичні і гумові.

Листові ресори. Ресорна підвіска є основною для вантажних автомобілів. Вона містить мінімальне число структурних елементів.
Ресора складається із сталевих листів, що мають однакову ширину і різну довжину вигнутої форми, зібраних разом. Кривизна аркушів не однакова і залежить від їх довжини. Вона збільшується зі зменшенням довжини листів, що необхідно для щільного прилягання їх один до одного в зібраній ресорі.

Листи скріплені хомутами, які виключають боковий зсув. Корінний лист має найбільшу довжину. За допомогою корінного листа кінці ресори кріпляться до рами або кузова автомобіля. Від способу кріплення ресори залежить форма кінців корінного листа. Вони можуть бути плоскими, відігнутими під кутом 90°, загнутими у формі кільця, зі знімними кованими або литими вушками.
З метою зменшення напруги розтягування застосовують профілі листів спеціальної несиметричної форми - трапеціподібного або Т-подібного перетину. Ресорні профілі зі спеціальною формою перетину не тільки підвищують довговічність листів, але й забезпечують економію металу.

Пружини. Спіральні (кручені) пружини виготовляються з прутка круглого перерізу і можуть бути циліндричними, конічними або бочкоподібними. Для виготовлення пружин використовуються ресорно-пружинні сталі. Ресора поступається пружині енергоємністю, довговічністю та масою. Проте виникає необхідність у важелях, які спрямовують пружину.

Пружини використовуються в основному для легкових автомобілів.

Торсіони застосовуються при незалежній підвісці коліс. Торсіон являє собою сталевий пружний стрижень, що працює на скручування. Він може бути суцільним круглого перерізу, або з круглих стрижнів або прямокутних пластин.

На кінцях торсіона виконані потовщення з нарізаними шліцами або у формі багатогранника. За допомогою таких потовщень торсіон одним кінцем кріпиться до рами або кузова автомобіля, а іншим - до важелів підвіски. Торсіони, як пружини, вимагають напрямних важелів та амортизаторів.

Пружні пневматичні елементи доцільно застосовувати на автомобілях, маса підресореної частини яких різко змінюється (вантажні автомобілі), або повинні відповідати високим вимогам до плавності ходу (автобуси). Шляхом зміни тиску повітря в пневматичному елементі можна регулювати жорсткість підвіски. При цьому з’являється можливість регулювати висоту підлоги (автобуси), вантажної платформи або причіпного пристрою відносно дороги або величину дорожнього просвіту (при незалежній підвісці).
Пружні пневматичні елементи виготовляються зазвичай у вигляді резинокордних оболонок. Корд виконується зазвичай з синтетичних ниток (нейлон, капрон і т. п.). Зовнішній шар оболонки виготовляється з маслостійким, а внутрішній - з повітронепроникної гуми. Товщина оболонки 3-5 мм.
Максимальний тиск всередині пневмобаллона не перевищує 0,8 МПа, робочий тиск - 0,3-0,5 МПа, мінімальний тиск не обмежується.

Пружні гідропневматичні елементи. У гідропневматичних елементах, також як і в пневматичних, робочим тілом є газ, але під більш високим тиском (до 20 МПа), яке забезпечується рідиною, оскільки герметизацію резервуара з рідиною внаслідок її більш високої в’язкості здійснювати простіше. Основна перевага пружних гідропневматичних елементів визначається їх характеристикою жорсткості - при великих коефіцієнтах використання об’єму пневмоелемента і високих тисках газу характеристика жорсткості може бути наближена до ідеальної.
Гідропневматичний елемент включає в себе гідравлічний циліндр з поршнем і штовхачем (штоком) і пружний пневматичний елемент (пневмокамеру), який розміщується в самому циліндрі або окремо від неї.

Пружні гумові елементи. Гума, особливо що працює на зсув, володіє великою енергоємністю. Цю властивість можна було б використовувати, застосовуючи гуму як робоче тіло пружних елементів. Однак через низку істотних недоліків в даний час гума застосовується для пружних допоміжних елементів (буферів), шарнірів і шумо-віброізолюючих прокладок.