На что влияют углы установки колес

12

Углы установки колес и их влияние на управляемость автомобиля

Развал – это угол установки колес по отношению к поверхности дороги при взгляде на автомобиль спереди. Если провести воображаемую линию через центр колеса перпендикулярно к дороге, то это будет нулевой развал.

Если колеса верхней стороной направлены внутрь(«домиком») – это отрицательный угол развала.

Если колеса верхней стороной направлены наружу – это положительный угол развала.

ВЛИЯНИЕ РАЗВАЛА НА ПОВЕДЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Значения развала для спортивных автомобилей обычно находятся в пределах

Какие у этого плюсы:

— В повороте корпус автомобиля кренится, тем самым создавая положительный развал и уменьшая площадь пятна контакта колеса с дорогой.Отрицательные значения развала компенсируют этот эффект.Как итог – больше сцепления и больше стабильности в поворотах.

— Отрицательный развал на обоих колесах создает дополнительную стабильность на прямой, т.к. колесо с отрицательным развалам старается катиться по траектории, направленной внутрь(подобно конусу, который катится по окружности вокруг своей вершины)

— При повороте внутреннее колесо разгружается и даже иногда полностью поднимается, тем самым позволяя опорному колесу еще сильнее уводить автомобиль внутрь поворота.

Отрицательный развал имеет и свои минусы:

— Повышенный износ внутренний кромки шины при езде по прямой.

— Нестабильность на разгонах и торможениях по прямой(т.к. площадь пятна контакта мала)

Исходя из всего вышесказанного, инженеры ищут компромисс и пытаются удержать развал около -0.5 градусов в время поворота при сжатой подвеске.

Идеальным вариантом было бы иметь колеса, установленные перпендикулярно к дороге при любых условиях. Но, по сравнению с гоночными, на обычных гражданских автомобилях этого сложнее добиться из-за более мягкой подвески с большими ходами, создающей большие крены при поворотах. Так же большую роль играет износ шин – для обычного автомобиля он должен быть экономичным, а гонщики могут позволить себе покупать покрышки чаще(по крайней мере хотелось бы, чтобы это было так 🙂 )

КАСТЕР — это продольный угол наклона оси поворота колеса.

Это линия проходящая чаще всего через верхнюю и нижнюю точки крепления стойки.

Положительный кастер – когда ось поворота колеса завалена в сторону задней части машины, при взгляде на автомобиль сбоку. Такая конфигурация создает стабилизирующий момент, возвращающий колеса в исходное положение и способствующий прямолинейному движению автомобиля.

КАК КАСТЕР ВЛЯЕТ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Чем больше кастер смещен в сторону позитивного, тем более стабильна машина будет на прямой, но тем сильнее возрастет усилие на руле при повороте.

Кроме того, при повороте внутреннее колесо будет приподнимать машину, а внешнее опускать, тем самым создавая боковой крен, который совсем не желателен.

Влияет главным образом на 3 параметра – износ шин, стабильность прямолинейного движения и управляемость на входе в поворот.

Схождение — это угол/расстояние между направлением движения и плоскостью вращения колеса.

Отрицательным считается схождение, когда колеса смотрят в разные стороны по ходу движения.

ВЛИЯНИЕ СХОЖДЕНИЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

В гражданских автомобилях с помощью схождения компенсируют эффект криволинейного качения колеса при углах развала, отличных от 0, чтобы износ резины был минимален.

Для спортивных автомобилей допустимо «играть» схождением в целях изменения характера управляемости автомобиля . Например, можно добавить немного отрицательного схождения для переднеприводного автомобиля, это поможет компенсировать его тенденцию к недостаточной поворачиваемости.

Стоит избегать чрезмерных значений схождения, т.к. при сильно отрицательном схождении будут изнашиваться внутренние кромки шин, и наоборот – при очень положительном сильно нагружены будут внешние кромки шины.

Иногда эффект трения резины от чрезмерного схождения используют для того, чтобы поддерживать рабочую температуру шины . Если слики недостаточно прогреваются в поворотах и остывают на прямой, для обеспечения лучшего сцепления и достижения хорошего результата приходится жертовавать ресурсом резины.

