Машина с колесами наружу – Береги резину и себя: что такое развал-схождение, и почему за ним стоит следить

Содержание

Отрицательный развал колес, что это и для чего он нужен?

После любого вмешательство в ходовую часть автомобиля, когда было затронуто резьбовое соединение, необходимо обратиться в пункт сход-развал для восстановления заводских параметров ходовой части.

Под параметром развал понимается определенный угол установки колес, напрямую влияющий на управление автомобиля, износ резины и безопасность движения. Конструкции автомобилей различны и поэтому различны и углы установки колес. Под углом развала принимается угол установки колес относительно дорожного полотна, если смотреть на автомобиль спереди.

Нулевому значению угла развала будет соответствовать воображаемая перпендикулярная линия, проходящая через цент колеса.

Положительный угол развала — верхний край колес направлен наружу

Отрицательное значение угла развала – верхний край колес направлен к центру автомобиля.

Положительный и отрицательный развалПоложительный и отрицательный развал

Наибольшая площадь контакта колеса с поверхностью дорожной части возможна при его перпендикулярном положение, то есть при нулевом угле развала. Было бы идеальным, чтобы шина на 100% использовала все пятно контакта при любых условиях движения. Однако на практике это возможно лишь при движении по прямой на ровной дороге. При прохождении поворота на колеса автомобиля начинают действовать силы старающиеся вывернуть колесо от его перпендикулярного положения или даже оторвать от дороги. Величина крена становится критичной и старается подломить профиль покрышки, сильно нагружая ее внешний край.

отрицательный развалотрицательный развал

Для этих целей развал управляемых колес на обычных автомобилях делается изначально либо нулевым, либо с небольшим отрицательным значением (стойки МакФерсон) или же положительным, порядка от 0’ до 45’.

На спортивных автомобилях, при дрифте, а особенно на кольцевых гонках угол развала колес изначально выставляется отрицательным. Этим обеспечивается лучшее пятно контакта колес с дорожным покрытием. Средние значения угла развала для спортивных автомобилей составляют -0,5 … — 5,5 градуса.

Дрифт-кар с отрицательным разваломДрифт-кар с отрицательным развалом

Для кольцевых гонок этот показатель развала равен 2-3 градуса в минус впереди и порядка 1,5 градуса сзади. Передняя ось воспринимает большие нагрузки и потому у ней больший отрицательный угол развала. Автомобиль с таким развалом имеет лучшее сцепление с дорогой и более резок в управлении. При прохождении поворота наблюдается крен кузова, провоцирующий положительный развал, что ведет к уменьшению площади контакта колеса с дорогой. Отрицательный развал компенсирует действие крена, сохраняя максимально возможное сцепление, что позволяет стабильно проходит очередной вираж.

Проходя поворот, внутреннее колесо разгружается иногда даже с отрывом от поверхности дороги, что дает возможность опорному наружному колесу сильнее заводить машину внутрь поворота.

Subaru Impreza WRX STiSubaru Impreza WRX STi

Это положительные качества установки отрицательного угла наклона колес, но есть и отрицательные и главное, это:

— повышенный износ резины, а именно ее внутренней кромки.

— Торможения и разгоны по прямой становятся нестабильными (шины проскальзывают), так как уменьшена площадь контакта колеса.

— при колейности на дороге автомобиль начнет водить в стороны

— любая неровность будет сказываться на курсовой устойчивости

Гонщики могут себе это позволить частую смену резины, добиваясь победы в соревнованиях, а вот водителю обычного автомобиля это вряд ли по карману и не совсем оправдано.

Если же владелец авто решил сделать себе отрицательный угол развала, как любитель экстремального вождения или для каких –либо иных целей, то на двухрычажной подвеске этот угол можно выставить путем регулировки развала на некоторый угол, а сзади отрицательный развал можно сделать путем установки специального комплекта проставок. За неимением вставок используют пластины или шайбы. Пластины или шайбы устанавливаются под нижние болты крепления полуоси с наружной стороны барабана.

На стойках МакФерсон на управляемой оси угол желательно более отрицательный, как склонной к кренам. В подвеске МакФерсон для этих целей применяют установку верхних опорных элементов, где можно менять угол крепления штока амортизатора (в народе camber plates), где точка крепления может передвигаться и фиксироваться в пределах своего паза.

Хорошие результаты для отрицательного развала дают регулируемые рычаги , позволяющие по заверениям производителей добиваться развала – 4 градуса.

Задние регулируемые рычаги Задние регулируемые рычагиLexus IS с отрицательным развалом колесLexus IS с отрицательным развалом колес

Что это такое, зачем он нужен и как его сделать

После того, как в ходовую часть автомобиля произошло некое вмешательство, в результате которого было затронуто резьбовое соединение, следует обратиться в пункт сход-развал для восстановления заводских параметров ходовой части. Поясним, что под термином «развал» подразумевается определенный угол установки колес, который напрямую влияет на управляемость авто, безопасность езды и даже износ резины.

Так как конструкции всех автомобилей индивидуальны, то и углы установки колес могут разниться. При этом нулевому значению угла развала соответствует перпендикулярная линия, проходящая через центр колеса. Таким образом, положительный угол развала – это когда верхний край колес направлен наружу. Соответственно, утиральный угол развала – это когда верхний край колес направлен внутрь, к центру автомобиля.

