Влияние наклона колеса на характеристики автомобиля

    2.2.1 Плечо обкатки

Рис.5. Схематичное изображение многорычажной независимой подвески.

Плечо обкатки – расстояние между центром пятна контакта пневматической шины с опорной поверхностью. Плечо обкатки бывает положительным, нулевым и отрицательным. На рисунке 5 изображено положительное плечо. Центр пятна контакта выходит за ось поворота колеса. Нулевое – ось поворота пересекается с центром пятна контакта, а отрицательное – центр пятна контакта находится за осью.

Плечо обкатки это важный параметр настройки подвески автомобиля. Мастера любители экспериментируя с ходовыми характеристиками или внешним видом своего автомобиля могут сами того не понимая нарушить заводские значения этого параметра. Особенно легко это сделать, установив колёса с не заводским вылетом. Журнал «Автомобильная промышленность» проводил эксперимент. На прямой дороге с неравномерным сцеплением по противоположные стороны, автомобиль разгонялся до стандартного городского ограничения 60 километров в час и водитель применял экстренное торможение не держа руль в руках. На колёсах рекомендованным заводом производителем произошёл небольшой снос задней оси, в то время как на литых колёсах с вылетом большим нежели чем на заводских, автомобиль развернуло на 720 градусов. Очевидно, что в экстремальной ситуации такое поведение автомобиля может стать причиной серьёзного ДТП. Соответственно от данного параметр напрямую зависит безопасность дорожного движения. Давайте разберёмся в этом важном параметре подвески, на что он влияет, в каких границах можно изменять этот параметр, тенденции крупных автопроизводителей и как плечо обкатки изменяется от отрицательного развала колеса.

Разворот экспериментального автомобиля легко объяснить. Поставив не заводские диски с большим вылетом, плечо обкатки стало положительным. Посмотрим, какие силы действуют на колесо при торможении.

Рис.6. Силы действующие на колесо при торможении.

F1 – Тормозная сила
F2 – Сила тяги

Rs – плечообкаки

При резком торможении создаётся крутящий момент состоящий из силы торможения помноженный на длину плеча обкатки, этот момент приводит к появлению силы на рулевых тягах и отжимает колесо в направлении соответствующему отрицательному схождению. Так как водитель не держал руль, сила возникшая на рулевой трапеции резко вывернула колёса пустив автомобиль в разворот со сносом задней оси. Если на автомобиле установлена антиблокировочная система, то при торможении могут возникнуть различные по величине продольные силы приложенные к левым и правым колёсам, которые в виде толчков передаются на руль. В этом случае плечо обкатки обязательно должно быть отрицательным, так как моменты создаваемые положительным плечом в купе с активной работой системы могут привести автомобиль в неуправляемый занос. При отрицательном плече обкатки эти моменты либо становятся незначительными, либо убираются полностью. Хоть инженеры и давно поняли, что этот параметр нужно уменьшать, сделать это получается не всегда. Добиваются этого увеличением глубины диска, поперечного наклона шкворневой оси или увеличением отрицательного развала колеса. На рисунке 7 видно, что при увеличении развала колёс, плечо обкатки безусловно уменьшается, однако увлекаться развалом не стоит, так как можно перейти грань и в погоне за стабильностью торможения уменьшить пятно контакта на столько, что сцепление с дорогой серьёзно ухудшится.

Рис. 7. Уменьшение плеча обкатки путём увеличения отрицательного развала колёс.

Так же, уменьшают плечо обкатки не только для безопасного торможения, но и уменьшения сопротивления поворота управляемых колёс, когда углы поворота велики.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что уменьшение плеча обкатки является крайне желательным. Ведь по мимо очевидных плюсов в безопасности управления автомобилем, сокращение этого значения положительно влияет на лёгкость поворота рулевого колеса в движущемся автомобиле и затрудняет возникновение угловых колебаний колеса. Однако так же данный параметр влияет на стабилизирующий эффект шины и уже в неподвижном автомобиле может сильно усложнить поворот колёс. Поэтому отрицательный развал помогает уменьшить плечо обкатки и сбалансировать между такими взаимосвязанными факторами как безопасность, лёгкость управления а так же стабилизации управляемых колёс.