4.2.1. Общие сведения по колесам и шинам

При проектировании автомобилей первостепенным является разработка безопасных систем рулевого управления и подвесок. Каждый компонент должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать и поглощать предельные нагрузки Рулевое управление, а также передние и задние подвески должны функционировать геометрически с кузовом автомобиля. Системы рулевого управления и подвески требуют, чтобы передние колеса были самовозвращающимися и, чтобы сцепление вращающегося колеса и дорожного покрытия обеспечивалось незначительной силой управления автомобилем с наименьшим усилием и наибольшим комфортом.

Полная проверка установочных углов колес должна включать измерение схождения и развала задних колес.

Регулировка установочных углов четырех колес гарантирует, что все колеса будут катиться строго в одном направлении. Когда отрегулированы установочные углы колес, экономия расхода топлива и ресурс пробега достигают своей максимальной величины, улучшается управляемость автомобиля.

Рис. 4.14. Схема схождения (колеса установлены вперед внутрь)

Схождением называется поворот колес внутрь, обратное схождение колес – это поворот колес наружу от центральной линии. Схождение колес обеспечивает параллельность плоскостей вращения колес.

Схождение служит для нейтрализации небольших отклонений колеса, имеющих место при движении автомобиля вперед. Установленная величина угла схождения – это установка такого угла, при котором достигается 0° между плоскостями вращения передних колес и центральной линией движущегося автомобиля (схождение отсутствует).

Неправильное схождение или обратное схождение колес приводит к преждевременному износу шин и увеличению расхода топлива. Отдельные компоненты рулевого управления и подвески изнашиваются в зависимости от пробега автомобиля, дополнительное схождение необходимо для выравнивания износа. Всегда корректируйте угол схождения в последнюю очередь.

Углом наклона оси шкворня является наклон наивысшей точки оси поворотного шкворня вперед или назад от вертикали при виде автомобиля сбоку.

Наклон назад является положительным и вперед – отрицательным. Угол наклона оси шкворня влияет на контроль направления рулевого управления, но не влияет на износ шин. Слабые (имеющие осадку) пружины или перегруженный автомобиль влияют на угол наклона оси шкворня. Одно колесо с большим положительным наклоном оси шкворня тянет к центру автомобиля. Это становится причиной движений или наклона автомобиля в сторону колеса с меньшим положительным углом наклона оси шкворня. Угол измеряется в градусах, но не регулируется.

Развал колес представляет собой угол между диаметральной плоскостью колеса и вертикалью к плоскости дороги.

Рис. 4.15. Развал: 1 – угол между диаметральной плоскостью колеса; 2 – вертикаль

Развал колес – положительный (I), если диаметральная плоскость колеса наклонена наружу от вертикальной линии. Развал колес – отрицательный (II), если диаметральная плоскость колеса наклонена внутрь относительно вертикальной линии.

Для достижения больших поперечных сил и, следовательно, лучшей управляемости при движении в повороте, современные автомобили обычно разрабатываются с отрицательным развалом колес.

Развал колес, слишком большой (отрицательная величина):

– улучшенная поперечная управляемость при движении в повороте;

– при высокой скорости и высокой нагрузке на ось, недопустимое нагревание плечевых зон шины;

– повреждение шин при перегреве;

– преждевременный внутренний износ шины.

Развал колес, слишком малый (положительная величина):

– ухудшение поперечной управляемости при движении в повороте;

– увеличенный износ наружной части шины (только при условии одновременной неправильной регулировки схождения колес).

Рис. 4.16. Угол наклона продольной оси поворота колеса: 1 – угол между линией, проходящей через ось поворотного шкворня; 2 – направление оси симметрии

Угол наклона продольной оси поворота колеса представляет собой угол между линией, проходящей через ось поворотного шкворня в направлении оси симметрии, и вертикалью к дороге, проходящей через центр колеса.

Угол наклона продольной оси поворота колеса отрицательный, если точка пересечения этой мнимой линии с плоскостью дороги – сзади точки контакта колеса. Угол наклона продольной оси поворота колеса – положительный, если – перед точкой контакта колеса с плоскостью дороги.

Положительный угол наклона продольной оси поворота колеса создает на колесах усилие, которое помогает вернуть колеса в положение прямолинейного движения после прохождения поворота.

