Схождение

Уроки геометрии

Каждая конструкция подвески, коих великое множество, имеет как свои преимущества, так и недостатки. Выбор типа подвесочного узла при проектировании автомобиля обусловлен несколькими факторами.

Стремление проектировщиков уменьшить величину неподрессоренных масс,

обеспечить компактность всей системы, снизить ее себестоимость при производстве и цену ремонта во время эксплуатации часто вступает в противоречие с «идеальным» поведением колес на трассе.

Так, в автомобилях гольф-класса повсеместно прописалась спереди подвеска типа McPherson, а сзади до недавнего времени практически не было альтернативы полузависимой подвеске со скручивающейся балкой. Подобное сочетание нельзя считать совершенным с точки зрения управляемости, но зато оно позволяло максимально использовать габариты транспортного средства при разработке салона и подкапотного пространства. К тому же эти типы подвесок обеспечивают серьезное уменьшение неподрессоренных масс.

Двух-, а тем паче многорычажные системы куда как тяжелее и занимают больше места, а множество шарнирных соединений не сулит легкости в ремонте. Насколько велика такая плата за лучшую управляемость, решается на самой ранней стадии конструирования – при компоновке автомобиля. Тогда же закладывается и базовая кинематика подвесок.

Затем, на этапе доводочных испытаний, когда опытные образцы будущих серийных экземпляров «учат» ездить на полигонах и на обычных дорогах, параметры и характеристики всех компонентов приобретают свои почти окончательные значения.

Почти – потому, что как бы ни были опытны и квалифицированны конструкторы с испытателями, все равно повседневная эксплуатация машин их владельцами преподносит порой неожиданные и неприятные сюрпризы. Очень трудно предусмотреть все на свете, да и от ошибок не застрахован никто. Исправлять недочеты приходится уже в процессе производства модели.

Вне зависимости от типа подвески геометрия перемещения и установки колес описываются у всех машин одинаково. Существует пять контролируемых показателей углов установки колес. Это схождение, развал, продольный и поперечный углы наклона оси поворота управляемых колес, а также соотношение углов поворота колес.

Схождение

Угол, образованный непараллельностью колес в горизонтальной продольной плоскости автомобиля (на виде сверху, проще выражаясь), называемый схождением, измеряется как в градусах, так и в миллиметрах. В последнем случае он равен разности расстояний между ободами дисков спереди и сзади.

Необходимость в наличии схождения вызвана плечом между центром пятна контакта шины с дорогой и шкворневой оси. Таким образом, колеса, не имеющие привода, стремятся разъехаться в разные стороны, а приводимые – наоборот, съехаться. Поэтому у заднеприводных автомобилей спереди делают положительное схождение – направляют колеса навстречу друг другу. Нередко встречается у них и отрицательное схождение задних колес. У переднеприводников же, само собой, напрашивается отрицательное схождение. Но чаще всего у них угол устанавливается близким к нулю вследствие компенсации приводных сил силами трения между шинами и поверхностью дороги, а также из-за согласования с другими параметрами подвески.

Прежде всего, схождение отвечает за сохранность резины и не направлено на улучшение управляемости, несмотря на то что увеличение угла схождения в положительную сторону теоретически может благоприятно повлиять на курсовую устойчивость автомобиля. Повышенный износ шин при неправильно отрегулированном схождении говорит о плохом сцеплении их с дорожным полотном, а значит, возможном раннем срыве колес в скольжение, и теоретические преимущества при этом сходят на нет.

Развал

Схождение компенсируется развалом колес – углом между плоскостью вращения колеса и вертикальной продольной плоскостью машины. Положительное значение этого угла означает большую удаленность от продольной оси автомобиля верха колес, отрицательное – низа. В качестве компенсатора схождения и прогиба подвески под нагрузкой развал используется, в основном, у грузовиков. На легковушках же он вовсю старается на ниве улучшения управляемости. Эффект катящегося конуса, способный стабилизировать при отрицательном значении развала курсовую устойчивость, дополняется меньшим влиянием этого параметра на износ шин, в сравнении с углом схождения. К тому же при прохождении поворотов отрицательный развал способствует лучшему сцеплению нагруженного внешнего колеса – увод пятна контакта снижается.

У различных конструкций подвески величина развала колес в разной степени нестабильна. Большой крен машины в повороте отражается на изменении наклона колес. Внешнее переднее колесо стремится уйти к положительному углу развала, и, как следствие, ухудшается передача боковых усилий шинами. Особенно грешат этим однорычажные подвески.

Двухрычажки с коротким верхним и длинным нижним рычагом обеспечивают минимальные перемещения колес в поперечном направлении, что отражается на стабильности колеи. А угловые перемещения, влияющие на развал, «программируются» кинематикой. Еще на стадии проектирования узла можно заложить стабильность и даже увеличение отрицательного развала на ходе сжатия.

Манипулирование развалом – наиболее эффективный способ улучшения управляемости автомобиля. Этим приемом часто пользуются не только спортсмены, выставляющие на своих аппаратах колеса «домиком», но и конструкторы обычных транспортных средств, борющиеся с чрезмерной избыточностью поворачиваемости. У многих современных автомобилей – как задне-, так и переднеприводных – можно увидеть увеличенный отрицательный развал задних колес в сравнении с передними. Дело в том, что при постройке серийных машин производители все чаще отдают предпочтение недостаточной поворачиваемости. Это безопаснее при сегодняшнем уровне автомобилизации – когда за рулем оказываются не гонщики экстра-класса, а любой человек, минимально подготовленный для передвижения на личном транспорте. При возникновении ошибки в выборе скоростного режима маневрирования естественное желание такого водителя снять ногу с педали газа приводит к возвращению на траекторию движения, не предполагающую ни выезд на встречную полосу, ни занос. Даже заднеприводные автомобили, априори предрасположенные к избыточной поворачиваемости, в последнее время демонстрируют «недостаточные» или нейтральные настройки.

Углы развала по правому и левому бортам чаще всего не одинаковы. Это правило вытекает из опыта эксплуатации, учитывающего наклон дорожного полотна. На гоночных трассах, особенно кольцевых, и тем более профилированных сильным уклоном трековых овалах, разность установки правых и левых колес используется еще активнее.

Дата добавления: 2015-07-26