Контактирует с дорогой и передаёт силы разгона, торможения и поворота.
Шина: устройство и принцип работы
Шина — часть системы «Колёса и шины». Передают силы между машиной и дорогой
Шина 205/55 R16 в модели «Передняя подвеска Макферсон»
Ширина 205 мм, высота боковины 113 мм. Сама работает как пружина жёсткостью около 200 Н/мм при давлении 2,3 бар, глубина нового протектора 8 мм.
Признаки неисправности
Износ по плечам: мало давление. Износ по центру: перекачана. Износ одного края: развал или схождение.
Неисправности, связанные с деталью
Шина недокачана. Признаки: руль тяжелее, машина вяло реагирует, растёт расход топлива. Протектор стирается по краям, середина остаётся целой. Что происходит внутри: давление 1,5 бар вместо 2,3. Шина мягче примерно на треть, пятно контакта шире и прогибается. Нагрузку несут плечи, они греются и стираются. Что проверить: давление на холодных шинах по табличке в проёме двери, раз в месяц. Глубину протектора: минимум 1,6 мм, зимой 4 мм.
Как подвеска держит колесо на дороге
Подвеска решает две задачи: прижимает колесо к дороге, чтобы оно могло тормозить и поворачивать, и не пускает удары в кузов.
Пружина держит вес. Каждый угол машины весит около 350 кг. Пружина жёсткостью 28 Н/мм прогибается под ним на 12 см и затем позволяет колесу ходить вверх и вниз примерно на ±8 см.
Амортизатор гасит раскачку. Без амортизатора кузов на пружине качался бы с частотой около 1,4 Гц много раз. Масло, проходящее через клапаны поршня, превращает энергию колебаний в тепло.
Рычаг и стойка задают траекторию. Низ кулака ходит по дуге вокруг сайлентблоков рычага, верх стойки держится за кузов через опору. Поэтому при ходе колеса чуть меняется развал.
Поворот колеса. Рейка через рулевую тягу толкает поворотный рычаг кулака. Кулак вместе со стойкой, ступицей и колесом поворачивается вокруг оси через центр шаровой опоры и опору стойки. Рычаг и сайлентблоки при этом не двигаются, шар проворачивается в корпусе, а подшипник опоры даёт провернуться стойке с пружиной.
Углы установки колёс. Развал — наклон колеса к вертикали, если смотреть спереди. Кастер — наклон оси поворота назад, если смотреть сбоку: он помогает рулю самому возвращаться прямо. Схождение — колёса, если смотреть сверху, почти параллельны или чуть сведены спереди. Схождение регулируют длиной рулевых тяг, развал на такой подвеске — в небольших пределах, кастер обычно задан кузовом и рычагом.
Шина и подшипник. Шина — первая пружина и единственный контакт с дорогой. Подшипник ступицы держит вес и боковые силы и даёт колесу вращаться почти без трения.
Упрощения модели
Модель — одна четверть автомобиля: кузов только поднимается и опускается, без крена и клевков. Стабилизатор показан при ходе одного колеса, его жёсткость в расчёт силы не входит.
Силы пересчитаны к колесу. Зазоры в изношенных шарнирах и смещение рычага на порванных сайлентблоках увеличены, чтобы их было видно.
По умолчанию время замедлено в 4 раза: при настоящей скорости колесо отрабатывает кочку за десятые доли секунды.
Поворот колеса показан без сил: машина не поворачивает, дорога бежит прямо, ход рейки подобран так, чтобы длина рулевой тяги не менялась. Приводной вал и суппорт показаны упрощённо, шум подшипника — визуально.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.