Важно понимать, что наибольшая площадь касания колеса с поверхностью дороги будет только в условиях нулевого угла развала. В идеальных условиях шина должна была бы использовать все 100% своей поверхности для соприкосновения с дорогой. На практике такое возможно только при езде по ровной, почти идеальной дороге. Меняется ситуация с соприкосновением и при выполнении поворотов, маневров. В такие моменты, силы стараются выдернуть колесо, создают сильную нагрузку на внешний край покрышки.

Таким образом, все новые автомобили всегда получают или нулевой развал, или небольшой отрицательный (стойки МакФерсон). Положительным развал колес делается на порядок реже. Гоночные автомобили, особенно те, что участвуют в дрифте, всегда получают исключительно отрицательный развал колес. Это обеспечивает им наилучшее пятно контакта с дорогой. Тоже самое касается и автомобилей для кольцевых гонок.

Значения отрицательного развала на четырех колесах одной машины могут быть разными. Как правило, передние колеса получают более сильное отклонение от нуля, так как нагрузка на переднюю ось выше. Такой автомобиль будет намного лучше управляться. В сухом остатке, отрицательный развал компенсирует действие крена авто, гарантирует максимально возможное сцепление и позволяет стабильно и без происшествий переходить с одного виража на другой.

За повышенную устойчивость машины приходится кое-чем расплачиваться. В первую очередь сильно увеличивается износ резины, особенно ее внутренней кромки. Разгоны и торможения также становятся менее устойчивыми при выполнении их на прямом участке дороги. Также любая неровность дороги скажется на устойчивости автомобиля.

Не забудьте поделиться с друзьями!

Береги резину и себя: что такое развал-схождение, и почему за ним стоит следить

Что такое углы установки колес

Мы будем рассматривать все, о чем говорим, на примере передних колес, так как они являются управляемыми – а значит, движутся в нескольких плоскостях. В движении самое главное для колеса – оставаться в строго вертикальной плоскости вне зависимости от положения относительно кузова. Это самое важное условие для сохранения идеального пятна контакта шины с дорогой. Но подвеска не идеальна, потому колесо, перемещаясь относительно кузова, то и дело отклоняется от вертикали. А если учесть, что оно еще и поворачивается относительно горизонтальной плоскости, то ни о каком сохранении постоянства пятна контакта в принципе говорить не стоит.

Единственное, что можно сделать – хотя бы минимизировать отклонения и их влияние на управляемость автомобиля. Благодаря углам установки можно добиться либо паровозной уверенности движения автомобиля даже в поворотах, либо отличной управляемости, принеся при этом в жертву стабильность.

Стоит помнить, что обычный гражданский легковой автомобиль – это набор компромиссов, и геометрические данные установки колес в этом смысле не исключение. Потому все параметры должны быть сбалансированы в первую очередь в угоду безопасности управления. Мастера применяют понятие «развал-схождение», потому с этих параметров и начнем.

Какие бывают углы

Первый угол – относительно продольной вертикальной оси колеса: это развал (по-английски – camber). Проще говоря, это когда верхняя часть колеса немного завалена внутрь или наружу от автомобиля. В первом случае говорят, что угол развала отрицательный, во втором – что положительный.

Этот параметр нужен и важен по нескольким причинам. Одна из них – это снижение нагрузки на ступичный подшипник. Еще теоретики говорят, что развал необходим для компенсации изменения положения колеса относительно кузова в процессе его «отработки» по неровностям и в поворотах. И если подвеска настолько шикарна, что позволяет оставаться колесу в вертикальной плоскости вне зависимости от его расположения относительно кузова, то этот угол может быть минимальным.

Если это типичный МакФерсон, и он имеет характерную для него кинематику, то развал может быть немного отрицательным. Кстати, большой отрицательный угол развала можно наблюдать у гоночных автомобилей. Обусловлено это тем, что при крене машины в повороте колесо стремится к положительному развалу с последующей потерей в площади пятна контакта. Но чрезмерный отрицательный развал приводит к значительному износу шин – для спорта это не так значительно, там куда более важен быстрый прогрев резины, и большой развал справляется с этой задачей.

Регулировка камбера, если она предусмотрена, осуществляется изменением положения нижнего рычага с помощью эксцентриковых болтов, подкладыванием шайб под ось верхнего рычага (в случае с вазовской Нивой) или изменением расположения поворотного кулака относительно амортизаторной стойки (если это МакФерсон) – тоже, к слову, эксцентриковыми болтами. В последнее время данный параметр для легковых автомобилей чаще закладывается в конструкцию подвески и регулировке не подлежит – тогда лишь остается проверить, правильный он или нет. Нарушение в регулировке развала проявляется чрезмерным износом наружной или внутренней части протектора в зависимости от знака перед цифрами характеристики.

Wheel alignment equipment

Второй параметр – схождение, которое также бывает положительным и отрицательным. Схождение – это показатель параллельности колес при виде сверху, когда машина движется вперед. Если оно положительное, то расстояние между передними кромками колес меньше, чем между задними – колеса как бы смотрят друг на друга, «сходясь». Если отрицательное – то колеса, наоборот, «разъезжаются».

Несмотря на простоту регулировки, схождение – один из самых важных параметров подвески, непосредственно влияющих на управляемость автомобиля. Кроме того, схождение необходимо для компенсации эластичных свойств упругих элементов подвески – сайлентблоков.

