динамичный продольный наклон что это
Углы установки автомобильных колёс
Углы установки автомобильных колёс, известные в обиходе как «развал-схождение», влияют на устойчивость автомобиля, его управляемость и износ шин.
Разва́л (англ. Camber) — угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колёса наклонены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу (рис.2)
В большинстве случаев под «развалом» понимают статический развал управляемых колёс, задаваемый при техническом обслуживании автомобиля. В некоторых автомобилях регулировке подлежит и статический развал неуправляемых колёс.
Основное назначение статического развала управляемых колёс — уменьшать передачу на руль их движения, возникающего вследствие наезда на мелкие неровности покрытия. Вместо того, чтобы передаваться через рулевую трапецию на руль, они гасятся за счёт упругости покрышек. Кроме того, развал обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах, влияя, следовательно, на устойчивость и управляемость, а также влияет на интенсивность и характер износа протектора шин.
В случае автомобиля с подвеской большинства типов, за исключением «Макферсона» (рис.4), развал для передних управляемых колёс как правило имеет небольшое положительное значение (колёса наклонены наружу) — в пределах от 0’ до 45’, изредка до 2°. Такое его значение позволяет снизить усилия на управляемых колёсах и уменьшить передачу на рулевое управление рывков, возникающих при проезде неровностей дороги. Большой отрицательный развал («колёса домиком») является признаком износа подвески либо её неправильной регулировки и приводит к быстрому износу шин, ухудшению сцепных свойств на ровной дороге и нарушению курсовой устойчивости автомобиля.
Однако на автомобилях с подвеской «макферсон» используется нулевой или небольшой отрицательный развал, что связано с отличием иных установочных параметров данной подвески, вызванным её конструктивными особенностями.
Также отрицательный развал устанавливается на гоночных автомобилях, предназначенных для езды по овалам, на внутренних колёсах.
На двухрычажных подвесках статический развал, как правило, можно регулировать. На автомобилях с подвеской «Макферсон» уменьшение клиренса путём простого укорочения пружин приведёт к изменению всех четырёх углов установки колёс, поэтому для изменения клиренса нужно менять весь узел крепления подвески.
Изначально статический развал измерялся при помощи отвесов и уровней различных систем, в настоящее время используются либо оптические датчики с компьютерной обработкой результатов, либо гравитационные датчики наклона. На практике угол статического развала задаётся весьма грубо (допуск при его установке обычно сравним с его величиной) и, к тому же, довольно сильно меняется при работе подвески. Так что на практике его установка преимущественно влияет на равномерность износа протектора передних шин — неправильно выставленный развал приводит к повышенному износу внутренней или наружной стороны протектора шины. Кроме того, развал должен быть одинаковым с обеих сторон, так как при одностороннем наклоне колес автомобиль начинает «вести» в сторону при движении по прямой.
На автомобиле с независимой или полунезависимой подвеской (рис.5) развал меняется в значительных пределах при крене автомобиля или изменении загрузки. Возникающее в ходе движения автомобиля значение развала называется динамическим развалом колёс.
Схожде́ние (англ. Toe) — 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.
Назначение схождения — компенсировать возникающий в результате наличия положительного развала увод (динамическую дестабилизацию) колёс, что существенно снижает износ шин. Оба угла взаимосвязаны и регулируются исключительно в связке.
Схождение измеряют в градусах/минутах (знаки ° и ‘) и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах — это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками колёс. 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 (рис.6). 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.
Иногда вместо схождения колёс может требоваться выставить их расхождение (например, на задней оси с независимой подвеской колёс).
Кастор (продольный угол наклона оси поворота колеса)
Развал-схождение: что это, как выставить правильно, и что будет, если его не делать
Наверняка вы сталкивались с тем, что автомобиль при отпущенном руле едет в сторону или кто-то из знакомых жаловался, что «пора бы мне уже съездить проверить развал», хотя при это был категорически не прав. То, что в народе привычно называют “развал-схождение” — это замер и выставление углов установки колёс. Причём помимо собственно угла развала и угла схождений есть ещё и третий угол, ничуть не менее важный.
Что такое углы установки колес?
