5.5. Управляемость автомобиля

Под управляемостью понимают свойство автомобиля обеспе­чивать движение в направлении, заданном водителем. Управляе­мость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свой­ства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управляемо­сти конструктивные параметры автомобиля должны соответство­вать психофизиологическим характеристикам водителя.

Управляемость автомобиля характеризуется несколькими по­казателями. Основные из них: предельное значение кривизны тра­ектории при круговом движении автомобиля, предельное значе­ние скорости изменения кривизны траектории, количество энергии, затрачиваемой на управление автомобилем, величина само­произвольных отклонений автомобиля от заданного направления движения.

Управляемые колеса под воздействием неровностей дороги постоянно отклоняются от нейтрального положения. Способность управляемых колес сохранять нейтральное положение и возвра­щаться в него после поворота называется стабилизацией управ­ляемых колес. Весовая стабилизация обеспечивается поперечным наклоном шкворней передней подвески. При повороте колес бла­годаря поперечному наклону шкворней автомобиль приподнима­ется, но своим весом стремиться вернуть повернутые колеса в ис­ходное положение (рис. 5.6,а). Скоростной стабилизирующий момент обусловлен продольным наклоном шкворней. Шкворень расположен так, что его верхний конец направлен назад, а ниж­ний вперед. Ось шкворня пересекает поверхность дороги впереди пятна контакта колеса с дорогой. Поэтому при движении автомо­биля сила сопротивления качению создает стабилизирующий мо­мент относительно оси шкворня (рис. 5.6,б). При исправном ру­левом приводе и рулевом механизме после поворота автомобиля управляемые колеса и рулевое колесо должны возвращаться в ней­тральное положение без участия водителя.

В рулевом механизме червяк расположен относительно роли­ка с небольшим перекосом. В связи с этим в среднем положении зазор между червяком и роликом минимален и близок к нулю, а при отклонении ролика и сошки в любую сторону зазор увеличивает­ся. Поэтому при нейтральном поло­жении колес в рулевом механизме создается повышенное трение, спо­собствующее стабилизации колес и скоростного стабили­зирующих моментов

Неправильная регулировка руле­вого механизма, большие зазоры в рулевом приводе могут стать причи­ной плохой стабилизации управля­емых колес, причиной колебания курса автомобиля. Автомобиль с плохой стабилизацией управляемых колес самопроизвольно меняет на­правление движения, вследствие чего водитель вынужден непрерыв­но поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить автомобиль на свою по­лосу движения.

Плохая стабилиза­ция управляемых колес требует зна­чительных затрат физической и пси­хической энергии водителя, повы­шает износ шин и деталей рулевого привода.

При движении автомобиля на по­вороте наружные и внутренние ко­леса катятся по окружностям раз­личного радиуса (рис. 5.7). Для того, чтобы колеса катились без скольжения, их оси должны пересе­каться в одной точке. Л для выпол­нения этого условия управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы. Поворот колес авто­мобиля на разные углы обеспечива­ет рулевая трапеция. Наружное ко­лесо всегда поворачивается на меньший угол, чем внутреннее, и эта разница тем больше, чем больше угол поворота колес.

Значительное влияние на поворачиваемость автомобиля ока­зывает эластичность шин. При действии на автомобиль боковой силы (неважно, силы инерции или бокового ветра) шины дефор­мируются и колеса вместе с автомобилем смещаются в сторону действия боковой силы. Это смещение тем больше, чем больше боковая сила и чем выше эластичность шин. Угол между плоско­стью вращения колеса и направлением его движения называется углом увода 8 (рис. 5.8).

При одинаковых углах увода передних и задних колес автомо­биль сохраняет заданное направление движения, но повернут от­носительно него на величину угла увода. Если угол увода колес передней оси больше угла увода колес задней тележки, то при дви­жении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге большего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется недостаточной поворачиваемостью.

Если угол увода колес задней оси больше угла увода колес передней оси, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге меньшего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется избыточ­ной поворачиваемостью.

Поворачиваемостью автомобиля можно в некоторой степени управлять, применяя шины разной пластичности, изменяя давле­ние в них, изменяя распределение массы автомобиля по осям (за счет размещения груза).

Автомобиль с избыточной поворачивае­мостью более маневренный, но требует большего внимания и вы­сокого профессионального мастерства от водителя. Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью требует меньшего внимания и мастерства, но затрудняет работу водителя, так как требует по­воротов рулевого колеса на большие углы.

Влияние поворачиваемости и на движение автомобиля становит­ся заметным и существенным только на высоких скоростях.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и умень­шает поперечную жесткость. Поэтому автомобиль со спущенной шиной постоянно отклоняемся и ее сторону. Для компенсации это­го увода водитель поворачивает управляемые колеса в сторону, противоположную уводу, и колеса начинают катиться с боковым скольжением, интенсивно изнашиваясь при этом.

Износ деталей рулевого привода и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров и возникновению произвольных колебаний колес. При больших зазорах и высокой скорости дви­жения колебания передних колес могут быть настолько значитель­ными, что нарушится их сцепление с дорогой.

Причиной колебания колес может явиться их дисбаланс из–за дисбаланса шины, заплатки па камере, грязи на диске колеса. Для предотвращения колебаний колес их необходимо балансировать на специальном стенде установкой на диск балансировочных грузов.