Кстати, раньше бытовало мнение, что схождение необходимо для компенсации развала колес. Мол, колесо завалено наружу, пятно контакта смещено туда же, а значит силы, действующие на него, будут работать под углом к продольной оси автомобиля – и чтобы от этого избавиться, внедрили схождение. Если продолжить эту мысль, то в случае отрицательного развала колеса, видимо, придется развести – сделать схождение отрицательным? Но как в таком случае объяснить факт того, что в современных переднеприводных автомобилях развал может быть отрицательным, а схождение или нулевым, или положительным? Неувязочка?

Нет! Просто с давних времен схождение и развал воспринимали, как жестко связанные между собой параметры, хотя на практике это совсем не так. Выше было сказано, что схождение влияет на управляемость, и если схождение положительное, то подвеска склонна к самостабилизации при движении по неровностям. Если же схождение отрицательное, то автомобиль тяжелей «отловить», но его реакции на руление будут более четкими.

Углубляться в теорию не будем – просто запомните: неправильная регулировка или ее отсутствие могут привести как минимум к повышенному расходу топлива и быстрому износу шин, а как максимум – к тому, что вам придется «ловить» автомобиль по всей дороге, искренне недоумевая, что вы сделали не так.

Схождение задних колес также влияет на управляемость автомобиля, но не настолько существенно, как в случае с управляемыми колесами. Регулируется схождение у всех одинаково – изменением длины рулевых тяг за счет наконечников. На примере ниже все будет показано весьма подробно.

Третий параметр – продольный угол наклона оси поворота колеса, он же кастер или кастор (от английского «caster»). Положительный кастор означает, что эта ось «завалена» назад – это хорошо видно на автомобилях с передней подвеской МакФерсон. В этом случае осью поворота является вся стойка и, глядя на нее, можно заметить, что она находится под определенным углом к вертикальной оси.

Необходимо это для стабилизации управляемых колес на скорости – грубо говоря, чтобы можно было ехать по прямой, не держась за руль. На практике это проверять не стоит, примите на веру – колеса действительно стабилизируются. Приведем избитый пример о наклонной вилке переднего колеса велосипеда или мотоцикла. Именно благодаря этому наклону мы в детстве, гоняя на велике, могли управлять им без рук – отклоняясь в ту или иную сторону.

Заигрываться с этим углом нельзя, так как его увеличение способствует возрастанию крена автомобиля – в повороте наружное колесо уходит немного вверх относительно кузова, внутреннее – соответственно, вниз. На данный момент большинство современных легковушек лишено возможности регулировки описываемого параметра – все заложено конструктивно. Но на некоторых внедорожниках (например, Hyundai Terracan), имеющих спереди двухрычажку, это можно было сделать с помощью прокладок под верхний рычаг подвески. На износ шин нарушение в установке почти не влияет, а вот на управляемость – непосредственно. Двигаясь по прямой и ощущая увод автомобиля, в первую очередь обратите внимание именно на угол продольного наклона оси поворота.

Wheel alignment equipment on a car

Четвертый, и последний из интересующих нас параметров – это поперечный угол наклона оси поворота. Необходим он для самовыравнивания колес при небольших скоростях, когда продольный угол наклона еще не работает. Благодаря этому параметру при повороте оба колеса немного опускаются относительно кузова, и если автомобиль стоит на поверхности, то его передняя часть приподнимется, дополнительно нагружая элементы подвески и рулевого механизма. Потому, как только вы тронетесь с места, под действием массы автомобиля передние колеса будут стремиться занять исходное прямолинейное движение. Работу этого угла можно наблюдать воочию, сидя в машине и вращая рулевое колесо от упора до упора – передок будет то опускаться, то приподниматься. Заложен этот угол конструктивно и регулировке не подлежит.

Существует еще ряд геометрических параметров подвески и колес автомобиля, но рассматривая их, пришлось бы углубиться в теорию автомобиля, что превратило бы эту статью в нудное цитирование научных работ.

От теории – к практике

На автомобиле после «проезда по неровностям» на печально высокой скорости решили заменить наконечник рулевой тяги: «от греха подальше», как сказал хозяин. Как мы уже выяснили, после почти любых манипуляций с подвеской необходимо проверять углы установки колес. Для этого существуют специальные стенды, суть работы которых одинакова, а вот принцип измерения – различный. На нашей сегодняшней станции используется 3D стенд с камерами и мишенями.

Wheel alignment equipment on a car 2

Если камер нет, на колеса навешивают датчики с ИК-связью. Самый простой вариант – с кордовыми датчиками, когда сигналы от них передаются по проводам. Но вернемся к Navara и его углам.

Учитывая высокотехнологичный стенд, справиться с регулировкой сможет и ребенок – предварительно подготовленный, конечно. Сначала на все колеса мы повесили специальные мишени, включили в компьютере стенда начало процесса измерения и выбрали модель. Откатив автомобиль немного назад, прокатили его вперед до установки передних колес на поворотные датчики и зафиксировали педаль тормоза в нажатом положении с помощью специального приспособления.

3 4

Все это время компьютер подсказывал мастеру, какие действия и в какой последовательности необходимо выполнять: «Откатите автомобиль назад, прокатите вперед, проверните рулевое колесо до упора влево…» и так далее. Затем на экране появились параметры углов установки колес: зеленый цвет – угол в пределах допустимого; красный – необходима регулировка.

5

Современный уровень технического совершенства позволяет сделать так, что данные на экран выводятся в реальном времени. Мастеру оставалось только отвернуть стопорную гайку наконечника и, вращая рулевую тягу и глядя на экран, отрегулировать расположение колеса.

