Поворотная цапфа стальная кованая. Она имеет фланец, на наружной стороне которого в вертикальной плоскости расположены два выступа с запрессованными в них втулками, в которые входят концы шкворня. Таким образом, правая и левая поворотные цапфы, вращаясь на шкворнях, могут поворачиваться в горизонтальной плоскости в обе стороны. Максимальный угол поворота цапф вправо составляет 34°, влево — 36°. Для облегчения поворота управляемых колес между балкой и нижним выступом фланца цапф установлены опорные шайбы. Для регулирования осевого зазора между поворотной цапфой и проушиной балки служат прокладки.

На поворотных цапфах установлены роликоподшипники, на которых вращается ступица с передним колесом. Внутренние кольца подшипников сидят на шейках цапфы, а наружные запрессованы в гнезда ступицы колеса. Подшипники регулируют гайкой, фиксируемой при помощи замочного кольца, замочной шайбы и контргайки.

Рис. 1. Передний мост автомобиля ЗИЛ-130

С внутренней стороны ступицы к фланцу прикреплен болтами с гайками тормозной барабан. На наружных фланцах ступиц имеются отверстия для запрессовки в них шпилек, на которые устанавливаются диски направляющих колес автомобиля.

Углы установки передних колес.

Автомобиль должен сохранять прямолинейное движение и возвращаться к нему после поворота. Нельзя допускать скольжение шин по дороге, так как это приводит к их быстрому изнашиванию. Для выполнения этих требований передние колеса и шкворни поворотных цапф управляемых мостов устанавливают под определенными углами. Конструкция переднего моста обеспечивает развал и схождение передних колес, а также поперечный (боковой) и продольный углы наклона шкворней.

Угол развала колес определяется углом а, образуемым плоскостью вращения колеса с вертикальной плоскостью. Он обеспечивается углом наклона поворотных цапф вниз и считается положительным, если верхняя часть колеса отклонена наружу от вертикальной плоскости. Угол развала различен у разных моделей автомобилей и составляет 0—2°.

Угол развала необходим для обеспечения перпендикулярного расположения колес к поверхности дороги при движении автомобиля. Кроме того, при установке колес с углом развала сила реакции дороги в основном передается на внутренний подшипник ступицы колеса, выполняемый обычно большего размера, чем внутренний.

Схождение колес необходимо для того, чтобы обеспечить их параллельное качение. При движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5—1° от вертикальной плоскости автомобиля. При этом колеса стремятся катиться по расходящимся дугам. Для устранения этого явления применяют схождение колес, при котором расстояние В между колесами впереди делают несколько меньше, чем расстояние Г между колесами сзади. В результате схождения колес они катятся параллельно и строго в продольной плоскости автомобиля, что устраняет боковое скольжение колес по дороге и уменьшает изнашивание шин. Так как угол схождения колес не превышает 1°, поэтому на практике схождение определяют как разность расстояний В и Г, которые измеряют между ободьями колес или боковинами шин на высоте их осей. Схождение колес зависит от угла развала и составляет 2—12 мм.

Поперечный наклон шкворня определяется углом , образуемым осью шкворня с вертикальной плоскостью, параллельной продольной плоскости автомобиля, иными словами, верхний конец шкворня наклонен внутрь к середине балки моста. Такой наклон шкворня совместно с углом развала колес уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси шкворня с дорогой и точкой центра контакта шины, т. е. уменьшается плечо А момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, следовательно, облегчается управление автомобилем. Кроме того, при повороте колес вокруг шкворней с поперечным наклоном передняя часть автомобиля несколько приподнимается и при выходе его из поворота под действием силы тяжести стремится опуститься, обеспечивая возвращение колес в исходное положение, как только исчезнет сила, удерживающая колеса в положении поворота. Эти углы сравнительно велики и находятся в пределах б—10°.

Рис. 2. Углы установки управляемых колес

Продольный наклон шкворня определяется углом у, образуемым вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси автомобиля, и осью шкворня. При этом ось шкворня пересекается с дорогой на расстоянии Б от центра контакта шины. Это расстояние является плечом боковой силы, возникающей при повороте, в результате чего создается стабилизирующий момент, который стремится повернуть колесо вокруг шкворня и вернуть его в исходное положение. Этим обеспечивается лучшая устойчивость и стабилизация управляемых колес при прямолинейном движении автомобиля. Угол продольного наклона шкворня обычно находится в пределах 2,5—3,5°. Однако стабилизация управляемых колес зависит также от эластичности шин. Чем эластичнее шины, тем больше их деформация и момент, стремящийся повернуть колесо в нейтральное положение. Поэтому у автомобилей с шинами повышенной эластичности продольный наклон шкворня не превышает 1°.

—

С помощью переднего управляемого моста осуществляется поворот автомобиля. Передний мост может быть неразрезным или разрезным. При зависимой подвеске передних колес применяются неразрезные управляемые мосты.