Угол наклона продольной оси поворота колеса слишком отрицательный:

– неполное возвращение рулевого управления в начальное положение;

– восприимчивость к дефектам шины (конусообразность, угловой эффект);

– может привести перекосу;

– биение колеса;

– чувствительность к боковому ветру.

Угол наклона продольной оси поворота колеса слишком положительный:

– повышенное усилие на рулевом колесе и усилие для удержания автомобиля.

Угол наклона продольной оси поворота колеса слева отличается от угла наклона продольной оси поворота колеса справа:

– восприимчивость к перекосу.

Наклон поворотного шкворня представляет собой угол между осевой линией поворотного шкворня и вертикалью к дороге, пересекающей ось симметрии.

Рис. 4.17. Наклон поворотного шкворня: 1 – осевая линия поворотного шкворня; 2 – угол; 3 – горизонтальное смещение; 4 – вертикаль дороги

Наклон поворотного шкворня – положительный (нормальная ситуация), если осевая линия поворотного шкворня направлена внутрь к вершине вертикальной линии.

Положительный наклон поворотного шкворня обеспечивает возвращение колес в положение прямолинейного движения после прохождения поворота и предотвращает «автоколебания» колес.

Наклон поворотного шкворня слишком мал:

– неполное возвращение рулевого управления в начальное положение;

– восприимчивость к дефектам шины (конусообразность, угловой эффект);

– может привести перекосу.

Слишком большой наклон поворотного шкворня:

– повышенное усилие на рулевом колесе и усилие для удержания автомобиля.

Наклон поворотного шкворня слева отличается от наклона поворотного шкворня справа

– восприимчивость к перекосу.

Максимальный угол поворота передних колес представляет собой угол, на который поворачиваются колеса (налево и направо) относительно оси симметрии. Он определяет окружность поворота автомобиля.

Рис. 4.18. Максимальный угол поворота от упора до упора (угол поворота): 1, 3 – угол поворота передних колес; 2 – ось симметрии

Максимальный угол поворота передних колес проявляется как и отличие углов схождения слева и справа, а также дает информацию относительно состояния рулевой трапеции и рулевого механизма.

Поскольку регулировка максимального угла поворота передних колес обычно возможна только на автомобилях для бездорожья, он должен проверяться только на автомобилях этого типа.

Максимальный угол поворота передних колес измеряется при полной блокировке внутреннего при повороте колеса. В зависимости от рулевой трапеции, внешнее при повороте колесо должно иметь ту же самую отрицательную разность, в пределах указанного допуска.

Пример

Максимальный угол поворота передних колес, справа: 34°.

Угол блокировки, слева: 32° ± 1°.

Разность: 2°.

Допуск: ± 1°.

Разница окружности поворота автомобиля (при правом и левом повороте).

Рис. 4.19. Идентификационные обозначения дисков

Код может присутствовать полностью или в сокращенном виде. Например: 6 J 16.

Шины

Рис. 4.20. Идентификационные обозначения шин

Каждая шина может быть идентифицирована по коду. Наример: 195/ 70 R 13 108 L

ПРИМЕЧАНИЕ Расшифровку идентификационых значений см. в сводной таблице 4.6.

Ширина обода: расстояние между бортовыми закраинами.

Высота профиля: половина разности между наружным диаметром и номинальным диаметром ободов.

Номинальная ширина: ширина установленная для размера накачанной шины, которая устанавливается на геометрически правильном ободе.

Ширина профиля: расстояние между внешними сторонами боковых стенок накачанной шины, исключая области с буквенным обозначением, декоративными ребрами и лентами истирания.

Габаритная ширина: расстояние между внешней стороной боковых стенок накачанного шина, включая более высокие области, вызванные буквенным обозначением, декоративными ребрами и полосами истирания.

Наружный диаметр: диаметр накачанной шины в наиболее удаленной точке беговой поверхности.

Номинальное отношение профиля: умноженное на сто отношение высоты профиля к ширине профиля шины на ее предположительно установленном ободе.

Грузоподъемность шины: максимальная грузоподъемность шины, которая является допустимой для указанных условий использования.

Давление в шине: давление в шине относится к давлению в шине при температуре окружающей среды; и не включает увеличение давления воздуха, вызванного эксплуатацией шины.

Индекс скорости: индекс скорости указывает предельную скорость, при которой шина имеет грузоподъемность, соответствующую коду грузоподъемности при заданных условиях эксплуатации.