Кинематика поворота автомобиля.

Существуют следующие способы поворота колесной машины.

1) Поворот передних управляемых колес.

2) Совместный поворот передних и задних управляемых колес.

3) Поворот бортом без управляемых колес за счет отключения передачи вращающего момента на правые или левые неуправляемые колеса и торможение колес, внутренних по отношению к кривой поворота. Поворот без управляющих колес может быть осуществлен созданием разных скоростей вращения колес левого и правого бортов машины (по аналогии с гусеничной машиной).

4) Поворот путем комбинации рассмотренных выше способов.

5) Поворот за счет поворота передней части остова машины при сочлененной раме.

Третий способ поворота (бортом) имеет смысл использовать на машинах со всеми одинакового размера ведущими колесами большого диаметра. При этом упрощается привод к ведущим колесам и компоновка передних колес, однако, повышается износ шин.

На рис.6 схематически показан поворот колесной машины с управляемыми передними колесами (наиболее типичный вариант).

Мгновенный цент поворота О₁ находится в точке пересечения перпендикуляров к векторам скоростей движения колес. Расстояние от центра поворота О₁ до оси заднего моста автомобиля принято называть радиусом поворота R = L·ctg α. При повороте передних управляемых колес машины на одинаковый угол такое пересечение будет невозможно, так как перпендикуляры к векторам скоростей этих колес будут параллельны.

В этом случае движение на повороте сопровождалось бы скольжением управляемых колес вбок, управляемость машины ухудшалась бы, а износ шин и сопротивление движению возросли.

Как следует из рис.6, чистое качение управляемых колес машины без скольжения при движении на криволинейных участках возможно лишь в том случае, если между углами поворота внутреннего α₁ (ближнего к центру поворота) и внешнего α₂ (удаленного от центра поворота) колес будет следующее соотношение:

ctg α₁ = (R + 0,5В)/L; ctg α₂ = (R – 0,5В)/L или

,

где α₁ и α₂ – соответственно углы поворота внутреннего и внешнего управляемых колес;

В – расстояние между осями шкворней поворотных цапф (приближенно может быть принято равным ширине колеи);

L – база машины.

Выполнение этого условия достигается с помощью шарнирного четырехзвенника, называемого рулевой трапецией, соединяющей между собой управляемые колеса. Подбирая соответствующие значения параметров рулевой трапеции, геометрию элементов и кинематику в целом, получают соотношение между углами α₁ и α₂ , близкое к теоретическому. Однако рулевая трапеция не может обеспечить точно заданное (теоретическое) соотношение между углами поворота колес при различных их величинах, в тех пределах, в которых это не
обходимо на автомобилях.

Рис.6. Схема, иллюстрирующая поворот машины с управляемыми