Каждый автопроизводитель для улучшения устойчивости и управляемости предусматривает для конкретной модели автомобиля определённое положение передних (и задних) колёс относительно друг друга и плоскости дороги. Параметры развала, схождения и кастера принято называть углами установки колес.
Под развалом понимают угол наклона колес по отношению к перпендикулярной плоскости (в обычном случае — к дороге). При отрицательном развале колёса визуально становятся будто «домиком», при положительном угле развала верхняя часть колеса наклоняется наружу относительно нижней.
При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»
При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»
Схождение — это сумма углов между плоскостью, которая проходит через центры колес и продольной осью автомобиля. Звучит немного непонятно, но на деле всё просто: если оно положительное, то плоскости вращения колёс пересекаются впереди автомобиля словно «сходясь навстречу» друг другу, при отрицательном — где-то сзади (расхождение).
Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля
Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля
Кастер (иногда говорят кастор) от англ. Caster angle (угол продольного наклона) это угол, образованный вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. При положительном кастере ось поворота колеса наклонена назад относительно направления движения, а при отрицательном — наоборот, «смотрит вперёд».
Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд
Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд
Почему на разных машинах углы бывают разными?
Начнём с развала. При его околонулевых значениях автомобиль наиболее стабилен до тех пор, пока едет по прямой. И только в том случае, если подвеска достаточно жесткая: не просто так на старых автомобилях колёса имели положительный развал, то есть «домиком наоборот», что в некоторой степени компенсировало мягкость амортизаторов и нестабильность углов под нагрузкой.
На автомобилях с мягкой подвеской углы установки колёс в поворотах откровенно «уходят»
Однако со временем от положительного развала конструкторы начали уходить в сторону отрицательных значений (правда, всё равно не заваливая колёса на несколько градусов, как это делают в автоспорте). Это позволило улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, поскольку колесо «не подламывается» и цепляется за дорогу лучше из-за большего пятна контакта.
Развал «домиком» улучшает устойчивость автомобиля при скоростном прохождении поворотов
Stance, baby: ярко выраженный отрицательный развал колёс является неотъемлемым атрибутом некоторых автомобильных субкультур
Поэтому околонулевые настройки в теории положительно влияют на устойчивость, а «минусовой развал» позволяет «вваливать» в повороты еще лучше, но уже способен привести к ускоренному износу внутренних дорожек шин. Именно поэтому, в отличие от спортсменов, и конструкторы автомобилей, и обычные «развальщики» предпочитают околонулевые значения.
Однако в зависимости от конструкции и кинематики подвески, жесткости упругих элементов, ширины колеи, вылета колёс и многих других факторов углы установки колёс на разных машинах заметно отличаются. Более того, они могут изменяться даже в пределах одной модели в зависимости от типа подвески (обычная или спортивная) и размерности шин.
Как регулируются углы установки колес?
На многих современных переднеприводных автомобилях углы развала передних колёс заданы конструктивно, да и кастер (угол продольного наклона стойки) не регулируется, поэтому вся настройка сводится к проверке и регулировке схождения.
Заводские параметры углов Самары выглядят так: развал передних колёс = 0°±30′, схождение = 0°15′ ± 10′ и кастер = 0°20±30’0. Как видно, допуски действительно довольно большие — развал по заводским нормативам может «гулять» в пределах одного градуса, а кастер из пятидесяти «плюсовых» минут имеет законное право «уходить в минус».
Допуски производителя на Самаре довольно большие, поэтому «среднестатистический» результат посещения стенда выглядит примерно так. Как видно, все параметры укладываются в «зелёный» диапазон
Некоторые автомобилисты утверждают, что отклонения в минуты (!) они способы заметить безо всякого стенда – просто внимательно взглянув на авто спереди…
На что влияет кастер?
С кастером ситуация обстоит не менее интересно. Чуть выше мы вспомнили, что при нулевом угле наклона стойка стоит строго вертикально – то есть, колесо со ступицей никуда не смещается относительно вертикали. При отрицательном кастере стойка в верхней части словно наклоняется вперёд, а колесо, соответственно, уходит назад. При положительном – наоборот.
