Reglarea geometriei direcției la autovehicule

În lumea ingineriei auto, geometria roților reprezintă un aspect esențial pentru performanța și siguranța autovehiculelor. Acesta este un domeniu complex, care implică o serie de aspecte precum unghiuri, poziționare și echilibrare, toate având un impact semnificativ asupra manevrabilității, uzurii pneurilor și eficienței combustibilului.

Pentru buna funcționare a unui autovehicul, acesta trebuie să satisfacă anumite condiții de simetrie și perpendicularitate pe axe. Aceste condiții le putem numi simplu „Poziția vehiculului” sau „Poziția geometrică”.

Înainte de a se verifica poziția vehiculului este necesar să să observe următoarele condiții de bază:

1. Localizați și eliminați orice joc al suspensiei sau al direcției;
2. Poziționați vehiculul pe o suprafață plană;
3. Verificați presiunea roților;
4. Respectați și luați în considerare condițiile specificare de încărcare;
5. Respectați și luați în considerare distribuția sarcinii;
6. Verificați dacă există vreo neregulă asupra părților elastice ale suspensiei și ale rigidității articulațiilor;

Suspensiile reprezintă totalitatea pieselor elastice care conectează roțile la șasiu sau la caroseria autoportantă. Ele absorb șocurile asigurând deplasarea lină a pasagerilor și evitarea supunerii pieselor mecanice la uzură excesivă.

De asemenea, asigură contactul permanent al pneurilor cu solul și conferă aderență pentru funcționarea corectă a direcției și siguranța călătoriei.

Suspensiile autovehiculului sunt alcătuite dintr-o varietate de componente, printre care se numără arcurile, amortizoarele, barele antiruliu, bucșele și brațele de control. Arcurile sunt responsabile pentru absorbția șocurilor și susținerea greutății vehiculului, în timp ce amortizoarele reduc oscilațiile și stabilizează mișcările de sus și jos ale roților.

Un sistem de suspensii bine proiectat și întreținut poate îmbunătăți semnificativ performanța autovehiculului. O suspensie adecvată poate reduce balansul caroseriei în timpul virajelor și frânărilor, asigurând o aderență mai bună și o manevrabilitate mai precisă. În plus, suspensiile bine întreținute pot prelungi durata de viață a altor componente ale autovehiculului, precum pneurile și sistemele de frânare.

Unghiurile caracteristice

Unghiurile față de axa frontală sau axa direcțională a vehiculului sunt după cum urmează:

A. Unghiurile roților:
a. Unghiul de cădere a roților;
b. Convergența roților;
c. Convergența negativă a roților la viraje.

B. Unghiuri ale pivotului de direcție:
a. Înclinație transversală a pivotului de direcție, sau pe scurt „înclinația pivotului de direcție”;
b. Unghi longitudinal de fugă a roților, sau pe scurt, „Unghi de fugă a roților”.

Unghiurile față de puntea spate pot fi:

A. Unghiurile roților:
a. Unghi de cădere a roților;
b. Convergența sau convergența negativă a roților.

Unghiurile roților

Unul dintre cele mai importante aspecte ale geometriei roților este alinierea. Aceasta se referă la ajustarea unghiurilor roților:

1. Unghiul de cădere a roților – este unghiul măsurat în grade, dintre linia mediană a roții și perpendiculara pe sol, atunci când se privește vehiculul din față. Unghiul de cădere poate fi pozitiv sau negativ și este crucial pentru stabilitatea, manevrabilitatea și uzura pneurilor.

Un unghi de cădere pozitiv înseamnă că partea superioară a roților este îndreptată spre exterior, departe de centrul autovehiculului. Acest lucru poate fi util pentru îmbunătățirea stabilității și manevrabilității în viraje, deoarece creează un efect de încărcare laterală a roților, care ajută la menținerea aderenței în curbe.

În contrast, un unghi de cădere negativ înseamnă că partea superioară a roților este îndreptată spre interior, spre centrul autovehiculului. Acest lucru poate îmbunătăți aderența în viraje și manevrabilitatea în condiții de condus sportiv, deoarece permite o suprafață de contact mai mare a roților cu drumul în timpul virajelor.

Reglarea corectă a unghiului de cădere este esențială pentru prevenirea uzurii neuniforme a pneurilor. Un unghi de cădere inadecvat poate duce la o presiune inegală pe suprafața de rulare a pneurilor, ceea ce poate provoca o uzură excesivă pe una dintre marginile roților.