Еще один положителный эффект от этого – из-за постоянного трения шины остаются чище, обеспечивая лучшее сцепление на торможении и в повороте.

Так же схождение может настраиваться и на задних колесах . Эффект от этого, обычно такой же как и на передней оси.

Схождение бывает статическое и динамическое.

Дело в том, что в движении углы установки колес могут изменяться – это зависит от кинематики подвески и податливости соеденительных шарниров.

Например – при разгоне ведущие колеса будут отталкиваться от поверхности дороги и стремиться вперед — к положительному схождению . На гражданских машинах в угоду комфорту используется более мягкая резина во втулках/сайлентблоках – поэтому значения отклонений больше чем на спортивных машинах.

Как видим, углы установки колес имеют важнейшее значение для управляемости вашего автомобиля и безопасной езды . Поэтому, если возможно, мы рекомендуем использовать заводские настройки или те, которые вами проверены – как точку отсчета для дальнейшей настройки управляемости после установки подвески . Вложить деньги в новую качественную подвеску и не произвести точную регулировку углов установки колес – значит потратить деньги впустую, ведь так вы не сможете почувствовать всей разницы .

Углы установки колес автомобиля

Правильные углы установки колес – один из важнейших факторов, обеспечивающих нормальную управляемость, стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении и при прохождении поворотов. Оптимальные для каждой модели параметры геометрии подвески закладываются на этапе проектирования. Заданные значения углов установки колес подвержены изменению и требуют периодической регулировки по причине естественного износа узлов и элементов ходовой части или после ремонта подвески.

Назначение углов установки колес

Корректно настроенная геометрия подвески позволяет автомобилю более эффективно воспринимать силы и моменты, возникающие в пятне контакта колеса с дорожной поверхность во время различных режимов движения. Этим обеспечивается предсказуемое поведение автомобиля, а именно: стабильность движения по прямой, устойчивость в поворотах, стабилизация при разгонах и торможении. Также благодаря отсутствию излишнего сопротивления качению колес происходит более равномерный износ шин, что позволяет увеличить срок их службы.

Заданные производителем значения углов установки колес являются оптимальными для конкретного автомобиля и соответствуют его назначению и особенностям настройки подвески. Однако, в случае необходимости, конструктивно предусмотрена возможность их изменения либо регулировки. Количество параметров, которые можно регулировать для каждого автомобиля, индивидуально.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Развал колес

Развал колес (англ. camber) – это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:

• положительный (+) – когда верхняя часть колеса наклонена наружу (от кузова автомобиля);
• отрицательный (-) – когда верхняя часть колеса наклонена внутрь (к кузову автомобиля).

Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка.

Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• хорошая устойчивость авто в поворотах;
• ухудшается сцепление колес при прямолинейном движении;
• повышенный износ внутренней стороны шины.

Слишком большой положительный угол:

• хорошее сцепление колес с дорогой;
• ухудшается устойчивость в поворотах;
• повышенный износ наружной стороны шины.

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) – угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах. При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шины с внутренней стороны;
• острая реакция авто на рулевое управление.

Слишком большой положительный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шин с наружной стороны.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы,
стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика – плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают – то плечо обкатки нулевое.

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Изменение значений углов установки колес и их регулировка

Углы установки колес подвержены изменениям вследствие естественного износа деталей, а также после их замены на новые. Все без исключения рулевые тяги и наконечники имеют резьбовое соединение, которое позволяет увеличить или уменьшить их длину для регулировки величин углов схождения колес. Схождение задних колес, равно как и передних, регулируется на всех типах подвесок, за исключением задней зависимой балки или моста.

Регулировка значений развала для задней и передней оси предусмотрена далеко не на всех автомобилях: она отсутствует на зависимой подвеске, на подвеске МакФерсон (за исключением небольшого ряда моделей авто, у которых верхний крепеж стойки – это болт с эксцентриком). Присутствует настройка camber, как правило, на обоих осях подвесок с верхними и нижними поперечными рычагами.

Неправильный сход-развал задних колес на переднеприводном автомобиле оказывает меньшее влияние на его управляемость и неравномерный износ шин, поскольку задняя часть менее нагружена. Параметры caster и KPI, регулировка которых в конструкции подвески автомобиля, как правило, не предусмотрена, должны всегда соответствовать допустимым значениям.