6

Однако так или иначе один параметр может повлиять на другой, а потому, регулируя схождение, можно «увести» в красную зону, например, продольный угол наклона, как произошло в нашем случае. По сути, сегодня именно в этом и заключается филигранность работы мастера: отрегулировать что-то одно так, чтобы не нарушить другое. Стенд же поможет во всем остальном, вплоть до того, в какую сторону необходимо вращать рулевую тягу, чтобы увеличить или уменьшить схождение. Если вам, например, нужно отрегулировать продольный угол – пожалуйста, на экране скажут, на какой угол необходимо провернуть эксцентриковый болт, или же сколько шайб подложить под верхний рычаг, если необходимо отрегулировать развал.

7

Однако после регулировки даже на таком современном стенде на Наваре выполнили тестовый заезд, чтобы убедиться в нормальном поведении машины на дороге.

Подводя итоги

Подытоживая проделанную работу, хочется в очередной раз сказать, что в автомобиле нет неважных параметров, и если есть указания по обслуживанию, то их необходимо соблюдать. Наглядным примером тому служат как раз углы установки колес, изменение которых даже на минуты, а не градусы, может привести к кардинальной перемене в характере управляемости автомобиля. А это не только сохраненная резина, но и, возможно, чья-то жизнь. Потому тщательно выбирайте станции, на которых собираетесь делать «развал-схождение», и продолжайте совершенствовать себя в познании своего автомобиля.

Опрос

А вы внимаете советам по регулировке развала-схождения?

Всего голосов:

зачем он нужен, преимущества и недостатки :: SYL.ru

В процессе использования любого авто, вне зависимости от модели, все преимущества ходовой части со временем теряются и угасают. Причина не только во времени, но и в неверно выполненном непрофессиональном ремонте ходовой части. Если в процессе ремонта вносились изменения в подвеску, задевались резьбовые соединения, то это приводит к нарушению углов установки колес. Ощутит эти даже незначительные изменения водитель автомобиля сразу же. Машину будет тянуть влево или вправо, входить в поворот станет труднее, ухудшится сцепление с дорогой и общая управляемость. Сейчас многие делают отрицательный развал колес. Давайте посмотрим, как это может влиять на качество вождения.

Общая информация

Прежде чем перейти непосредственно к преимуществам и недостаткам, необходимо вначале разобраться, что же это за углы и какими они могут быть.

отрицательное значение развала

Итак, развал – это расположение колес автомобиля под углом к дороге. Развал-схождение влияет на уровень управляемости, на безопасность и на то, как быстро резина придет в негодность. Сейчас существует масса моделей авто, и для каждой имеется свой оптимальный угол схождения и развала. Существует три вида. Это нулевой угол, положительный и отрицательный развал.

Колесо автомобиля будет в нулевом развале, если оно находится перпендикулярно к дорожному полотну. Если верхняя часть колеса направлена внутрь кузова, тогда развал считается отрицательным. Если верхняя часть колеса смотрит от кузова, тогда это положительный развал.

В процессе движения на автомобиле углы установки колес находятся под постоянным напряжением. Со временем даже правильно и профессионально выставленные параметры могут меняться в одну или другую сторону.

что дает отрицательный развал

Если углы оптимальные, то автомобиль будет более маневренным и устойчивым. Нужно внимательно следить за этим. Даже если развал будет меньше или больше на два градуса от оптимального, это может серьезно повлиять на управляемость, устойчивость и длительность срока эксплуатации резины.

Развал в минус

Казалось бы, зачем уходить от рекомендаций производителя и устанавливать отрицательный развал, если управляемость будет меняться, и не факт, что в лучшую сторону? На самом деле управляемость немного улучшается – появляется возможность с легкостью входить в поворот даже на высокой скорости. Кроме того, можно избежать заноса и опрокидывания. Чаще всего к такой модификации прибегают водители спортивных автомобилей. Для гражданской езды такой тюнинг бесполезен – в городе другие скорости.

Дрифт

Особенно актуален такой угол установки колес для дрифта. Машина лучше цепляется за дорогу. Для любителей дрифта развал должен составлять от -0,5 до -5,5 градусов.

что дает отрицательный развал фото

Также оптимальным можно считать развал в минусе для участников кольцевых гонок. При этом отрицательное значение угла развала передней оси должно быть больше, чем задней. Так обеспечивается лучшее сцепление с дорогой, более резкое и чуткое управление.

Почему это важно?

Когда автомобиль входит в поворот на высокой скорости, кузов кренится. Именно в данный момент на колесо оказывается большая нагрузка, и оно может легко уйти уже в положительный развал. Вместе с этим есть риск, что колесо потеряет сцепление с дорогой. Если развал в минусе, к примеру, в -2,0 или немного выше, то крены уже не так сильно влияют. Машина уверенней войдет даже в крутой поворот.

Модные тенденции

Разваливают колеса в минус не только для спорта. В городах можно видеть заниженные авто с очень сильно заваленными колесами. Этот стиль называют Stance. Он подразумевает широкие диски и очень низкую посадку.

значение развала

Диски могут даже не помещаться в колесной арке. Поэтому и нужен такой развал. Нужно сказать, что, в отличие от спорта, здесь такой подход никакой практической ценности не несет. Это просто дань моде.

Недостатки

Мы рассмотрели, что дает отрицательный развал. А теперь нужно поговорить о недостатках. Если нет спортивных амбиций, тогда лучше отказаться от такого тюнинга.

