Урок№52. Тема: Стабiлiзацiя, розвал i сходження керованих колiс.
Опрацюйте та законспектуйте матеріал нижче.
світлини конспектів надсилайте на електрону пошту: http://evgeniyzhovnirenko@gmail.com
Здатність керованих коліс зберігати нейтральне положення при прямолінійній русі і самостійно повертатися в це положення в разі відхилення від нього називається здатністю коліс до стабілізації. При гарній стабілізації керованих коліс машина може довго зберігати прямолінійність руху без втручання машиніста-тракториста. У такому випадку говорять, що машина «добре тримає дорогу». Навпаки, якщо керовані колеса мають погану стабілізацією, то при будь-яких випадкових відхиленнях їх в сторону водій повинен впливати на рульове колесо, що робить управління машиною надмірно виснажливим. Велике значення має стабілізація керованих коліс при «повороті. Хороша стабілізація допомагає керованим колесам самостійно повертатися в нейтральне положення в кінці повороту.
Стабілізація керованих коліс заснована головним чином на використанні різних реакцій грунту, що діють на колеса, для створення відповідних стабілізуючих моментів щодо осей повороту цапф коліс. Здатність коліс до стабілізації залежить від кутів установки шкворнів і цапф коліс, а також від бічної пружності шин.
Розрізняють чотири види кутів установки керованих коліс: розвал коліс, нахил шворнів – поперечний і поздовжній і сходження коліс.
Кут розвалу коліс являє собою кут нахилу середньої площині колеса до поздовжньої площини, перпендикулярної поверхні дороги. Кут розвалу вважають позитивним, якщо верхня частина колеса знаходиться далі від середини машини, ніж нижня, як показано на схемі.
Шкворня поворотних цапф коліс встановлюють з нахилом в двох площинах: поперечної і поздовжньої. При поперечному нахилі верхній кінець шворня розташовується ближче до середини машини, ніж нижній. Кут поздовжньої, якщо нижній кінець шворня розташований попереду верхнього кінця; при нахилі шкворня в зворотну сторону від’ємний.
Кут УСХ сходження коліс характеризується різницею відстаней заміряних між внутрішніми боковинами шин в горизонтальній площині, що проходить через центри обох коліс, встановлених в нейтральне положення. Цей кут позитивний, якщо відстань між колесами спереду менше, ніж ззаду.
Оцінимо вплив окремих факторів на стабілізацію керованих коліс.
Розвал коліс при русі машини сприяє появі сили R (складової нормальної реакції Уп дороги на кероване колесо), спрямованої уздовж осі коліс і постійно притискає його до внутрішнього підшипника маточини. Якби цієї сили не було, то колесо навіть при невеликому осьовомузазорі в підшипниках знаходилося б у нестійкому положенні, притискаючись то до внутрішнього, то до зовнішнього підшипника. Пересування колеса уздовж своєї осі викликало б розгойдування керованих коліс машини і внаслідок цього підвищений знос шин і підшипників коліс, а також погіршення стійкості руху.
Щоб підйом передньої частини був можливий, між верхньою головкою поворотного кулака і верхнім торцем головки балки передньої осі передбачений зазор, що встановлюється при складанні за допомогою регулювальних прокладок. Для підйому передньої частини машини необхідно зробити роботу, яка за інших однакових умов буде тим значніше, чим більше кут поперечного нахилу шворнів. Таким чином, збільшення цього кута сприяє стабілізації коліс. Однак зі збільшенням кута поперечного нахилу шворнів підвищується опір повороту і відповідно не може управління машиною. Ця обставина обмежує підвищення розглянутого кута.
Поперечний нахил шворнів спільно з розвалом коліс зменшує відстань між середньою площиною колеса і точкою перетину осі шворня з поверхнею дороги. Це відстань називають плечем обкатки колеса. При зменшенні плеча обкатки відповідно знижуються значення повертають моментів, створюваних щодо осі шворня дотичними силами опору руху і гальмування. Якщо ці моменти на правому і лівому колесах рівні, то вони взаємно врівноважуються через поперечну рульову тягу. При значній різниці між ними може виникнути поворот коліс навколо шворнів і мимовільне відхилення машини від заданого напрямку руху. Зменшення плеча обкатки (до деяких меж) позитивно впливає на стійкість руху і одночасно сприяє зниженню зусиль, необхідних для повороту колеса.
При прямолінійному русі нахиленого колеса радіуси кочення в різних перетинах його мають різні значення. Внаслідок цього окремі точки контактної площадки колеса замість прямолінійного руху з однаковими швидкостями здійснюють складніші рухи. У зоні контакту виникають додаткові сили і моменти, які збільшують опір коченню і викликають підвищений знос шин. Тому в конструкціях машин можна відзначити тенденцію до зменшення розвалу коліс. Наприклад, в автомобілях кути розвалу складають 0 …- f-2b, а в тракторах – до + 4 °. Отримання потрібного плеча обкатки досягають в основному за рахунок поперечного нахилу шворнів, значення кута якого вибирають в межах 4 … 80.
Напруженість в зоні контакту шини з дорогою можна зменшити, якщо вибрати раціональні співвідношення між кутами розвалу і сходження коліс. Наявність збіжності викликає у коліс прагнення котитися «всередину» машини, що підвищує стійкість руху і сприяє нормальному і рівномірному зносу шин.
Стабілізації коліс сприяють також поздовжній нахил шворня і установка осі шворня попереду геометричній осі колеса При будь-якому з цих варіантів відхилення колеса від нейтрального положення перешкоджає момент, створюваний щодо осі шворня бічними реакціями, які виникають в зоні контакту з дорогою. Якщо прийняти, що результуюча бічна реакція прикладена в середині майданчика контакту, то вона створює щодо осі шворня стабілізуючий момент з плечами. Насправді через бічного відведення шини плече стабілізуючого моменту дещо більше. При наявності бічного відведення елементарні бічні реакції грунту розподілені по майданчику контакту шини з дорогою нерівномірно. Як показали дослідження, їх рівнодіюча зміщена назад від середини контактної площадки на деяку відстань. Чим менше жорсткість шини, тим більше (до певних меж) відстань.
Таким чином, результуюча бічна сила діє щодо осі шворня на плечі 61 + 62, званому плечем стійкості або плечем стабілізації.
Відповідно стабілізуючий момент, створюваний бічними реакціями, можна розглядати як суму двох моментів, один з яких виникає внаслідок поздовжнього нахилу або виносу осі шворня, а інший – внаслідок бічній пружності шини. При що спостерігається тенденції до зниження .Тиск повітря в шинах і зменшення їх жорсткості значення другого моменту все більше зростає. Звідси виникає .Можливість зменшувати кути поздовжнього нахилу шворнів, що є також бажаним з точки зору полегшення управління. Звичайні їх значення 0 … 20; у легкових автомобілів іноді застосовують негативний поздовжній нахил шворнів до -0,5 … 1 °.
Нормальне дію системи стабілізації керованих коліс істотно залежить від якості технічного обслуговування і стану машини: від дотримання необхідних кутів установки коліс і шворнів, зокрема від своєчасної перевірки і правильного регулювання збіжності коліс, від збереження нормальних зазорів в сполучених деталях передньої осі і рульового приводу, від деформацій
