Jeepnieci - Zbieżność

geometria układu kierowniczego

1. Do podstawowych parametrów ustawienia kół kierowanych należą:

a) Zbieżność kół
b) Kąt pochylenia koła (alfa)
c) Kąt pochylenia osi sworznia zwrotnicy (beta)
d) Kąt wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy (gama)

Zacznijmy zatem od omówienia zbieżności kół. Pojęcie to możemy zdefiniować jako różnicę odległości pomiędzy krawędziami obręczy mierzonymi z przodu i z tyłu. Pomiar odbywa się w płaszczyźnie poziomej, która przechodzi przez środki obrotu kół. Najczytelniej przedstawia to rys.1. Możemy tu wyróżnić dwa przypadki.
a) A<B (rys.1.)
b) A>B-ten wariant nazywamy rozbieżnością.
Jak widać z rys.1 określenie zbieżności (rozbieżności) może być w [mm] lub w mierze kątowej, przy czym miara kątowa odnosi się do tzw. zbieżności połówkowej. Wartość zbieżności podlega regulacji w każdym samochodzie. W pojazdach z tylnym napędem jest ona zazwyczaj dodatnia, a przy napędzie przedniej osi bliska zeru lub nawet ujemna (rozbieżność). Myślę, że warto przy tej okazji obalić pewien mit powielany często przez niektórych kierowców. Mianowicie zbieżność nie ma nic wspólnego z tzw. ściąganiem samochodu, dlatego że parametr ten dotyczy pary kół a nie tylko jednej strony. Należy jeszcze dodać , że badanie zbieżności winno być przeprowadzane każdorazowo po wymianie któregoś z elementów przedniego zawieszenia. Nie należy również zapominać, że złe ustawienie zbieżności skutkuje szybszym zużywaniem się ogumienia.

Kąt pochylenia koła (oznaczany jako alfa) to kąt zawarty między płaszczyzną symetrii koła a prostą prostopadłą do nawierzchni i równoległą do osi wzdłużnej samochodu. Oczywiście najlepiej przedstawia to rys.2.
Również i tu mamy do czynienia z dwoma przypadkami:
a) Koła górą rozchylone - kąt pochylenia koła jest dodatni
b) Koła dołem rozchylone - kąt pochylenia koła jest ujemny
Dzisiejsze pojazdy mają kąt pochylenia koła zerowy lub ujemny. Pozwala to zwiększyć obszar styku opony z jezdnią przy większej prędkości na zakręcie (dlatego właśnie w autach rajdowych beta < 0). Maksymalna różnica między kątami pochylenia kół tej samej osi nie powinna przekraczać 0,5 stopnia co zapewnia brak ściągania w bok podczas jazdy na wprost. Kąt pochylenia koła ma wpływ na pracę opony i na jej trwałość. Z tego powodu wartość kąta nie powinna przekraczać 4o także przy pełnym ugięciu zawieszenia. Zbyt duże dodatnie pochylenie koła powoduje szybsze zużywanie się zewnętrznego barku opony, a zbyt duże ujemne pochylenie - wewnętrznego.

Kąt pochylenia osi sworznia zwrotnicy (oznaczany jako beta) to kąt zawarty pomiędzy prostą poprowadzoną przez sworzeń zwrotnicy a prostą prostopadłą do nawierzchni. Rys.3. Przy prowadzeniu kół z wykorzystaniem kolumny McPhersona przez oś sworznia zwrotnicy należy rozumieć prostą przechodzącą przez przegub wahacza i górne łożysko amortyzatora. Regulacja tego parametru jest możliwa jedynie jednocześnie z regulacją kąta pochylenia koła. Bardzo ważna jest zależność obu wspomnianych wcześniej kątów. I tu także można wyróżnić dwa przypadki, rys.4.:
a) Oś sworznia zwrotnicy przebija nawierzchnię po wewnętrznej stronie płaszczyzny symetrii koła - mamy wtedy dodatni tzw. promień zataczania.(rys.lewy)
b) Oś sworznia zwrotnicy przebija nawierzchnię po zewnętrznej stronie płaszczyzny symetrii koła - mamy wtedy ujemny tzw. promień zataczania.(rys.prawy)
W nowoczesnych pojazdach stosowany jest ujemny promień zataczania co pozwala na utrzymanie prostoliniowego kierunku jazdy podczas hamowania (szczegółowe omówienie w dziale Teoria ruchu).

Kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy (oznaczany jako gama) to kąt zawarty między osią sworznia zwrotnicy a prostą prostopadłą do nawierzchni, ale mierzony w płaszczyźnie równoległej do osi samochodu.
Rys.5. pokazuje dwa wyróżnione przypadki:
a) Punkt przecięcia osi sworznia zwrotnicy z jezdnią wyprzedza punkt styku opony z jezdnią - mamy wtedy dodatni kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy
b) Punkt przecięcia osi sworznia zwrotnicy z jezdnią jest za punktem styku opony z jezdnią - mamy ujemny kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy.
Ze skutków istnienia tego parametru wielu kierowców nie zdaje sobie sprawy, a to właśnie m.in. dzięki niemu koła powracają samoczynnie do jazdy na wprost po ich skręceniu. Musi być jednak zachowana właściwa kombinacja tego kąta z kątem pochylenia osi sworznia zwrotnicy. Wartość tego kąta, podobnie jak inne parametry, ulega zmianie w zależności od załadowania pojazdu (pełny bagażnik, pasażerowie na tylnej kanapie). Niewielkie ujemne wartości tych kątów spotkać można w autach z przednim napędem lub na wszystkie koła. Z kolei dodatnie wartości kąta wyprzedzenia stosuje się w samochodach z silnikiem z tyłu, napędzie na tylną oś.

2. Parametry określające współzależność kątów skrętu.

Są to:
a) kontrolne kąty skrętu kół kierowanych (współzależność kątów skrętu kół)
b) maksymalne kąty skrętu kół przednich.

Kontrolnym kątem skrętu kół nazywa się kąt skrętu koła wewnętrznego (Fw) uzyskany podczas skręcania koła zewnętrznego o kąt Fz = 20.
Obrazuje to rys.6. Na tym samym rysunku przedstawiono również współzależności pomiędzy kątami skrętu kół (B2>A2, A1>B1). Współzależność ta zapewniona jest przez prawidłowość trapezu kierowniczego. Niewłaściwa różnica między kątem skrętu koła prawego i lewego może powodować nadmierne zużycie opon i utratę przyczepności na zakręcie. Maksymalny kąt skrętu kół to maksymalny możliwy do uzyskania kąt skrętu koła w prawo i lewo (kąt zawarty między położeniem na wprost, a max skrętem). Jak łatwo się domyślić wielkość ta decyduje o zwrotności samochodu.

3. Parametry dotyczące ustawienia osi pojazdu.

Są nimi:
a) Odchylenie geometrycznej osi jazdy od osi symetrii pojazdu
b) Nie równoległość osi kół
c) nieśladowość kół

Zacznijmy od wyjaśnienia czym jest geometryczna oś jazdy. Geometryczna oś jazdy jest to prosta (dwusieczna) dzieląca kąt zbieżności całkowitej kół tylnych na dwa równe kąty. Widać ją na rys.7 (oczywiście pozycja kół tylnych została na rys. przedstawiona w przesadzie). Czym jest oś symetrii pojazdu, każdy wie. Geometryczna oś jazdy pokrywa się z osią symetrii, jeżeli oś przednia i tylna są do siebie równoległe. Na ten parametr należy zwrócić szczególną uwagę przy badaniu samochodu powypadkowego. Nie równoległość osi kół jest to kąt między prostą przechodzącą przez oś przednią pojazdu a prostą prostopadłą do geometrycznej osi jazdy. Wszelkie niejasności wyjaśnia rys.8. Istnieje także możliwość oceny tego parametru w postaci liniowej po odjęciu rozstawu osi po jednej i po drugiej stronie samochodu.
Nieśladowość kół definiuje właściwie sama nazwa. Parametr ten zwany także bocznym przestawieniem kół określa się najłatwiej wg. odpowiedniego schematu. Przy przesunięciu bocznym kół większym od 10 [mm] występuje ściąganie samochodu czy nadmierne zużycie ogumienia.

 

Opracował: Adam Widera
http://www.mototechnika.republika.pl