значение угла

Один из серьезных минусов – это повышенный износ внутренней части покрышки. Если нужно быстро разогнаться или затормозить, то эффективность и разгона, и торможения будет снижена – площадь контакт колеса с дорогой уменьшилась. И, наконец, при движении по плохим дорогам машина может уйти в сторону.

Самое неприятное – это износ шин. Это случится, если отрицательный развал более 1 градуса. Чем выше будет этот угол, тем быстрее износится резина. Гонщики могут позволить себе менять резину даже после нескольких кругов. Обычному водителю это часто не по карману.

Как сделать развал в минус?

Прежде чем начать регулировки, следует знать, подойдет ли такой развал для автомобиля и будет ли в допуске поперечная, а также вертикальная устойчивость автомобиля. Конечно, при необходимости эти показатели можно увеличить.

отрицательное значение угла развала

Чтобы повысить уровень устойчивости, в переднюю подвеску устанавливают стабилизатор. Для повышения вертикальной устойчивости меняют пружины на более жесткие. Чтобы снизить риск заноса при скоростном повороте, заднюю подвеску занижают. Тогда машина будет прижиматься к внешней стороне колеса, и ее не занесет.

Для регулировки отрицательного развала передних колес необходимо приобрести специальные регулировочные развальные пластины. Покупая пластину, следует отталкиваться от необходимого угла. Пластины бывают разные.

Алгоритм регулировки

Машину ставят на ровную и твердую поверхность. Затем кузов поднимают домкратом и демонтируют колесо. Далее снимают тормозной барабан, колодки, ступицу. Теперь можно закрепить развальную пластинку и установить все элементы обратно. Затем то же самое проделывают и с другим колесом.

На самом деле процесс несложный, и нет нужды посещать стенд развал-схождения – это будет пустой тратой. Если подобрать пластины правильно, то улучшения будут видны сразу же.

Задние колеса

Если разваливать и задние колеса, то можно добиться еще более лучшей управляемости. Но стоить это будет достаточно дорого – придется чаще менять все четыре колеса. На некоторых моделях авто производители сами рекомендуют делать отрицательный развал задних колес. Особенно это актуально, если машина заднеприводная.

Где делать этот тюнинг?

Лучше и проще всего посетить стенд развал-схождения. Это программно-аппаратный комплекс, который уже знает все необходимые углы для большинства автомобилей. С помощью датчиков, что будут устанавливаться на колеса, система определит текущие углы, а на базе этой информации можно будет уже выставлять нужные отрицательные углы. В большинстве сервисов специалисты готовы сделать развал любого типа.

значение угла развала

Отрицательный параметр – это не всегда интенсивный износ покрышек. Например, инженеры «АвтоВАЗа» и вовсе рекомендуют для «Лады Гранты» делать сзади развал в -2 градуса. Инженеры утверждают, что износ покрышек будет в норме. При этом это даст хороший эффект в плане управляемости. Для гражданских авто развал до -2,5 градусов будет только преимуществом – водитель не разорится на покрышках.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет отрицательный развал колес автомобиля. Для чего это нужно? Это тюнинг для спорта, а также для красоты. Для гражданской езды по обычным дорогам такой развал в большинстве случаев не нужен — машина будет хорошо ездить и с заводскими параметрами. Но если очень хочется, то особого вреда не будет, а изменения будут заметны практически сразу (пускай и небольшие).

Четыре на четыре: зачем современным машинам задние подруливающие колеса

И ладно бы только на Porsche 911 GT3 или Lamborghini Aventador — но ведь на обычном Renault Espace тоже внедряют поворачивающиеся задние колеса. В чем смысл такого технического решения, и ради чего шли на такие сложности производители? И почему о технологии забыли до недавнего времени?

Зачем нужна управляемость

Настройка управляемости всегда считалась очень сложной работой, а машины с идеальным балансом попадали в число лучших. Шасси современных машин, на первый взгляд, мало изменилось в сравнении с восьмидесятыми годами, но отличие есть. И оно отлично себя проявляет, если взглянуть на достигаемые машинами скорости на маневре «переставка» или на гоночной трассе.

Современный семейный хэтчбек способен опередить большую часть суперкаров тридцатилетней давности на автодроме, и не в последнюю очередь за счет тонкой настройки управляемости и отличной «цепкости» шасси. Конечно, и резина, и эластичность моторов тоже играют свою роль, но сейчас в первую очередь поговорим о геометрии.

Нет, речь вовсе не о школьном предмете — я про геометрию шасси. Это набор параметров, описывающих изменения в положении элементов шасси при изменении нагрузки. Суть фокуса в том, что при прохождении поворотов машина наклоняется, да и дорога имеет свой профиль. При правильном расчете параметров геометрии шасси покрышки всегда имеют оптимальный для данных условий контакт с дорогой.

Речь здесь не о максимальной прижимной силе, а о соотношении коэффициента сцепления колес передней и задней оси, правого и левого колес, и о способности колеса в каждый момент воспринимать нагрузку по трем направлениям.

Задача повысить площадь контакта колес с дорогой не так проста, как кажется.

Конечно же, можно «зажать» подвески и сделать перемещения меньше. Это полезно со многих точек зрения, и часто так и поступают, но ведь перемещения можно использовать для благого дела. Например, чтобы колеса в повороте поворачивались сами. Если сложно рассчитать перемещения, то можно немножко подыграть им, поставив рулевое управление и на заднюю ось, создав полноуправляемую машину.

А можно задать перемещение с помощью усложненной подвески — например, многорычажной, которая позволяет настраивать геометрию движения колеса в очень широких пределах и сохранять эти параметры при износе элементов длительное время.

