» Системы автомобиля » Рулевое управление » Для чего нужны углы Аккермана

Для чего нужны углы Аккермана

Что это такое угол Аккермана. Понятие появилось благодаря немецкому-британскому изобретателю Рудольфу Аккерману (1764-1834). А не  как принято считать доктору философии и математики Вильгельму Аккерману (1896-1962). Он аккуратно составил патент, где вписал свое имя, вместо Георга Лакеспергера, который и занимался проблемами поворота передних колес.



О роли рулевых рычагов

Научная деятельность ученого совпала с периодом начала развития автомобилестроения. Задолго до появления споров о том: что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля. Закономерно, что в этой отрасли быстро оценили разработку угла Аккермана. Функция которого заключалась в определении геометрии поворота рычага рулевого управления автомобиля. Она применяется не только в автомобилях, но и в тех колесных машинах, где есть потребность получить оптимальный угол поворота рычага направляющего движение колес. Это преимущественно передний привод, который обеспечивает поворачиваемость машины, ее качение по кругу.

До этого автомобиль не имел эффективного рулевого управления. Главным недостатком пары было то, что параллельные рулевые рычаги поворачивали направляющие колеса по одинаковому радиусу и центробежная сила была одинаковой. Это усложняло маневрирование, а не точный угол развал схождение, делает управление опасным. Разработанное ученым наклонное положение рычагов поворота получило название «угол Аккермана». Этот принцип позволил избавиться от существовавших ранее проблем с осью при изменении направления движения машины.

Угол Аккермана позволил устанавливать разные радиусы движения рулевых колес. Внешнее колесо теперь всегда движется по большему радиусу, геометрия которого задается при изготовлении поворотных рычагов на ось автомобиля. Внутреннее колесо поворота всегда определяться меньшим радиусом. Тем самым поворотная линия имеет разный радиус. Такая геометрия поворота рычагов позволяет достичь расхождение на переднюю ось, где каждое колесо идет по своей траектории. Чтобы понять, что такое точный угол Аккермана, достаточно представить себе как работает рулевое управление.

Главными его элементами являются:

  • руль, которым водитель меняет направление движения машины;
  • соединенная с рулем рулевая рейка;
  • правый и левый рулевые рычаги, которые через шарниры связаны с рулевой рейкой;
  • поворотные кулаки, с помощь рычагов меняющие направление поворота рычагов колес.

Когда колеса выставлены прямо, геометрия Аккермана на поворотных рычагах одинаковая. При повороте рулевого колеса рейка руля смещается в горизонтальной плоскости. Углы Аккермана на рычагах меняются. Внутреннее относительно направления поворота колесо поворачивается на больший угол, чем внешнее. Однако слишком крутой его поворот может привести к тому, что колесо будет не катиться, а волочиться и автомобиль будет сносить.

Поэтому для обеспечения устойчивой дуги поворота машины угол Аккермана настраивается таким образом, чтобы внутреннее колесо не поворачивалось слишком круто. Для этого меняется углы тяг руля и поворотных рычагов колес. Взаимное расположение таких тяг непосредственно влияет на ходовые качества машины, ее управляемость, изнашиваемость шин.

В повседневной жизни автомобиль редко отдается на регулировку угла Аккермана и угла Кастера. Однако для конструкторов машин и автоспортсменов понимание того, что собой представляет геометрия угла Аккермана, является всегда актуальной, точный расчет является залогом успеха. Ведь от настройки рулевых рычагов управления в зависимости от условий конкретной трассы зависит результат выступления на ней.

Как компенсируется разный радиус поворота колес

Для компенсации меньшего, радиуса качения колеса внутри поворота используют два способа, которые предусматривают угол Аккермана. Первый предполагает расположение рулевой трапеции сзади оси направляющих колес. Во втором эта трапеция ставится перед нею. Такая конструкция позволяет автоматически устанавливать угол Аккермана при повороте колес. Здесь рычаг рулевого управления внутреннего колеса проходит положение предельного эффективного удлинения прежде, чем это делает рычага внешнего колеса.

Важно учитывать, что колеса поворачиваются не только в зависимости от угла Аккермана, но и от угла развал схождения колес. Это угол между вектором направления колеса и линией окружности, по которой оно катится при повороте. Для обеспечения устойчивости применяется схождение колес, которое может быть положительным и отрицательным. В первом случае это угол установки колеса относительно условной оси, разделяющей машину по центру. Его вершина направляется вперед. Если схождение отрицательное, вершина угла будет сзади. Кроме случаев, когда рейка руля находится спереди оси колес, схождение бывает положительным.

Второй вариант, который предполагает отрицательное схождение, наиболее распространен на переднеприводных машинах. Эта работа требует специального оборудования и высокой квалификации, поэтому такие параметры вместе с углами Аккермана лучше устанавливать специалистам. В результате регулирования рычагов руля угол Аккермана может быть уменьшен или увеличен. Так, при уменьшении различия углов повернутых колес они катятся со схождением по своей траектории. Если угол Аккермана увеличивается, при этом происходит схождение внешнего колеса, а внутреннее катится параллельно траектории его движения.

Серийные заднеприводные машины имеют преимущественно положительное схождение колес. В сочетании с правильными углами Аккерамана они обеспечивают безопасность. Иногда колеса, направляющие такой автомобиль, для улучшения его поворачиваемости настраивают на угол отрицательного схождения. Однако это может привести к его нестабильности на дороге. Малейшая потеря внимания за рулем такой машины может привести к непредсказуемым последствиям при резком торможении. В результате установки неправильного схождения и неверной регулировки углов Аккермана происходит ухудшение ходовых качеств и преждевременный износ шин.

Правильный расчет и регулировка угла Аккерамана чрезвычайно важны для производителей автомобилей, особенно имеющих многоколесные рулевые системы. Игнорирование этого параметра владельцами автомобилей приводит к ухудшению их управляемости, преждевременному износу шин.

Отправить ответ

Please Login to comment
  Subscribe  
Уведомлять о

Adblock detector