На переднеприводных ВАЗах, например, параметр кастера изменяется с помощью регулировочных шайб, которые подкладываются под элементы передней подвески – кронштейны продольных рычагов (растяжек).
Кастер на Самаре задаётся с помощью нескольких шайб
Убрав шайбы, стойку можно «завалить» назад в пределах градуса, а колесо – наоборот, сместить относительно центра арки в сторону переднего бампера. В реальности, правда, наблюдается обычно обратная картина – на многих «пожилых» Самарах, «десятках», Приорах и Калинах колесо «уезжает» в сторону передней двери из-за ударов и усталости металла, причем вернуть его на место получается далеко не всегда, даже если убрать все шайбы.
Так выглядит нулевой кастер: колесо стоит в колесной арке симметрично по отношению к бамперу и крылу
Это уже не кастер, а приговор передней подвеске и даже кузову. Вернуть колесо на место «малой кровью» не выйдет
Чем больше угол наклона стойки, тем переднеприводный (и не только) автомобиль стабильнее ведёт себя на высоких скоростях. Положительный кастер способствует меньшему «вилянию» машины, которая становится не такой чувствительной к колеям и неровностям.
Кастер важен не только своим прямым воздействием на скоростные качества автомобиля, но и тем, что он влияет на углы схождения и развала, которые меняются в зависимости от наклона стойки. Поэтому начинать регулировку углов передних колёс нужно именно с кастера. Затем следует регулировка развала, а в самую последнюю очередь необходимо настраивать схождение, помня о взаимосвязанности этих параметров между собой.
При изменении кастера нужно раскручивать продольные растяжки подвески. Это требует времени и сил – особенно, если автомобиль старый
Какие выбрать углы?
Обычно выбор углов установки колес из допустимого диапазона является прерогативой самого «развальщика». И это не всегда хорошо, поскольку многие из них, годами занимаясь своей работой, руководствуются какими-то внутренними стереотипами, которые нередко противоречат теории, а на практике приводят к ухудшению ходовых качеств автомобиля и преждевременному износу шин. Поэтому к итоговым цифрам распечатки нужно относиться с большим вниманием, а в отдельных случаях – не стесняться давать рекомендации.
Какой же ставить угол наклона стойки, если он регулируется? На стандартной подвеске и при «обычной» манере вождения – максимально допустимый положительный, то есть 0°50′ для переднеприводной Самары, да и на других переднеприводниках кастер лучше ставить «побольше в плюс» — в пределах допусков, и если этот параметр настраивается, конечно. Это обеспечит автомобилю лучшую курсовую устойчивость на высоких скоростях и приведёт к «самостабилизации» руля в околонулевом положении. Допустимо и небольшое отклонение от заводских допусков – например, увеличение кастера до одного градуса (60-65′).
Свои углы» могут выглядеть примерно так
Удивительно, но современный стенд «знает» даже о том, что Самара выпускалась в двух поколениях!
Правда, за «чёткий ноль» придется расплатиться тем, что в поворотах руль несколько потяжелеет (усилителя-то нет!) и будет пытаться резче вернуться в прежнее положение. Однако к такой новой особенности машины можно привыкнуть буквально за несколько минут.
Что касается развала, то иные «городские гонщики» нередко «разваливают в минус» передние колёса до одного градуса и более. Однако при этом автомобиль станет более «нервным» и чувствительным к уклону дорогу, из-за которого руль может буквально «рваться из рук» (особенно – на больших и широких колёсах!). Еще одна плата за «спортивные амбиции» — преждевременный износ внутренних дорожек – шины-то стоят «домиком»!
Развал передних колёс на Самаре регулируется с помощью эксцентрикового болта (позиция 3 на рисунке) на корпусах передних амортизаторов
Настройка всех углов установки передних колёс на ВАЗе занимает больше времени, чем на автомобилях вроде Renault Logan
При настройке схождения на переднеприводных ВАЗах также лучше всего сильно не отклоняться от околонулевых значений, помня о том, что даже при небольшой загрузке автомобиля (водитель и пассажир) оно начинает изменяться примерно на 5-7 минут, причём в какую именно сторону (в «плюс» или в «минус») зависит от положения «усов» рулевой рейки на конкретном автомобиле.