Если вы не гонщик, это не означает, что управляемость для вас не важна. Просто в вашем случае этот термин означает совсем иной набор предпочтительных параметров, нежели идеальная точность и быстрота реакций. Собственно, активная безопасность машины во многом зависит от ее управляемости, и потому над этими параметрами конструкторы автомобилей работают много и продуктивно. А какое отношение это имеет к геометрии шасси?

Как машина поворачивает

Казалось бы, чего проще: повернул передние колеса — и машина повернула. Но на практике все заметно сложнее. Для начала даже на стоящей машине повернутся не только передние колеса. Поскольку у передней подвески есть угол кастора, то передние колеса при повороте поднимутся, каждое на свою высоту. На сколько — зависит от ширины и твердости резины, геометрии подвески и так далее.

Машина в результате получит некоторый крен, в зависимости от высоты центра крена передней и задней подвесок и положения центра масс в этот момент. Задние колеса или даже неразрезной задний мост тоже повернутся — просто в силу того, что при любом изменении положения кузова колеса не просто ходят вверх-вниз, а тоже чуточку, но поворачивают.

Ignashin-01

В динамике к этой куче параметров добавятся кренящий момент от центра масс машины и уводы резины. Среди всех параметров, которые необходимо рассчитать, для нас наибольшее значение будет иметь мгновенный центр поворота и радиусы поворота передней и задней осей и центра масс. Мгновенный центр поворота совсем не совпадает с геометрическим, который вычислен по правилу Аккермана – точкой, в которой находятся центры окружностей качения всех колес. Более того, в динамике такой точки просто не существует из-за скольжений. Но на рисунках для примера рассмотрена более простая ситуация, чтобы не наводить путаницы.

Ignashin-02

На первый взгляд, если доворачивать задние колеса в противоположную от передних сторону, то уменьшается радиус поворота машины. Это важно с точки зрения удобства эксплуатации и маневренности. Чем меньше радиус, тем удобнее. Но машины ездят не только на скоростях погрузчиков в торговом центре, так что приходится учитывать и другие факторы.

Ignashin-02

А что если поворачивать колеса в ту же сторону, что и передние? На первый взгляд, бессмыслица: машина «поедет боком» по большому радиусу, если задние колеса повернуты на меньший угол, чем передние. Сам по себе больший радиус поворота означает, что станет меньше перераспределение нагрузок между правыми и левыми колесами, а значит лучше сцепление колес с дорогой и комфорт.

Ignashin-03

Но, кажется, того же можно добиться, просто повернув руль на меньший угол? Можно это сделать даже автоматически — благо, рулевые механизмы с переменным шагом сейчас не редкость. Но при повороте задних колес в сторону поворота еще и уменьшается угол увода задней оси, а значит, и склонность к избыточной поворачиваемости. Если совсем просто – машина становится более устойчивой к возникновению заноса. На высоких скоростях это крайне важно.

Схожий эффект можно было бы получить простым увеличением колесной базы. Но размеры машин ограничены — зато с помощью изменения угла поворота задних колес можно получить желаемое, не увеличивая габаритов. А для короткобазной машины это просто спасение: можно сохранить сочетание устойчивости на дороге, характерное для больших машин, не отказываясь от хорошей поворачиваемости.

Не только управлением

Для устойчивости на дороге заднее колесо в повороте должно поворачиваться в сторону поворота передних, а для лучшей маневренности – в противоположную. Если с маневренностью особых сложностей нет, то можно использовать для доворота колес особенности движения машины в повороте. Например, наличие крена. При сжатии подвеска будет доворачивать колесо, и мы получим желаемое.

Но тут есть две проблемы. Во-первых, подвеска таким же образом реагирует на изменение нагрузки, а хотелось бы, чтобы управляемость меньше зависела от нагрузки и больше от собственно крена и боковых усилий. Во-вторых, на заднеприводных машинах очень соблазнительно привязать поворот колес к вектору тяги.

Если усложнять подвеску, вводя рычаги, которые воздействуют на углы установки колес при определенной нагрузке, то мы получим многорычажную подвеску. Да, ту самую, которая появилась на Mercedes W201 и сейчас применяется на большинстве машин С-класса и выше. Причем не только на задней оси, но и на передней.

Именно многорычажная подвеска позволила получить тот же эффект, что и принудительный поворот задней оси, и отказаться от применения сложных систем принудительного поворота на четверть века. Система рычагов в такой подвеске задает сложную траекторию движения колеса в зависимости от продольной, поперечной и вертикальной нагрузок.

Можно довольно точно настроить геометрию шасси с учетом того, как машина будет вести себя при появлении значительных боковых сил, при разном соотношении вертикальной и поперечной нагрузок. Для заднеприводных машин это оказалось серьезным подспорьем в борьбе за лучшую управляемость с самого начала, а переднеприводные примерили подобные технологии чуть позже, с ростом массы, нагрузок и требований уже к их управляемости.

Первые полноуправляемые легковушки

Машины с двумя управляемыми осями создавали вовсе не для отличной управляемости. Такие машины вообще не ездили по шоссе на большой скорости, потому что это были вездеходы. Например, знаменитый Unimog – универсальное шасси повышенной проходимости имеет все четыре управляемых колеса. Разумеется, для того, чтобы лучше ехать по бездорожью и маневрировать в ограниченном пространстве.

