На поворотах и на неровной дороге при движении по прямой правые и
левые колеса одной и той же оси автомобиля проходят неодинаковый
путь (рис. 8). Если в этих случаях колеса заставить вращаться с
одинаковой скоростью, то одно из них (описывающее меньший путь)
должно частично проскальзывать относительно дороги. Это приведет к
ухудшению устойчивости автомобиля и к повышению износа шин. Чтобы
качение ведущих колес происходило без проскальзывания, необходимо
иметь механизм, допускающий вращение колес одной оси с разными
скоростями. Это обеспечивает специальный механизм - дифференциал,
схема работы которого показана на рис. 9.
При одинаковом сопротивлении движению на ведущих колесах
(движение автомобиля прямо) крутящий момент, передаваемый на них
через дифференциальный механизм, поровну распределяется между
колесами (рис. 9, а). При этом сателлиты <обегают> полуосевые
шестерни, передавая равномерно крутящий момент на полуоси.
Когда автомобиль двигается на повороте, внутреннее к повороту
колесо, катящееся по меньшему радиусу, встречает большее
сопротивление движению. Возросшее сопротивление движению через
полуось и полуосевую шестерню передается сателлитам, которые
начинают вращаться вокруг своей оси (рис. 9, б), передавая большую
часть крутящего момента на полуось с меньшим сопротивлением движению
колеса (т. е. колеса, катящегося по большему радиусу). Поэтому
внешнее колесо начинает вращаться быстрее, таким образом
обеспечивает движение ведущих колес автомобиля без проскальзывания,
что повышает его устойчивость.
Неисправности рулевого управления. Водитель должен
знать наиболее часто встречающиеся неисправности рулевого
управления, с которыми нельзя выезжать на линию. К ним относятся:
люфт рулевого колеса больше опустимого, затруднено вращение рулевого
колеса, заедание рулевого привода, большой износ его деталей,
ослабление креплений и наружной шплинтовки, повреждение деталей.
9. Схема работы дифференииала: а - при
вращении ведущих колес с одинаковыми скоростями: б - при вращении
ведущих колес с различными скоростями
Некоторые водители ошибочно полагают, что нужно стремиться так
отрегулировать рулевое управление, чтобы отсутствовал люфт рулевого
колеса. Если бы люфт отсутствовал полностью, то это очень осложняло
бы работу водителя. Любое незначительное непроизвольное движение рук
отразилось бы на направлении движения. А наличие люфта помогает
снижать удары и толчки от неровностей дороги, которые передаются на
руль, а следовательно, уменьшает утомляемость водителя. Пря
увеличенном люфте, а это бывает при износе деталей рулевого
управления и ослаблении креплений, езда становится также опасной.
При необходимости быстро сманеврировать рулем водитель потеряет
драгоценное время на выбор люфта руля и не успеет своевременно и
точно выполнить маневр. У современных автомобилей люфт составляет
5-8°, когда колеса установлены в положении езды по прямой, .и
увеличивается при повороте колес.
Водители знают, что инспектор ГАИ, проверяя техническое состояние
автомобиля, как правило, начинает с проверки люфта рулевого колеса.
Эту несложную операцию должен уметь делать каждый водитель с помощью
люфтомера (рис. 10). Этот прибор состоит из стрелки, прикрепляемой к
ободу колеса, и шкалы, градуированной в градусах или миллиметрах.
Шкала прикрепляется к рулевой колонке.
10 Измерение люфта рулевого колеса с помощью
люфтомера
Передние колеса ставятся прямо. Поворотом рулевого колеса влево
выбирается его люфт, стрелка люфтомера устанавливается против
нулевого деления на шкале; затем рулевое колесо поворачивается
вправо до полного выбора люфта в эту сторону. По делению на шкале,
против которого оказалась стрелка люфтомера, определяют люфт
рулевого колеса. У некоторых отечественных автомобилей допустимый
люфт рулевого колеса составляет: до 5° - у ЗАЗ и ВАЗ-2101 <Жигули>,
до 10° -у ГАЗ-24 <Волга>, до 15° - ЗИЛ-130.
Важное значение для безопасной езды имеет правильность углов
установки управляемых колес. Углы развала и схождения колес снижают
сопротивление движению, уменьшают износ шин, снижают расход топлива.