Неразрезной управляемый передний мост состоит из стальной балки, прикрепленной с помощью рессор к раме автомобиля, и поворотных цапф, шарнирно связанных шкворнями с балкой. Для крепления поворотных цапф балка переднего моста имеет по концам кулаки или вилки. На рис. 3,а показан передний мост автомобиля ГАЗ-51А. Основными частями моста являются: балка с бобышками на концах, два шкворня и две поворотные цапфы, на которых сидят ступицы передних колес.

Штампованная балка в средней части выгнута вниз для понижения центра тяжести автомобиля. Для большей прочности при малой массе балка имеет двутавровое сечение. Для крепления рессор на балке сделаны две площадки. Концы балки с помощью бобышек и шкворней соединяются шарнирно с поворотными цапфами. Шкворни крепятся в отверстиях бобышек клиновыми болтами, затянутыми гайками. На шкворни надеваются поворотные цапфы, к которым крепятся тормозные диски. Ступицы колес устанавливаются на цапфах на двух конических роликоподшипниках. Для крепления ступиц колес на поворотных цапфах служит гайка, которая шплинтуется и закрывается колпаком.

Для того чтобы цапфа могла легко поворачиваться в горизонтальной плоскости, в ее ушки, которыми она надевается на шкворень, ставятся бронзовые втулки, а между цапфой и балкой устанавливается подшипник 5, состоящий из двух стальных шайб и одной металлокерамической. Штампованный колпак защищает подшипник от попадания в него пыли и грязи. Сила тяжести автомобиля передается от бобышки передней оси к поворотной цапфе через опорный подшипник; шкворень в передаче этой нагрузки не участвует. Поэтому шкворни этого типа называются разгруженными. Шкворни других типов, которые участвуют в передаче силы тяжести и работают при этом на растяжение или сжатие, в настоящее время на автомобилях не применяются.

Между бобышкой передней оси и верхним ушком поворотной цапфы должен быть зазор не более 0,15 мм, для чего ставятся регулировочные прокладки.

В подшипники ступицы колеса закладывается консистентная смазка, вытеканию которой препятствует сальник.

Рис. 3. Передний мост автомобиля ГАЗ-51А:
а — общее устройство переднего моста; б — магазинная масленка; 1 — тормозной диск; 2 и 6 — рычаги; 3 — юшновый болт; 4 — балка моста; 5 — подшипник; 7 — шкворень; s — переднее колесо; 9 — поворотная цапфа; 10 — гайка; 11 — колпак; 12 — опорная пластина: 13 — поршень; 14 — корпус масленки; 15 — колпачок; 16 — пружина; 17 — кожаная манжета; 18 — виит; 19 — прокладка; 20 — стержень

В ушках левой цапфы закрепляются рычаги рулевого привода; у правой цапфы рычаг отсутствует.

Опорный подшипник и бронзовые втулки смазываются через канал, просверленный в шкворне. В верхнее ушко цапфы ввернута пресс-масленка, а над верхним отверстием канала на цапфе привернут винтами на картонной прокладке штампованный корпус масленки магазинного типа, В корпусе установлен поршень с кожаной манжетой. Над поршнем в колпачке помещена пружина. В нижней части поршень имеет стержень 20, который проходит через отверстие в опорной пластине диаметр стержня несколько меньше диаметра отверстия.

Рис. 4. Передний мост автомобиля ЗИЛ-130:
1 — ступица колеса; а — роликоподшипники; 3 — гайка; 4 — замочное кольцо; 6 — контргайка; в — поворотная цапфа; 7 — замочная шайба; 8 — шкворень; 9 — подшипник; 10 и 11 — шайбы

При обслуживании автомобиля масло нагнетают через пресс-масленку в продольный канал шкворня для смазки опорного подшипника и бронзовых втулок шкворней; одновременно оно заполняет магазинную масленку, проходя через отверстие в опорной пластине, вследствие чего поднимается поршень и сжимается пружина. По мере расхода масла в процессе работы автомобиля оно подается из магазинной масленки под давлением пружины и поршня в продольный канал шкворня, а от него по радиальным отверстиям и кольцевым проточкам на наружной поверхности шкворня к бронзовым втулкам. У автомобиля ГАЗ-53А такая масленка не ставится.

На рис. 4 показано устройство переднего моста автомобиля ЗИЛ-130. Балка моста кованая, имеет двутавровое сечение. Опорный подшипник поворотной цапфы представляет собой шайбы. Ступицы передних колес вращаются на поворотных цапфах на двух конических роликоподшипниках, регулируемых гайкой, которая стопорится замочным кольцом, контргайкой и замочной шайбой и закрывается колпаком. Подшипники шкворней смазываются через обычные масленки на ушках поворотных цапф.