На фото: Mercedes-Benz Unimog U 1000На фото: Mercedes-Benz Unimog U 1000

Японские машины начала 80-х годов по сложности конструкции недалеко от них ушли. На Honda Prelude 1987 года была задняя рулевая рейка и вал, связывающий ее с рулевым колесом, и система работала в зависимости от угла поворота колес. На малых углах поворота задние колеса поворачивались в ту же сторону, что и передние, а при больших — в противоположную. Даже в таком виде эффект оказался достаточным, чтобы подобную технологию внедрили и другие японские производители.

На фото: Honda Prelude 1987На фото: Honda Prelude 1987

Только на следующих поколениях привод задней рулевой рейки стал уже электрическим, а угол поворота зависел и от скорости, на которой совершался маневр. Впрочем, от валов и рейки избавиться не догадались. Конструкции оставались сложными, массивными, объемными и дорогими. Как итог — машины с ними не снискали особой популярности и продавались только на внутреннем японском рынке. Во всем остальном мире безоговорочное лидерство захватили многорычажные подвески.

Почему снова появляются полноуправляемые шасси

Самый очевидный ответ на этот вопрос — снижение цены на приводные механизмы и электронику управления и развитие систем устойчивости и безопасности. На новом технологическом уровне отказались от задних рулевых трапеций и реек. Многорычажные подвески обеспечивают уже достаточный угол доворота колес для реализации нужного эффекта. Осталось оснастить их вместо рычага, отвечающего за доворот колеса, активным электрическим или гидравлическим приводом.

Электроника куда точнее определяет, что происходит в данный момент с машиной, позволяет использовать большие углы доворота, и к тому же дешевле в настройке, чем сложная подвеска. И как дополнительный фактор – то самое улучшение поворачиваемости на малых скоростях. Можно довернуть колеса в противоположную сторону и улучшить маневренность машины на узких улочках.

Не удивлюсь, если подобные системы в ближайшее время будут массово внедряться на машинах от С-класса и выше, причем в сочетании с упрощенной геометрией задней подвески — например, не с многорычажками, а со скручиваемой балкой. Экономический смысл в этом определенно есть, ведь можно получить управляемость, как у более дорогих машин, при меньших затратах. Да и еще один сложный и дорогой изнашиваемый узел «лишним» не будет. Ведь производители авто, кажется, взяли обязательство сделать машину одноразовой.

Углы установки колес автомобиля. На что влияют и для чего нужны

От правильной регулировки колес зависят многие факторы: управляемость, срок службы покрышек, расход топлива. Давайте разберемся в них — на что влияют и для чего нужны.

Для чего нужны?
К рекомендациям фирм-производителей по установке колес следует относиться с полной ответственностью. Для каждой модели рекомендации различны. Эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин. Периодически при эксплуатации авто (через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на машине были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов это необходимо делать сразу. Следует помнить, что регулировка углов управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления.
Максимальный угол поворота
Характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо машины при полностью вывернутом руле. Чем меньше он, тем больше точность и плавность управления. Ведь для поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем.

Не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус разворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет тяжело. Приходится производителям искать «золотую середину», маневрируя между большим радиусом поворота и точностью управления.

Плечо обката
Это кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения смещается наружу колеса, а при положительном — внутрь.

Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. На практике, из-за конструкции машины, сделать это сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при прохождении поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению.

Для борьбы с положительным плечом обката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал. Это хоть и уменьшало плечо обката, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.

Угол кастера
Отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если просто, то он заставляет машину ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если на авто действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.

Главная функция кастера — наклон колес в сторону поворота руля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит на управляемость. Если машина двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение.

При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. Чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо тоже наклоняется в сторону поворота. Но нужно знать меру, ведь при большом кастере, колесо будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

Поперечный наклон оси
Отвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься. А т.к. весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката.

Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких «недугов» как положительный развал и плечо обката.

Во многих автомобилях применяется подвеска типа «МакФерсон». Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката. Ведь ось поворота состоит из опоры одного единственного рычага, которой можно поместить внутрь колеса. Эта подвеска не совершенна, ведь сделать угол наклона оси маленьким практически невозможно. В повороте он наклоняет внешнее колесо под невыгодным углом (как у положительного развала), а внутреннее колесо одновременно наклоняется в противоположную сторону.

В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. Т.к. на внешнее колесо в повороте приходится основная нагрузка, вся ось сильно теряет в сцеплении. Это, конечно, можно частично компенсировать кастером и развалом. Тогда сцепление внешнего колеса будет хорошим, а у внутреннего — практически исчезнет.

Схождение колес
Существует два вида схождения: положительное и отрицательное. Определить просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди машины, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное.

Если положительное схождение, то авто легче заходит в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость, при прямолинейном движении будет более устойчивым. Если отрицательное схождение — то авто едет неадекватно, рыскает из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.

Развал колес
Бывает отрицательным и положительным.

Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь — это отрицательный развал. Если будут отклоняться наружу — положительный. Развал необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. На серийных машинах делают нулевой или немного положительный развал. Если нужна хорошая управляемость — его делают отрицательным.

Регулировка задних колёс
На многих машинах не производиться регулировка углов задних колёс. Например, на переднеприводных машинах ВАЗ, где сзади установлена жёсткая балка. Нарушения могут быть только при серьезной аварии, когда погнётся задняя балка. Также не регулируются задние углы на внедорожниках с жестким мостом. На многих иномарках стоит многорычажная подвеска сзади. Значит, можно регулировать схождение и развал задних колёс.

