24.5. Стабілізація керованих коліс.

Сили, які діють на автомобіль, нама­гаються відхилити керовані колеса від прямолінійного руху. Щоб запобігти повороту коліс під дією випадкових сил (поштовхів від наїзду на нерівності дороги, поривів вітру тощо), керовані колеса повинні володіти здатністю зберігати положення, яке відповідає прямолінійному руху, і повертатись до нього з будь-якого іншого положення. Ця здатність називається стабілізацією керованих коліс. Вона забезпечується нахилом шворнів у поперечній і поздовжній площинах та пружними властивостями пневматичної шини.

При повороті керованого колеса поперечний нахил шворня приводить до опускання цього колеса на відстань h. Оскільки колесо опирається на дорогу, то це явище викликає відповідний підйом передньої осі і центра ваги автомобіля. Якщо відпустити рульове колесо, то передня частина автомобіля опуститься вниз і передні колеса повернуться в положення, яке відповідає прямолінійному руху. Стабілізуючий момент, який діє на керовані колеса, із збільшенням кута нахилу шворня і ваги, що припадає на передню вісь, зростає. На стабілізуючий момент, який виникає внаслідок поперечного нахилу шворня, не впливають швидкість руху і якість дороги. Зазвичай стабілізуючий момент від нахилу шворня вбік називають ваговим. Кут нахилу осі шворня становить 6–10°. Поперечний нахил шворня зменшує плече С (плече обкатки), знижуючи передачу ударних навантажень, від дороги на рульове керування.

Рис. 24.16. Схема поперечного нахилу шворня

Поздовжній нахил шворня зазвичай вибирають таким, при якому нижній кінець шворня зміщений вперед відносно вертикалі, яка проходить через його середину. Внаслідок цього точка перетину осі шворня з дорогою знаходиться попереду місця контакту колеса і дороги.

Рис. 24.17. Схема поздовжнього нахилу шворня

Під час руху автомобіля його траєкторія руху має криволінійний характер, що зумовлює виникнення відцентрової сили. Ця сила намагається відсунути автомобіль від центра повороту, чому перешкоджають реакції дороги, прикладені в центрі контактних майданчиків і спрямовані до центра повороту. Реакції керованих коліс, діючи на плече а, які виникли в результаті нахилу шворня назад, намагаються повернути керовані колеса в положення, яке відповідає прямолінійному руху. Стабілізуючий момент, який діє на керовані колеса завдяки нахилу шворнів у поздовжній площині, пропорційний до квадрата швидкості і називається швидкісним стабілі­зуючим моментом. Кут γ нахилу шворня у поздовжній площині становить 1-4°.

Еластична шина контактує з дорогою на певній площі, яку називають контактним майданчиком. Сили, які діють в контактному майданчику, проти­діють повороту колеса. Стабілізуючий момент, який створюється, залежить від еластичності шин.

У вантажних автомобілів, забезпечених порівняно жорст­кими шинами, пружний стабілізуючий момент є меншим, ніж у легкових.