Призначення кутів установки коліс
Під час руху автомобіля по дорозі або по тому, що віддалено можна назвати дорогою, колеса, підвішені на елементах ходової частини, постійно переміщаються, змінюють своє положення щодо кузова автомобіля. Перед інженерами встала проблема, пов'язана з постійністю контакту шини колеса з поверхнею, по якій воно котиться. Найпростішим рішенням стало введення такого геометричного параметра, як розвал коліс.
Примітка
Розвал став компенсаційним параметром, що дозволяє зберегти контакт колеса з дорогою.
Розвал (він же Camber) - кут між вертикаллю і площиною обертання колеса.
Примітка
Якщо в позначенні розвалу варто мінус, значить верхня частина колеса встановлена всередину кузова, якщо значення розвалу позитивне, значить колесо встановлено назовні (дивіться малюнок 6.28).
Малюнок 6.28 Розвал коліс.
Малюнок 6.29 Приклад сходження передніх керованих коліс.
Все, що пов'язано з нехарактерним, нерівномірним або надмірним зносом протектора шин коліс, так чи інакше є результатом зміни такого геометричного параметра, як розвал.
Сходження коліс - кут між напрямком руху і площиною обертання колеса (малюнок 6.29). Вимірюється в міліметрах або кутках.
Колесо підвішене на елементах ходової частини тільки з одного боку. Під час руху по поверхні (якщо це колесо тільки кероване), на нього діють сили і моменти, пов'язані з опором коченню, - ці сили намагаються вивернути колесо назовні. Для компенсації цих сил колеса зводять.
Примітка
В ідеалі, сходження коліс необхідно змінювати в міру збільшення навантажень на колеса, наприклад при збільшенні швидкості. Однак на практиці таке застосувати вкрай складно, якщо взагалі можливо. Тому, закладаючи геометричні параметри ходової частини, сходження розраховують щодо крейсерській швидкості автомобіля.
Примітка
Сходження коліс застосовується, в основному, на легкових автомобілях. Але існує і зворотний сходження параметр - розбіжність. Розбіжність коліс застосовують на спортивних автомобілях, де потрібна підвищена чутливість автомобіля до управління.
Поздовжній кут нахилу осі повороту колеса (Caster, кастер) - кут між вертикаллю і проекцією осі повороту колеса на поздовжню площину автомобіля (малюнок 6.30). Необхідний для кращої стабілізації автомобіля під час руху. Функція, так би мовити, виключно динамічна. Під стабілізацією в даному випадку слід розуміти здатність керованих коліс чинити опір відхиленню від нейтрального (відповідного прямолінійного руху) положення і автоматично повертатися до нього після припинення дії зовнішніх сил, що викликали відхилення. Якщо уявити собі підвіску, конструктивно виключає наявність кастера, то всі дії по стабілізації автомобіля лягли б на плечі водія.
Примітка
Прояв дії кастера на практиці міг спостерігати кожен, у кого є велосипед. Адже вилка керованого колеса велосипеда також встановлена під кутом до вертикалі. Саме цей кут дозволяє нам їздити і повертати на велосипеді без рук (хоча не варто забувати і про ефект гіроскопа).
цікаво
Ефект гіроскопа спостерігали без винятку всі, хто хоч раз в житті грав зі звичайною дзигою. Юла не падає, поки обертається, і якщо до краю диска докласти зусилля і відпустити, вона миттєво повернеться у вертикальне положення.
Малюнок 6.30 Приклад поздовжнього нахилу осі повороту колеса.
Кут поперечного нахилу (англ. Kingpin inclination, KPI) - кут між вертикаллю і проекцією осі повороту колеса на поперечну площину автомобіля. Як було зазначено вище, кут поздовжнього нахилу осі повороту стабілізує автомобіль на швидкості. А що робити, якщо швидкість руху відносно невелика? Так чи інакше, рульове колесо має стабілізуватися. Для цього в кінематику підвіски ввели параметр «Поперечний кут нахилу осі повороту колеса». В такому випадку колесо, повертаючись, опускається. Отже, коли автомобіль стоїть на поверхні, при повороті коліс кузов піднімається, і, як результат, виникають додаткові зусилля, які прагнуть повернути колеса в початкове положення.
Кути повороту керованих коліс
При повороті керовані колеса автомобіля проходять різні відстані. І якщо обидва колеса будуть повертатися на однаковий кут, автомобіль буде зміщуватися з траєкторії, при цьому шини коліс будуть значно швидше зношуватися.
Для того щоб цього уникнути, рульове управління проектують таким чином, щоб забезпечити поворот внутрішнього колеса на більший кут щодо зовнішнього колеса (докладніше, дивіться в розділі Рульове управління).
Малюнок 6.31 Схема повороту автомобіля.