Делать это нужно обязательно после удара об бордюр или аварии. Потому что любая машина очень чувствительна к изменению угла схождения задних колёс. Если он будет отрицательным, то автомобиль при прохождении поворота будет постоянно заносить. Если положительный — тоже плохо, у машины проявиться недостаточная поворачиваемость. В повороте машине будет стремиться ехать прямо.

Что делать сначала?
Сначала регулируются углы установки задних колёс (есть возможно), а только потом — передних. Сначала выставляют кастер, потом — развал и последним (обязательно) — схождение. Также нужно следить, чтобы рулевое колесо стояло прямо. Для этого используют специальные приспособления для его фиксации.

Также отметим, что применение спортивных настроек скажется отрицательно на комфорте. Если сделать кастер слишком большим или большой отрицательный развал — увеличиться усилие на руле. Но это лучший способ изменить поведение машины на более спортивное.

Углы установки колёс — Википедия

Автомобиль на современном стенде развала-схождения

Углы установки автомобильных колёс, известные в обиходе как «развал-схождение», влияют на устойчивость автомобиля, его управляемость и износ шин.

Развал[править | править код]

Колесо с отрицательным углом развала

Разва́л — угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колёса направлены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу.

Развал на автомобиле с независимой или полунезависимой подвеской меняется с изменением крена автомобиля, и ещё с изменением загрузки. В тяжёлых грузовиках «Татра» развал задних колёс на незагруженном автомобиле настолько велик, что автомобиль едет опираясь только на внешние покрышки.

Развал обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах. Отрицательный развал улучшает устойчивость в поворотах. Положительный развал применяется лишь в двух местах:

На двухрычажных подвесках развал, как правило, можно менять. Существует несколько способов изменения угла развала на автомобилях с таким типом подвески. Если необходимо изменить угол развала на несколько градусов, этого изменения можно добиться посредством установки болтов со смещенным центром, так называемых “Эксцентриков”[1]. Такие болты устанавливаются вместо штатного крепления колеса и во время езды влияют на угол развала. Вариант изменения угла развала для многорычажной подвески — установка тяг стабилизатора регулируемой длины. Для автомобилей с независимой подвеской можно изменить угол развала, установив рычаги подвески с шарнирами[2]. Таким образом можно будет отрегулировать угол развала колес, а затем закрепить колесо в нужном положении, затянув крепежные болты. На автомобилях с подвеской «Макферсон» уменьшение клиренса путём простого укорочения пружин приведёт к изменению всех четырёх углов установки колёс. Для изменения клиренса нужно менять весь узел крепления подвески.

Изначально измерялся при помощи отвесов и уровней различных систем, в настоящее время используются либо оптические датчики с компьютерной обработкой результатов, либо гравитационные датчики наклона.

На других языках: en:Camber angle.

Схождение[править | править код]

Схожде́ние — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. Очень часто говорят о суммарном схождении двух колёс на одной оси. В некоторых автомобилях можно регулировать схождение как передних колёс, так и задних.

Схождение измеряют в градусах/минутах (знаки °’) и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах  — это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками колёс(в справочниках обычно приводятся данные по штатным колёсам, при произвольном диаметре колеса необходим пересчёт). Это определение верно только в случае неповреждённых, правильно смонтированных колёс. В противном случае применяется процедура «ран-аут» (run out), вычитающая биение колеса из величины схождения.

Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Одним из первых признаков неправильно установленного схождения является визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При схождении в 5 и более мм покрышка полностью сотрётся менее чем за 1000 км.

На других языках: en:Toe (automotive).

Кастр (продольный угол наклона оси поворота колеса)[править | править код]

Кастр, кастер или кастор (en:Caster angle) — угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. Продольный наклон обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт скорости автомобиля. Другими словами: автомобиль выходит из поворота сам; руль, который отпущен и обладает свободным ходом, сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Это происходит, естественно, при положительном кастре. Например, кастр позволяет ездить на велосипеде, не держась за руль.

Патент Артура Кребса (1896) гласит: «Чтобы обеспечить устойчивость переднего моста, то есть, чтобы автоматически устанавливать оси колёс параллельно… передняя ось располагается на некотором расстоянии позади проекции оси рулевого механизма…»

На автомобилях без усилителя руля кастр не превышает 6°[3], на усиленных бывает больше — у Škoda Superb 7°40″. Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов выше, что делает ход автомобиля устойчивее, а также повышается стремление авто к прямолинейному движению. И наоборот, на цирковых велосипедах или на погрузчиках кастр часто равняется нулю, так как скорость перемещения сравнительно невелика, но при этом есть возможность повернуть по меньшему радиусу. Но автомобиль создается для большей скорости, поэтому требует лучшей управляемости.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса[править | править код]

Угол поперечного наклона (en:Kingpin inclination, KPI) — ( угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на поперечную плоскость автомобиля. Этот угол обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт веса автомобиля. Название «KPI» (kingpin inclination — наклон шкворня) несколько устарело: в современных подвесках переднеприводных автомобилей нет рулевых шкворней, колёса поворачиваются вокруг амортизирующей стойки.

У большинства машин без усилителя руля эта цифра не превышает 10°, у лёгких и усиленных бывает и больше: так, у Volkswagen Polo Sedan весом в 1,2 тонны — целых 13°.

  • «Данные установки колес 2010 (проверка, установка передних и задних колес)», Легион-Автодата: 1999—2010, 512с, ISBN 978-1-905922-40-6

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о