Нулевое схождение колес желательно для уменьшения напряжений, воздействующих на элементы рулевого управления, однако моменты, возникающие при движении, в переднеприводном автомобиле стремятся сдвинуть передние колеса в направлении друг друга спереди (положительное схождение), а в заднеприводном автомобиле – раздвинуть колеса (отрицательное схождение). Нежелательному отрицательному схождению противодействует положительное схождение и наоборот. На рис. 5.15, 5.16 и 5.17 изображены нулевое, положительное и отрицательное схождение соответственно.
Рис. 5.15. Нулевое схождение
Рис. 5.16. Положительное схождение
Рис. 5.17. Отрицательное схождение
Развал – это угол между плоскостью колеса и перпендикуляром к плоскости дорожного полотна, измеренный в момент, когда колеса направлены прямо вперед (рис. 5.18). В этой конструкции осевая линия колеса вертикальна.
Рис. 5.18. Нулевой развал
Развал колес определяется при взгляде на автомобиль спереди или сзади. На рис. 5.19 изображен положительный развал колес – верхняя часть колеса наклонена наружу. На рис. 5.20 изображен отрицательный развал колес – верхняя часть колеса наклонена внутрь.
Рис. 5.19. Положительный развал
Рис. 5.20. Отрицательный развал
Усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, должно преодолевать сопротивление шин для обеспечения поворота по плечу обкатки (рис. 5.21).
Рис. 5.21. Плечо обкатки при нулевом развале
При положительном развале, когда верхняя часть колеса наклонена наружу, плечо обкатки укорачивается, благодаря чему уменьшается влияние сил, воздействующих на колеса, на рулевое управление (рис. 5.22).
Рис. 5.22. Плечо обкатки при положительном развале
При отрицательном развале, когда верхняя часть колеса наклонена внутрь, плечо обкатки удлиняется, из-за чего возрастает влияние сил, воздействующих на колеса, на рулевое управление (рис. 5.23).
Рис. 5.23. Плечо обкатки при отрицательном развале
5.2.1. Диагностика и техническое обслуживание подвески
Техническое обслуживание и диагностика осуществляются непосредственно на автомобиле, для чего используются специальные стенды. Их существует два типа:
• стенды, создающие длительные колебания колес с переменной частотой (при которых в определенный момент происходит резонанс) и фиксирующие амплитуды при резонансе;
• стенды, создающие кратковременные колебания колес и фиксирующие количество циклов затухания колебаний.
Для стендов первого типа оценочным параметром (рис. 5.24) является амплитуда резонансных колебаний. Если ее значение менее 50 мм (размер А), то амортизаторы находятся в хорошем состоянии, если более 50 мм (размер Б) – амортизаторы необходимо заменить.
Рис. 5.24. Диаграмма стенда первого типа
Для стендов второго типа оценочным параметром является количество циклов затухания колебаний. Если эти колебания составляют один полуцикл (рис. 5.25) – амортизатор исправен, если большее число полуциклов – амортизатор требует замены.
Рис. 5.25. Диаграмма стенда второго типа
При отсутствии специальных стендов для проверки действия амортизаторов передней и задней подвесок установите автомобиль на эстакаду или смотровую канаву и начинайте его раскачивать, нажимая руками поочередно с правой и левой стороны передней и задней части, так, чтобы амплитуда колебаний достигла 30–50 мм. Затем отпустите кузов и наблюдайте за амплитудой колебаний. Если кузов совершает более полутора циклов колебаний, то амортизаторы требуют замены.
При замене амортизаторов рекомендуется также заменить резиновые втулки, буфера, а также защитные чехлы, если они имеют повреждения – это продлит срок службы амортизаторов.
В результате повышенного износа деталей или нарушения регулировки в передней и задней подвесках могут возникать различные неисправности:
• скрипы и стуки;
• увод автомобиля от траектории прямолинейного движения;
• неравномерный и увеличенный износ шин;
• раскачивание автомобиля на ходу;
• скрежет.
