9.11 Оптимальне сходження керованих коліс

У загальному випадку мінімальний знос шин керованих коліс можливий, якщо керовані колеса будуть рухатися з нульовими кутами розвалу і сходження.

Проте при установці керованого моста, що має нульові кути розвалу, безпосередньо на автомобіль відбудеться деформація балки керованого моста, вибір зазорів у підшипниках шворневих вузлів і маточин коліс. У результаті цього колеса будуть установлені з від'ємними кутами розвалу. Для компенсації цього впливу керовані колеса автомобілів установлюють з додатними кутами розвалу, а його величина залежить від жорсткості балки керованого моста і конструкції шворневого вузла. Для існуючих автомобілів кут розвалу, як правило, додатний, а його величина зазвичай не перевищує +1⁰ .

Щодо сходження (різниця відстаней по гальмівному барабану В-А див. рис. 9.21), то його величина повинна компенсувати вплив кута розвалу, деформації кермової трапеції, вибір зазорів у кульових пальцях кермової трапеції під час прямолінійного руху автомобіля.

Задача зводиться до того, щоб при заданому куті розвалу керованих коліс у нейтральному положенні, з урахуванням конструктивних параметрів автомобіля, визначити сходження, що забезпечує мінімальний знос шин під час руху по прямолінійній траєкторії.

Щодо руху по криволінійній траєкторії, то ходимість шин керованих коліс у цьому випадку буде залежати не стільки від установчих параметрів керованих коліс (розвалу і сходження), як від поперечного і поздовжнього нахилів шворнів.

При прямолінійному русі мінімальний знос шин керованих коліс буде в тому випадку, якщо кут відведення, що зумовлений коченням керованих коліс з розвалом, буде дорівнювати куту сходження керованих коліс . У цьому випадку бічні сили і стабілізуючі моменти шин від кожного з цих кутів будуть мати одинакові за абсолютною величиною значення, проте різний напрямок. Результуючі значення бічних сил і стабілізуючих моментів шин у контакті колеса з дорогою будуть прагнути до нульових значень.

Кут відведення при коченні з розвалом дорівнює:

, (9.66)

де а – велика вісь відбитка шини;

_ш0 – кут розвалу керованого колеса з урахуванням знака в нейтральному положенні.

Ураховуючи, що сходження керованих коліс визначається як різниця відстаней між торцями гальмівних барабанів керованих коліс позаду і спереду вісі балки керованого моста, маємо право записати:

В-А=2ДЕ ,

де В-А-сходження керованих коліс.

З анализу ДСЕ визначимо:

ДЕ=СДsіn ,

де СД – відстань між точками виміру сходження. Якщо виміри проводять по гальмівному барабану, то цією відстанню, як правило, буде діаметр гальмівного барабана d_б.

Якщо врахувати, що на автомобілях кут сходження значно менший за 1⁰, то з достатньою для практики точністю можемо записати:

sіn _сх = ,

де – кут сходження в рад, який визначають за формулою (9.66)

З урахуванням залежності (9.66) після елементарних перетворень отримаємо формулу для визначення сходження керованих коліс:

В-А= . (9.67)

Формула (9.67) дозволяє визначити сходження керованих коліс, необхідне для компенсації кочення коліс з кутом розвалу. Проте під час прямолінійного руху автомобіля на його керовані колеса діють поздовжні сили. Ці сили відносно вісей шворнів викликають повертальні моменти, які зумовлюють деформацію кермової трапеції, вибір зазорів у кульових пальцях поперечної тяги і як результат – зменшують сходження керованих коліс.

Для компенсації впливу цих поздовжніх сил рекомендується збільшити розраховане за формулою (9.67) сходження керованих коліс на 0,0005м (0,5мм).

З урахуванням вищевикладеного формула для визначення оптимального сходження керованих коліс набуде вигляду:

В-А=( +0,0005 ) м . (9.68)

У формулі (9.68) кут розвалу керованих коліс у нейтральному положенні береться з урахуванням знака.

Як приклад, наведемо розраховані за формулою (9.68) значення і дані сходжень, рекомендовані заводами-виробниками КрАЗ і КамАЗ.

Рекомендоване заводом сходження керованих коліс автомобіля КамАЗ-5511 складає (2…5)мм. Розраховане за формулою (9.68) сходження становить 2,93 мм. При цьому вихідними даними для розрахунку сходження керованих коліс автомобіля КамАЗ-5511 були: велика вісь відбитків шин керованих коліс а=0,261м; радіус колеса r_к =0,476м; відстань між точками виміру сходження коліс d_б =0,508м; кут розвалу коліс у нейтральному положенні = +1⁰ .

Для автомобіля КрАЗ-260, в якого керовані колеса встановлені з від'ємним кутом развалу - 0,5 ⁰, а рекомендоване заводом – виробником сходження становить (0…2) мм. Розраховане сходження за формулою (9.68) складає з від'ємним знаком - 0,714мм. Вихідними даними для розрахунку сходження керованих коліс автомобіля КрАЗ-260 були: велика вісь відбитків шин керованих коліс а=0,315м; радіус колеса r_к =0,6м; відстань між точками виміру сходження коліс d_б =0,530м; кут розвалу коліс у нейтральному положенні =-0,5⁰. З наведеного виходить, для автомобілів КрАЗ-260, у яких колеса встановлені з від'ємним кутом розвалу, для забезпечення ходимості шин керованих коліс вони повинні бути встановлені з розбіжністю - 0,714 мм, але ніяк не зі сходженням, що рекомендує завод 0…2мм.

Отже, якщо керовані колеса автомобіля встановлені з від'ємним кутом розвалу, то для забезпечення мінімального зносу шин їх необхідно встановлювати з розбіжністю, інакше буде підвищений знос шин.

Література

1. Солтус А.П. Основы теории рабочего процесса и расчета колесных управляющих модулей(монография). Деп.Укр.НИИНТИ.  501-Ук90 ВИНИТИ «Деп.науч.труды»,1990   7 (290),б/о 203. –234с. – С. 163–171.

2. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств.-М.: Машиностроение, 1984. – 272 с. – С.151–156, 170–174.

3. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория. – Минск: Вышэйш. шк.,1986. – 240 с. – С. 163–167

4. Солтус А.П., Редчиц В.В. О стабилизующем моменте шины. // Автомобильная промышленность. – М.,1976. – № 7.

5. Солтус А.П., Азаматов Р.А. Шкворневые узлы автомобилей большой грузоподъемности. // Автомобильная промышленность. – М., 1986. – №11.

Контрольні питання

1. Яким параметром оцінюють стабілізацію керованих коліс?

2. У чому принципова відмінність відновних моментів від моментів тертя?

3. Яким чином експериментально визначають стабілізацію керованих коліс автомобілів?

4. З точки зору стабілізації керованих коліс, яким повинен бути момент тертя у шворневому вузлі?

5. Що таке коефіцієнт поперечної стійкості автомобіля?

6. Що містить поняття "установчі параметри керованих коліс"?

7. Яку вимогу висувають до установчих параметрів керованих коліс?

8. Дайте визначення поняття "сходження керованих коліс".

9. Чому під час експлуатації автомобілів визначають не кут сходження керованих коліс, а їх сходження?

10. Яким чином беруть кут розвалу керованих коліс?

11. Яке призначення сходження керованих коліс?

12. Перелічіть чинники, що визначають величину оптимального сходження керованих коліс.

13. Як впливає на величину схождения знак кута розвалу?

14. Що означає від'ємне сходження керованих коліс?