9 Керованість і стійкість автомобіля

1. Загальні положення

Під керованістю розуміють експлуатаційну властивість автомобіля змінювати траєкторію руху під час дії водія на кермове колесо.

Під стійкістю розуміють експлуатаційну властивість автомобіля зберігати заданий напрямок руху при знятому зусиллі із кермового колеса.

Для зміни траєкторії руху колісної машини існують три способи:

- поворот керованих коліс відносно вісей шворнів;

- відносний поворот ланок колісної машини (Т-150К);

- пригальмовування коліс одного борту.

Найпростіший і надійний спосіб – це поворот керованих коліс відносно вісей шворнів, а тому цей спосіб зміни траєкторії руху застосовують практично на всіх автомобілях. Що ж до конкретно кермового керування, то воно в загальному випадку складається із кермового механізму, кермового привода і гідравлічного підсилювача і забезпечує поворот керованих коліс відносно осей шворнів. Якщо фізичних зусиль водія недостатньо для повороту керованих коліс на місці на асфальтобетонній сухій дорозі з високим коефіцієнтом зчеплення, то такий автомобіль обладнують додатково гідравлічним підсилювачем кермового керування. Пневматичні підсилювачі на автомобілях не застосовують насамперед через значний час спрацьовування, який складає близько 0,5 с. Час спрацьовування гідравлічного підсилювача на порядок менше і не перевищує 0,05 с.

Для забезпечення ходимості шин керованих коліс під час руху по криволінійній траєкторії колеса повинні повертатися на різні кути. При цьому кут повороту внутрішнього колеса _в повинен бути завжди більший за кут повороту зовнішнього _з. Різні кути повороту керованих коліс забезпечуються кермовою трапецією.

2. Кінематика повороту керованих коліс

Мінімальний знос шин керованих коліс буде в тому випадку, якщо перпендикуляри, опущені від середніх площин керованих коліс, будуть перетинатися в одній точці й знаходитися на продовженні задньої осі автомобіля. Розрахункова схема для визначення параметрів кінематики керованих коліс наведена на рис. 9.1, де L – база автомобіля; В – колія передніх коліс.

З  АОС запишемо:

.

З  АОС запишемо:

,

де R – радіус траєкторії руху центру заднього моста автомобіля.

Різниця котангенсів кутів повороту керованих коліс дорівнює:

. (9.1)

Формула (9.1) описує кінематику ідеальної кермової трапеції за відсутності її деформацій і зазорів у кульових пальцях поперечної тяги. Проте під час повороту керованих коліс через деформацію кермової трапеції і вибір зазорів у кульових пальцях поперечної тяги зовнішнє кероване колесо буде повернуто на менший кут.

Для компенсації впливу деформацій кермової трапеції та зазорів у кульових пальцях поперечної тяги величину В (колія передніх коліс) у формулі (9.1) зменшують, забезпечуючи теоретично довертання зовнішнього колеса на більший кут. На сьогодні не існує єдиної думки, яке значення В у формулі (9.1) брати (див. рис.9.2).

З аналізу літературних джерел випливає, що значення В у формулі (9.1.) рекомендують брати:

В₁ – відстань між точками зустрічі вісей шворнів з опорною поверхнею;

В₂ – Лисов М.І. рекомендує брати відстань між центрами поворотів кульових пальців поперечної тяги;

В₃ – Литвинов А.С. рекомендує відстань між осями шворнів.

Отже, теоретично в рівнянні (9.1) В повинна бути колія передніх коліс. Проте, зменшуючи значення В у рівнянні (9.1), відповідне колії керованих коліс, забезпечують більший кут повороту зовнішнього колеса. Цим компенсуються деформація кермової трапеції та зазори в кульових пальцях поперечної тяги.