Углы развала-схождения: на что влияют, как взаимосвязаны и как правильно их регулировать

Правильные углы установки колес играют решающую роль в управляемости автомобиля.

Углы установки колес рассчитываются для каждой модели автомобилей еще на стадии проектирования подвески и предусматривают определенное положение задних и передних колес относительно плоскости дороги и друг друга.

Существует всего три регулируемых угла: развал, схождение, кастер. Именно их выставляет мастер-развальщик.

Развал

Развал (camber) — угол наклона колёс по отношению к перпендикулярной плоскости, т.е. дороге.

Может быть отрицательным (колеса стоят домиком), положительным (домик наоборот) и нулевым (колеса параллельны друг другу).

За что отвечает развал

Развал отвечает за максимальное пятно контакта колес с дорогой, т.е. за устойчивость машины в поворотах, маневренность, влияет на боковую реакцию колес.

Боковая реакция противодействует центробежной силе, которая действует на авто в повороте, и удерживает его на дороге. Логично, что чем больше пятно контакта, тем лучше боковая реакция. Т.е., по идее, колеса должны стоять параллельно друг другу. Но это только по идее.

На практике оказывается, что наибольшее пятно контакта получается, если колеса слегка завалены внутрь, т.е. развал отрицательный. При качении наклоненного колеса возникает боковая сила — тяга развала. Эта сила возникает из-за упругой поперечной деформации шины, действует в сторону наклона и не дает внешнему краю шины отрываться от земли.

Вспомните, как вы ездили на велосипеде: достаточно было чуть наклонить велик, чтобы он поехал по дуге. Именно чуть, потому что стоило переборщить с наклоном — и вот велосипед уже лежит на боку. Т.е. тяга развала напрямую зависит от наклона колеса. Это объясняет, почему машины уводит в сторону, если углы развала правого и левого колес неодинаковые.

Каким должен быть развал

Идеально выставленные по вертикали колеса (нулевой развал) хороши, пока машина едет по прямой и если у нее жесткая подвеска.

В классических учебниках по автомобилестроению написано, что колеса нужно разваливать. Мол, перераспределяется нагрузка между внешним и внутренним ступичными подшипниками, уменьшается плечо обкатки, компенсируется смещение колес, когда нагрузка на ось возрастает. Последний пункт имеет право на жизнь, т.к. при увеличении нагрузки на ось угол развала уменьшается. И чтобы колеса по-прежнему качественно сцеплялись с дорогой, их стоит предварительно развалить.

Однако. Решающее значение имеет конструкция дорожного полотна. Если дорога построена по всем нормам и имеет вид выпуклой дуги в поперечном разрезе, логично чуть развалить колеса, чтобы при повороте они оставались перпендикулярными поверхности.

Тем не менее, перед автоконструкторами стоит задача делать автомобили максимально управляемыми, а колеса — предельно цепкими. Поэтому современные автопроизводители немного “сваливают” колеса.

Однако, чрезмерно “сваливать” колеса (как на гоночных болидах) на обычном автомобиле не стоит: уменьшается пятно контакта, от этого он становится неустойчивым при прямолинейном движении, становится сложнее разгоняться и тормозить, сильно изнашиваются шины с внутренней стороны.

Как это реализуется в реальности

Конструкторам гоночных болидов проще: здесь у подвесок большая угловая жесткость и короткий ход. В этом случае статические и динамические показатели примерно одинаковые.

Но на обычных автомобилях мягкие, эластичные, комфортные подвески с большим ходом. А чем больше ход подвески, тем сильнее отражаются на ней клевки, боковые крены, наскоки на препятствия и, соответственно, изменяется развал.

Поэтому, чтобы достичь максимальной управляемости в сочетании с комфортом, конструкторам обывательских авто приходится колдовать над кинематикой подвески.

Схождение

Это положение колес относительно продольной оси автомобиля при наблюдении сверху. Так же бывает положительным (передние части колес “смотрят” друг на друга), отрицательным (передние части колес стремятся разойтись) и нулевым (колеса параллельны друг другу).