Este important ca unghiul de cădere să fie reglat în conformitate cu specificațiile producătorului și cu condițiile de condus. O reglare incorectă poate duce la instabilitate în linie dreaptă, uzură prematură a pneurilor și consum mai mare de combustibil.

2. Unghiul de convergență – este format de linia mediană a vehiculului și linia mediană a roților atunci când privim vehiculul de sus. Roțile autovehiculului se orientează cu o anumită convergență frontală. Acest lucru este necesar pentru evitarea uzurii exagerate a anvelopelor. Dacă roțile nu sunt orientate corect din punct de vedere al convergenței, la mișcarea volanului se poate produce efectul de subvirare sau supravirare. La fel ca în cazul unghiului de cădere și unghiul de convergență poate fi pozitiv sau negativ.

Un unghi de convergență pozitiv înseamnă că roțile sunt îndreptate către centrul autovehiculului. Acest lucru poate fi benefic în anumite situații, deoarece îmbunătățește stabilitatea în linie dreaptă și poate compensa tendința de derapare laterală în timpul deplasării.

În contrast, un unghi de convergență negativ implică orientarea roților spre exteriorul autovehiculului. Acest lucru poate fi util pentru îmbunătățirea manevrabilității și aderenței în timpul virajelor, deoarece creează un efect de rotire în jurul unui punct central, permițând autovehiculului să vireze mai ușor.

3. Unghiul de fugă (unghiul de divergență) – este unghiul care se formează între axa pivotului și perpendiculara pe sol, privind vehiculul din lateral. Unghiul de fugă are rolul de a menține deplasarea vehiculului în linie dreaptă și ajută la redresarea mișcării volanului după un viraj.

Geometria roților

Unghiurile menționate mai sus au rolul de a poziționa roțile în timpul rulării în linie dreaptă. Pe lângă asta, mai sunt câteva efecte particulare simțite în timpul rulării autovehiculului într-o curbă.

Când roțile sunt bracate, o altă condiție foarte importantă este creată, condiție legată de raza curbei negociate.

Pentru a înţelege această condiţie, este mai bine să considerăm viteza de rulare a roţii una foarte mică, fără interferenţe; în această situaţie nu există forţe perturbatoare ce acţionează asupa vehiculului, cum ar fi, forţa centrifugă, împingerea laterală datorată vântului, forţe acceleratoare da-torate cuplului motor, etc.

O condiţie esenţială, pentru a preveni că roata să fie supusă frânării laterale ce ar fi foarte dăunătoare pneului, este ca, atunci când urmează traiectoria impusă, aceasta trebuie să fie perfect perpendiculară pe raza curbei.

Atunci când toată puntea faţă virează, cu toate că roţile parcurg două cercuri de raze diferite, ele se menţin perpendiculare pe raza arcului de cerc descris de curbă.

Atunci când tot autovehicul este cotit trebuie să se respecte aceleaşi condiţii, ceea ce înseamnă că două axe trebuie să respecte condiţiile simultan, iar puntea spate trebuie să învârtă în jurul aceluiaşi centru de rotaţie.

Această condiţie poate fi respectată cu uşurinţă în cazul în care toată puntea faţă se roteşte. Însă, din motive evidente de stabilitate şi restricţii de spaţiu sub vehicul, acest lucru nu este posibil în cazul vehiculelor motorizate; vehiculele motorizate sunt virate datorită articulaţiilor pivoţilor; roţile se comportă ca şi cum ar fi pe două punţi separate.

Dar, dacă ambele roţi sunt virate în acelaşi mod cu un unghi ce urmează două traiectorii diferite dar de aceiaşi rază atunci una din roţi va fi târâtă spre punctul impus de celelalte trei şi astfel uzura cauciucului ce echipează acea roată va fi foarte mare.

Centrarea direcției

Centrarea direcţiei este reprezentată de condiţia de simetrie perfectă a părţilor direcţiei în raport cu axa longitudinală a vehiculului.

Direcţia vehiculului este centrată atunci când barele de direcţie converg către centrul punţii spate.

Axele ce trec prin roţile faţă (indiferent dacă au sau nu convergenţă) sunt simetrice în raport cu roţile spate; Bara de direcţie, pivotul şi direcţia revin în poziţia centrală; Barele de direcţie ajustabile au aceiaşi lungime; Atunci când direcţia este centrată, geometria direcţiei este perfect simetrică, fie că virăm stânga sau dreapta. Acelaşi lucru se aplică în raport cu limita maximă de întoarcere a roţii.

Reglarea geometriei roților la autovehicule se face în service-uri auto cu echipamente profesionale de reglat direcția.