Углы поперечного и продольного наклона шкворня (поворотной стойки)
обеспашвают стабилизацию управляемых колес, т. е. их свойство
сохранять положение, соответствующее прямолй-(ейному движению
автомобиля, и самостоятельно к.не-iy возвращаться под действием силы
тяжести автомобиля и боковой инерционной силы. Отклонение углов
установки от рекомендуемых величин отрицательно сказывается на
эксплуатационных свойствах автомоби-1я. Ввиду достаточной сложности
регулировки углов установки управляемых колес и необходимости
применения специальных измерительных приспособлений рекомендуется
выполнять эту работу на станциях технического обслуживания.
Явление увода. При езде по кривой автомобиль совершает
два движения: за счет поворота управляемых колес он поворачивается в
сторону поворота рулевого колеса и из-за возникающего вследствие
боковой эластичности шин увода колес происходит его снос в сторону,
противоположную повороту рулевого колеса. Величина бокового
смещения, которое наблюдает водитель в виде увеличения радиуса
поворота, определяется сложением этих движений.
Рассмотрим более подробно явление увода эластичного колеса, так как
понимание и учет его при движении на закруглениях имеют важное
значение для безопасности дорожного движения. Если колесо катится по
горизонтальной поверхности, причем векторы всех действующих сил
располагаются в его плоскости, то траектория движения будет
представлять собой прямую линию, совпадающую с плоскостью колеса.
Однако, если на колесо будут действовать силы, направленные под
углом или перпендикулярно плоскости колеса, направление движения
будет отклоняться от этой плоскости. На рис. 11, а показана
схематично деформация шины при наличии только вертикальной нагрузки,
а на рис. 11, б - деформация при одновременном действии весовой
нагрузки и боковой силы. В первом случае средняя линия (след)
протектора шины лежит в средней плоскости обода колеса. При наличии
боковой силы из-за деформации шины след от протектора несколько
смещается в сторону действия боковой силы. Это явление называется
уводом колеса и играет чрезвычайно важную роль в характере движения
автомобиля на повороте. Вследствие увода колес передней и задней
осей автомобиля изменяются радиус поворота и положен> центра
вращения. В каждый момент времени поворот происходит относительно
какого-то нового положена мгновенного центра вращения.
11. Деформация шины при нагрузках
Если угол увода передних колес больше, чем yroл увода задних, то
будет происходить увеличение радиус поворота, т. е. уменьшится
крутизна поворота. В эти J условиях водитель, чтобы компенсировать
увод автомобиля, вынужден повернуть рулевое колесо на несколько
больший угол, чем если бы увода колеса не было. И, на оборот, если
угол увода задних колес больше, чем передних, то происходит
уменьшение радиуса поворота также потребуется вмешательство
водителя: поворотом руля ему необходимо удержать автомобиль в
предела своей полосы движения.
Некоторые автомобили на определенной скорости пропрохождении
поворотов имеют тенденцию <сопротивляться> воздействию рулевого
управления. О таком автомобиле говорят, что он обладает
недостаточной поворачнваемостью. Другие, наоборот, при воздействии
р) левого управления еще больше стремятся повернуться у них
избыточная поворачиваемость. Если автомобиль точно слушается
рулевого управления, то он обладает нейтральной поворачиваемостью.
Увод колес автомобиля имеет в определенных условиях серьезное
значение для безопасности движения, водитель должен уметь его
учитывать. Если действующая на автомобиль поперечная сила велика
(например, боковая инерционная сила на крутом повороте), то
отклонение траектории за счет увода колес может быть очень большим.
12. Опасные последствия увода у автомобилей
с недостаточной поворачиваемостью: А - траектория движения
автомобиля без увода; В - траектория движения с боковым уводом колес
при высокой скорости движения
Величина увода также зависит от величины боковой силы, которая в
свою очередь зависит от скорости движения автомобиля и тем больше,
чем больше его скорость. На рис. 12 показано опасное отклонение
траектории на повороте, происходящее за счет увода колес. Если
водитель не сумеет компенсировать боковой увод соответствующим
поворотом руля, то при правом повороте его <вынесет> на полосу
встречного движения, а при левом повороте его <утянет> на обочину.