Обратите внимание, как изменяются углы схождения и развала при частичной загрузке! (первое фото – на пустом автомобиле, второе – с водителем весом 65 кг)
Что будет, если их не делать?
В большинстве случаев проверку углов установки колес рекомендуют выполнять не реже одного раза в 30 000 км и сразу же после того, если автомобиль угодил колесом в крупную яму или стал участником даже небольшого ДТП. Ведь и первое, и второе может привести к смещению элементов подвески, что нарушит параметры схождения, кастера или развала.
А что будет, если их не делать вообще? Ничего хорошего, разумеется. Как минимум, автомобиль будет хуже вести себя и на прямой, и в поворотах, ведь отклонение любого из параметров влияет и на устойчивость машины, и на её управляемость. Во-вторых, сбитые углы приведут к тому, что машину начнет уводить в сторону, поэтому водителю придется удерживать руль с большей силой для того, чтобы сохранить прямолинейное движение.
При настолько сбитом схождении левого колеса (параметр, выделенный красным), машина едет «как-то странно», постоянно рыская по дороге, а руль просто не возвращается обратно! Если всё оставить как есть, то протектора хватит буквально на пару тысяч километров.
Бывает, что машину не просто тянет влево или вправо, а она при движении все время «рыскает», отклоняясь туда-сюда от прямолинейной траектории. Кроме того, что ехать на таком автомобиле будет не слишком приятно, очень быстро владелец обнаружит, что колеса на той оси, где нарушены углы установки колёс, изнашиваются очень неравномерно и весьма преждевременно.
Износ внутренних дорожек — результат большого отрицательного развала
Известны случаи, когда из-за неправильного «схода-развала» проектор почти новой шины буквально «таял на глазах», исчезая всего за 10-15 тысяч километров!
Когда регулировка углов установки колес не помогает?
Далеко не всегда даже квалифицированный специалист на правильно отъюстированном стенде (а это очень важно!) сможет выставить углы установки колес в заданных производителем допусках. Обычно этому мешают изношенные детали подвески, в которых возникли заметные люфты. Ловить минуты там, где во время движения детали «гуляют» на целые градусы – занятие довольно бессмысленное. Поэтому опытный «развальщик» обычно начинает с первичной (то есть «грубой») диагностики ходовой части, внимательно осматривая резино-металлические элементы и проверяя их на взаимное перемещение. Во многих случаях прежде, чем заезжать на стенд «схода-развала», необходимо посетить пост общеремонтных работ для замены изношенных деталей подвески. И лишь «перетряхнув ходовку» можно пробовать добиться требуемых углов установки колес.
Бывает, что подвеска в порядке, но выставить схождение, развал или кастер все равно не получается. Причина – необратимая деформация кузова, что бывает после сильной аварии или вследствие коррозии силовых элементов. И если в первом случае еще хотя бы теоретически может помочь стапель, то на сильной «гнилой» машине малой кровью проблему не решить, а большой – не имеет смысла.
Иногда даже после того, как углы выставлены правильно, автомобиль всё равно уводит в сторону. В этом случае нужно попробовать переставить колёса местами (а лучше – сменить подозрительную пару), поскольку часто из-за деформации каркаса или неоднородности слоёв брекера шина становится «кривой»
Регулировка угла продольного наклона оси поворота колеса (кастера), схождения и развала
Очень многие автолюбители вспоминают про эту операцию, в случае когда авто приступает к «подъеданию» покрышки, либо когда водители производят замену узлов, которые отвечают за геометрию автомобильного шасси. Действительно: после некоторого пробега мы нередко перестаем тщательно присматриваться и принюхиваться к обожаемому детищу, пуская почти все на самотек. В авто, все-таки, всегда все взаимосвязано: давным-давно запущенный дефект внезапно проявляется увеличившимся расходом горючего либо какой-то своенравностью автомобиля, препятствующей привычно управлять.