Причины шума и стука в передней подвеске при движении автомобиля:
• неисправность амортизаторной стойки подвески;
• ослабление крепления верхней опоры стойки к кузову;
• осадка, разрывы, отслоение резины от корпуса опоры стойки;
• износ шарниров рычагов подвески, стоек стабилизатора;
• износ шарового шарнира нижнего рычага подвески;
• уменьшение жесткости или поломка пружин;
• разрушение буфера хода сжатия;
• ослабление болтов крепления штанги стабилизатора.
Первоначально необходимо проверить подвеску на предмет механических повреждений. Наиболее часто встречающаяся неисправность – поломка пружины подвески. Эту неисправность необходимо устранить незамедлительно, т. к. она может создать аварийную ситуацию. Затем проверьте затяжку всех гаек и болтов передней и задней подвески. Осмотрите амортизаторные стойки на предмет подтекания амортизаторной жидкости.
Увод автомобиля от прямолинейного движения может быть вызван:
• разным давлением воздуха в шинах;
• нарушением регулировки углов установки колес;
• разрушением одной из верхних опор амортизаторных стоек подвески;
• различной жесткостью пружин подвески;
• неодинаковым износом шин;
• повышенным дисбалансом передних колес;
• деформацией рычагов передней подвески;
• заеданием одной или нескольких тормозных колодок при отпущенной педали рабочей тормозной системы.
5.3. Устройство и работа рулевого управления
Рулевое управление служит для поворота передних колес автомобиля во время его движения и состоит из рулевого привода и рулевого механизма. Для того чтобы движение колес автомобиля на повороте происходило без бокового скольжения, управляемые колеса должны поворачиваться на различные углы: внутреннее колесо на больший угол, а внешнее – на меньший.
Рулевой механизм служит для преобразования вращательного движения рулевого колеса в поступательное прямолинейное движение, передаваемое колесам. Для прямолинейного движения нужно преобразовать вращательное движение рулевого колеса в качание рулевой сошки или создать возвратно-поступательное движение рейки рулевого механизма. Помимо этого, рулевой механизм обеспечивает понижающее передаточное число, благодаря которому уменьшается усилие, прикладываемое водителем для управления колесами. Это особенно важно, когда автомобиль неподвижен или медленно двигается и вращение руля максимально затруднено.
Соотношение между углом поворота рулевого колеса и углом поворота колес называется передаточным числом рулевого управления. Передаточные числа могут быть постоянными и переменными. Рулевое управление с постоянным передаточным числом именуется «линейным». При линейном рулевом управлении поворот рулевого колеса на фиксированное количество градусов перемещает управляемые колеса на пропорциональный угол, зависящий от передаточного числа, при любом положении рулевого управления.
Рулевое управление с переменным передаточным числом именуется «пропорциональным». При пропорциональном рулевом управлении передаточное число изменяется с каждым поворотом рулевого колеса. Как правило, по мере увеличения угла поворота рулевого колеса скорость изменения угла поворота колес увеличивается. Передаточное число – это угол поворота рулевого колеса, деленный на угол поворота колес.
Обычно понижающее передаточное число рулевого управления находится в пределах от 14:1 до 22:1. При передаточных числах от 14:1 до 18:1, как правило, требуется усилитель рулевого управления. Для перемещения колес между предельными положениями требуется повернуть рулевое колесо на 3–4 полных оборота. Рулевой механизм должен быть достаточно прочным и выдерживать разные нагрузки, которым он подвергается в различных условиях движения. Водитель не должен ощущать через рулевое колесо толчки, сопровождающие движение.
5.3.1. Рулевые механизмы
Существует несколько различных вариантов конструкций рулевых механизмов, но основных типов два:
• рулевые механизмы с вращательным движением (рис. 5.26);
Рис. 5.26. Рулевой механизм с вращательным движением
• рулевые механизмы со скользящим движением (рис. 5.27).
Рис. 5.27. Рулевой механизм со скользящим движением
Рулевые механизмы с вращательным движением
Рулевые механизмы с вращательным движением имеют различные конструкции:
• шариковинтовой рулевой механизм;
• рулевой механизм типа «винт-гайка» с кольцами-ползунами;
• червячно-секторный рулевой механизм;
