- легкое управление;
- наименьший износ шин и деталей;
- устойчивость (стабилизацию) передних управляемых колес в среднем положении, соответствующем прямолинейному движению.
Для облегчения управления автомобилем передние управляемые колеса имеют развал в вертикальной плоскости и схождение в горизонтальной плоскости. Для возврата колес в среднее исходное положение шкворни поворотных цапф наклонены в продольной и поперечной плоскостях.
Развал колес
При эксплуатации автомобиля шкворни поворотных цапф и их втулки постепенно изнашиваются. В результате увеличения зазора между ними происходит отклонение плоскости колеса от вертикальной плоскости (рис. 14.22, а), что отрицательно влияет на износ шин и управляемость автомобиля. В качестве меры борьбы с этим применяют установку поворотных цапф с наклоном вниз. Отклонение верхней части колеса от вертикальной плоскости наружу называется положительным развалом. За счет этого появляется осевая сила, прижимающая ступицу к внутреннему большому подшипнику, разгружая наружный маленький подшипник. При развале колес уменьшается расстояние между точкой пересечения продолжения оси шкворня с дорогой и точкой контакта колеса с дорогой, что и облегчает поворот колес. Угол развала а у разных моделей современных автомобилей находится в пределах α=0...2°.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218790.jpg)
Рис. 14.22. Схемы (а - в) установки управляемых колес: 1 - рулевая тяга; α - угол развала колес; β - угол поперечного наклона шкворня; γ - угол продольного наклона шкворня; А - расстояние между колесами на уровне оси сзади; В - расстояние между колесами на уровне оси спереди; С - расстояние от точки пересечения продолжения шкворня с дорогой до точки касания шины колеса
Износ шин
Развал колес оказывает влияние на износ шин. Наименьший износ будет при отсутствии развала. При развале до 2° износ будет не очень большим. При эксплуатации автомобиля за счет износа шкворней, втулок и усталостного износа балки передней оси положительный развал постепенно уменьшается до нуля, а затем отклонение колес переходит в сторону отрицательного развала, что ухудшает поворачиваемость колес.
У грузовых автомобилей изменение развала устраняется заменой изношенных деталей, а у легковых величина развала регулируется.
Схождение колес
В результате наклона колес при развале возникают силы, стремящиеся развернуть их в разные стороны при движении. Появляется поперечное проскальзывание колес, что способствует износу шин и затрудняет управление автомобилем. Для устранения вредных последствий развала колеса устанавливают со схождением. При этом расстояние между ободами колес на уровне передней оси спереди на несколько миллиметров меньше, чем сзади (рис. 14.22, в). Величина схождения находится в прямой зависимости от величины развала и устанавливается в пределах 0...12 мм. Схождение колес регулируется у грузовых автомобилей изменением длины поперечной рулевой тяги, а у легковых — изменением длины боковых регулировочных трубок.
Стабилизация колес в среднем положении
Стабилизация колес в среднем положении достигается поперечным и продольным наклонами шкворней поворотных цапф за счет формы передней оси автомобиля.
Поперечный наклон на угол β=6...10° (см. рис. 14.22, а) при повороте колес вынуждает переднюю ось опуститься к поверхности дороги, но это невозможно, и тогда передняя часть автомобиля поднимается. После освобождения рулевого колеса сила тяжести заставляет переднюю ось опуститься, возвращая передние управляемые колеса в среднее исходное положение для прямолинейного движения. Сила тяжести способствует увеличению устойчивости колес в этом положении. Стабилизирующий момент в данном случае зависит от угла наклона и массы автомобиля. Он хорошо действует на малых скоростях движения.
Продольный наклон шкворня на угол γ (рис. 14.22, б) также предназначен для обеспечения стабилизации управляемых колес в среднем положении, но его действие заметно только на больших скоростях движения при значительных центробежных силах. Продолжение оси шкворня пересекается с дорогой впереди точки касания шины колеса на некотором расстоянии С. На больших скоростях во время поворота колес возникает центробежная сила, стремящаяся сдвинуть автомобиль по направлению от центра поворота. Между шинами и дорогой в точках их касания появляются силы трения. Они действуют с плечом С относительно оси шкворня и способствуют возврату колес в среднее положение для прямолинейного движения. Величина продольного наклона шкворня выдерживается в пределах γ=0...З,5°
Установка шкворней с большими углами наклона затрудняет управление автомобилем, поэтому на легковых автомобилях эти углы делают очень малыми или равными нулю. На легковых автомобилях применяют эластичные шины, и стабилизация колес в среднем положении обеспечивается углом увода упругих деформирующихся шин. Сама шина за счет своей упругости после окончания поворота стремится вернуть колеса в нейтральное положение.
Если передние колеса не только управляемые, но еще и ведущие, то углы продольного наклона шкворней также малы или равны нулю. Тяговое усилие ведущего переднего моста способствует улучшению стабилизации колес в среднем положении.
Измерителями стабилизации колес при выходе автомобиля из поворота служат стабилизирующий момент и угловая скорость поворота рулевого колеса при возвращении его в нейтральное положение. Возникновение стабилизирующего момента обусловлено продольным и поперечным наклонами шкворней, а также поперечной эластичностью шин.