За что отвечает схождение

Существует теория (во вполне авторитетных источниках, кстати, тоже), что схождение нужно, чтобы компенсировать побочные действия развала и удержать колеса в нужном положении. Мол, разваленные колеса обязательно стремятся раскатиться в стороны, а сваленные — упасть друг на друга. Эта теория предполагает однозначную связь между развалом и схождением: при отрицательном развале колеса должны расходиться, а при положительном — сходиться.

Реальность, конечно, отличается.

Не сваливаться в кучу колесам с отрицательным развалом в движении помогает тяга развала. Компенсировать ее схождением смысла нет. При положительном развале тяга также стремится увеличить схождение — это обусловлено конструкцией управляемой подвески.

Зачем же нужно схождение?

Схождение влияет на способность автомобиля удерживать прямолинейную траекторию и поведение в повороте.

Если при движении по прямой одно управляемое колесо наехало на препятствие, мгновенно возросшая сила сопротивления будет стремиться уменьшить схождение этого колеса. Эта же сила сопротивления через рулевой механизм передается и на второе колесо, схождение которого будет, наоборот, увеличиваться.

Если изначально колеса выставлены с положительным схождением, воздействие сил от препятствия нивелируется.

Если с нулевым — противодействия этим силам нет, а если схождение отрицательное, действие сил от препятствия усугубляется и дестабилизирует авто.

У медали отрицательного схождения две стороны: машина становится невероятно отзывчивой на малейшее движение руля. Но при прямолинейном движении, если постоянно не подруливать, рыскает по дороге. Это отлично для гоночных болидов, но совершенно недопустимо для обычных машин.

Такая же ситуация с заднеприводными авто.

Кастер

Кастер — это угол между осью поворота колеса и вертикалью. Если стойка “завалена” назад, кастер положительный, если наклонена вперед — отрицательный. Если стоит строго вертикально, нулевой.

Положительный кастер делает автомобиль более стабильным при движении на средних и высоких скоростях. Машина меньше виляет, не так чутко реагирует на неровности, самовыравнивается на скорости.

Кроме всего перечисленного, кастер напрямую влияет на углы развала и схождения. Поэтому регулировку углов начинают с него (если он регулируемый), затем регулируют развал, потом схождение.

Последствия неправильных углов установки колес

Регулировка углов установки колес: набор компромиссов

Часто выбор углов установки — прерогатива развальщика. Но опытные развальщики часто действуют по откатанным схемам, не вникая в индивидуальные особенности того или иного автомобиля и требования водителя.

Поэтому, приезжая регулировать развал, опишите мастеру свои ощущения от езды в настоящем и пожелания. Ведь управлять автомобилем вам, а не развальщику.

В большинстве случаев для ежедневного перемещения из точки А в точку Б водители без спортивных амбиций выставляют:

• кастер — положительный в пределах допустимых значений;
• развал — с легким намеком на минус для наибольшего пятна контакта;
• схождение — на переднеприводных авто максимально приближено к нулю. Если ездите по плохим дорогам, можно выставить положительное схождение, если таки питаете спортивные амбиции — отрицательное.

Развал-схождение регулируют каждые 15-30 тысяч километров, после ремонта ходовой или рулевого управления, смены резины или если авто наскочило на препятствие/влетело в яму одним колесом. Все эти действия нарушают параметры углов.

Что будет, если не регулировать развал-схождение?

• Автомобиль ведет себя странно. Машину уводит в сторону, ею сложно управлять на поворотах, неровной дороге.
• Неравномерно и очень быстро изнашиваются шины.
• Радиус поворота вправо и влево отличается.

Что важно знать, когда едете регулировать углы установки: их можно правильно выставить, только если ходовая (в частности, подвеска) исправна, кузов и шины не деформированы. Опытный развальщик всегда начинает регулировку с осмотра ходовой, мест соединений подвижных узлов и измерения люфтов. И если есть нарушения, для начала он отправит вас на ремонт.

Sorry, you have been blocked

This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.

What can I do to resolve this?

You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.

Cloudflare Ray ID: 7e9e216189ef78a0 • Your IP: Click to reveal 178.132.110.79 • Performance & security by Cloudflare