Увод может также возникнуть под действием ветра. Современные
грузовые автомобили и автобусы имеют большие габариты - до 20 м
длиной и до 3,8 м высотой. Поэтому ветер при определенных условиях
может воздействовать на автомобиль сбоку, как на парус. В результате
появится боковая сила, под действием которой будет происходить увод,
подчас опасный. Поэтому водителям таких транспортных средств следует
проявлять дополнительную осторожность при <вождении в ветреную
погоду. Необходимо снижать скорость при выезде с закрытого на
открытый продуваемый участок дороги. Это может быть переход из
лесной дороги на открытую, выезд из ложбины на холмистую местность и
т. п. Боковой увод из-за воздействия ветра обычно компенсируют
поворотом рулевого колеса. Поэтому при въезде в зону затишья нужно
уменьшить угол поворота рулевого колеса, чтобы избежать резкого
изменения направление движения. Там, где воздействие ветра
характеризуется большим постоянством, устанавливается знак 1.27
<Боковой ветер>.
Влияние эксплуатационных факторов на управляемость и устойчивость.
Многие водители не уделяют должного внимания влиянию
эксплуатационных факторов на управляемость и устойчивость
автомобиля. И они бывают чрезвычайно удивлены, когда убеждаются, что
причиной дорожно-транспортного происшествия явился, к примеру, увод
колес. Поэтому знание эксплуатационных факторов необходимо любому
водителю, что позволит избежать целый ряд дорожных неприятностей.
Давление воздуха в шинах. Снижение давления воздуха в
шинах высокого давления увеличивает угол увода колеса, а увеличение
давления уменьшает его. Спущенная шина высокого давления более
податлива к поперечной деформации, чем накачанная. Снижение давления
воздуха в широкопрофильных шинах может, наоборот, привести к
снижению величины увода.
Нагрузка. Повышение нагрузки на ось увеличивает
величину увода колес. Если после загрузки автомобиля его
чувствительность к повороту рулевого колеса и внешним воздействиям
заметно возросла, то независимо от указаний инструкции необходимо
повысить давление в шинах задней оси на 0,2-0,3 кгс/см2 против шин
передних колес, а при большей нагрузке на заднюю ось даже еще выше
по сравнению с рекомендуемым инструкцией. Хотя при этом и
наблюдается снижение срока службы шин, но предотвращаются травмы
людей, необходимость ремонта автомобиля и порча груза в случае ДТП
из-за увода колес.
Важно также помнить, что увеличение высоты расположения центра
тяжести нагруженного автомобиля (при расположении груза на крыше
легкового автомобиля) увеличивает возможность возникновения бокового
крена кузова, что приведет к перегрузке шин одной стороны и резкому
увеличению углов увода.
Тяговая и тормозная силы. При действии на автомобиль
тяговой или тормозной сил увод пропорционален величине этих сил.
Причем у автомобиля с передним приводом увеличение силы тяги во всех
случаях вызывает рост запаса устойчивости (автомобиль с
недостаточной поворачиваемостью имеет положительный запас
статической устойчивости, с избыточной - отрицательный, с
нейтральной - нулевой). Во всех остальных случаях увеличение тяги на
задней оси уменьшает запас устойчивости.
Изменение запаса устойчивости при торможении зависит от того, колеса
какой оси блокируются (не вращаются). Если это происходит с колесами
передней оси, запас устойчивости возрастает. При блокировке задних
колес запас устойчивости уменьшается, а в случае одновременной
блокировки колес обеих осей - становится нулевым. При достижении
предела по сцеплению шин с дорогой произойдет либо полная потеря
чувствительности автомобиля к повороту рулевого колеса (при
достижении предела по сцеплению на передней оси), либо занос и
потеря устойчивости при достижении этого предела на задней оси.
Скользкость покрытия. В этом случае резко снижается
коэффициент сцепления шин с дорогой, что уменьшает запас
устойчивости автомобиля с задним приводом. При равенстве сил тяги и
сцепления такой автомобиль будет неустойчивым на любой скорости.
Запас устойчивости автомобиля с передним ведущим мостом возрастает,
при буксовании передних ведущих колес управляемость не теряется.
Кроме того, на управляемость и устойчивость оказывают влияние
интенсивность приложения управляющего воздействия, скорость и
боковые перегрузки. Опытный водитель знает, что при плавном повороте
рулевого колеса автомобиль точнее выполняет поворот, а при резком
повороте может вообще не повернуть (особенно на скользкой дороге) и
продолжать прямолинейное движение. Точность выполнения поворота
(увеличение бокового увода) уменьшается с возрастанием скорости, на
которой этот маневр выполняется.
Водитель должен всегда учитывать влияние эксплуатационных факторов
на управляемость и устойчивость автомобиля, а понимание природы их
воздействия поможет научиться ездить безопасно.
