Геометрия переднего колеса

Важные элементы системы рулевого управления состоят не только из только что описанных видимых связей, но также и геометрии, связанной с осью вращения управления на колесе автомобиля. Эта геометрия определяет силу и момент реакции в системе рулевого управления, влияющие на её общие характеристики. Важные особенности этой геометрии показаны на Рисунке 8.8.

Рис. 8.8. Геометрия вращения при управлении поворотом на ходовом колесе.

Угол увода достигается за счёт вращения колеса вокруг оси вращения управления. Исторически сложилось, что эта ось имеет название оси "шкворня" ("kingpin"), хотя она может быть установлена ​на ​шаровых соединениях или прикреплённом сверху подшипнике на стойке. Ось, как правило, не вертикальна, а может быть наклонена наружу в нижней части, образуя боковой угол наклона (угол наклона шкворня) в диапазоне 0-5 градусов для грузовых автомобилей и 10-15 градусов на легковых автомобилей.

Для колеса обычно быть смещённым в сторону от точки, в которой ось поворота пересекает землю. Боковое расстояние от пересечения земли с осевой линией колеса является смещением на уровне земли (иногда называемым "скрёбом", "scrub") и считаемым положительным, если колесо снаружи от точки с пресечением с землёй. Смещение может быть необходимо для получения установочного пространства для тормозов, подвески и компонентов рулевого управления. В то же время оно добавляет "чувство дороги" и снижает статическое усилие на руле, позволяя шине при повороте катиться вдоль дуги [7].

Угол отклонения от вертикали (caster angle) создаётся, когда ось поворота наклонена в продольной плоскости. Положительные углы отклонения помещают пересечение оси управления с землёй впереди центра контакта шины. Аналогичный эффект создаётся также продольным смещением оси управления и оси вращения колеса (шпинделя), хотя это используется только изредка. Угол отклонения обычно составляет от 0 до 5 градусов и может изменяться вместе с прогибом подвески.

Углы развала колёс (camber angles) и схождение обычно имеют лишь второстепенное влияние на поведение рулевого управления и направленный отклик на высокой скорости. Типичные небольшие углы, указанные для развала, выбраны так, чтобы достичь почти нулевого угла развала для наиболее распространённых условий нагрузки транспортного средства. Для достижения нулевого угла схождения, когда на дороге присутствуют движущие силы и/или силы сопротивления качению, обычно выбираются небольшие статические углы. При выборе этих углов, как правило, преобладают соображения износа передних шин, а не управляемость [8,9].