На мой взгляд, интересно провести эксперимент, чтобы понять, как действуют регулирования колес на нрав автомашины. Для проведения исследований выбрали «Самару — четырнадцатку» ВАЗ-2114 — большая часть нынешних иностранных автомобилей никак не отягощает собственника диапазоном, а также подбором регулировок. Там все характеристики заложены заводом-изготовителем и оказать влияние на них, без каких-либо переделок довольно сложно. Поэтому для наших исследований русский автомобиль оказался преимущественнее.
Вот он — свеженький ВАЗ-2114, на днях прошедший предпродажную диагностику. Небольшая поездка на автополигон в Дмитровке обнаруживает нежданно «свободный» руль и при этом очень слабохарактерное поведение автомашины на проезжей части дороги. Посему в первую очередь — на оборудование определяющее сход-развал, чтобы дать оценку того, что же приобретает клиент в магазине. Замеры немного настораживают, хотя основные величины находятся в допуске, за исключением кастера. Наверное, и на заводском конвейере мыслят преимущественно об износе покрышек, чем о ездовых качествах автомобиля. Делать нечего, изменяем заводские регулировки на запланированные.
Тайна действий
Применительно к передней подвеске российского переднеприводного авто установка углов как правило начинается с регулирования кастера. Собственно этот параметр (кастер), с одной стороны, предназначается устанавливающим для остальных, а с другой стороны — в некоторой степени влияет на износ покрышек и других аспектах, связанных с качением автомашины. Вдобавок, эта операция особенно сложна — как мне видится, собственно, оттого о ней «забывают» на конвейере. Только после этого, разобравшись с продольными углами, компетентный специалист принимается регулировать развал, а впоследствии и схождение колес.
Вариант 1
За что же ответственен кастер и стоит ли к нему относиться столь невнимательно? Ответы нас ожидают впереди, а пока озадачиваем специалиста просьбой предельно увести углы продольного наклона стоек в минус. Зрительно мы будто бы смещаем передние колеса назад по максимуму, к брызговикам колесных углублений. Такое положение колес встречается довольно часто на «уезженных» или на старых авто или после монтажа проставок, поднимающих зад машины.
После стенда двигается авто значительно лучше, нежели в «заводском» виде, но все-таки что-то в его действии не может не волновать. Поодиночке все на первый взгляд хорошо: легкое рулевое колесо, резвые ответы на его незначительные отклонения. И все-таки скоро понимаешь — «Самара» становиться чрезмерно сердитой и беспокойной, что особенно явно, когда спидометр пересекает отметку 80-90 км/ч. Она так сказать запугивает непостоянностью ответов при входе в поворот (необязательно резкий). Авто так и метит уехать неизвестно куда, требуя от шофера непрерывного подруливания. Положение еще больше осложняется при исполнении маневра «переставка». И действительно, тут становится очевидным, что во внештатные условия в нынешнем виде лучше не попадать — чисто подействовать на нештатную ситуацию рулевым колесом навряд ли получится. И действительно, уяснив это, опять едем на регулирующее оборудование.
Вариант 2
На первый взгляд, практически никаких нешуточных вмешательств в подвеску — попросту убраны бесполезные шайбы, препятствовавшие колесам занять «верное» расположение (стойки склонили в «плюс»), углы схождения и развала, выставлены в «ноль».
То, что тенденция ВАЗ-2114 поменялась, ощущаешь почти, что незамедлительно по рулевому колесу, ставшему жестким, а также превосходно информативным. Безусловно, физические старания выросли, но про них весьма быстро забываешь, испытав действительный характер автомобиля. Будто, невидимая рука сдерживает её на проезжей части дороги, принуждая ездить не только вразумительно, естественно, но и правильно. Неизвестно куда ушли неустойчивость, неотчетливые связи и траекторные рыскания — ВАЗ-2114 внезапно стала весьма комфортным в управлении машиной, над доводкой которой недаром потрудились в своё время профессионалы «Порше».
Различные маневры только усиливают наши начальные ощущения: в «переставке» ВАЗ, как говорится, поехал, просто и естественно обойдя прошлый вариант. Если честно, влезать в обнаруженный итог уже неохота — настолько он достаточный. Но обстоятельства тест-драйва обязывают.
Вариант 3
Не забывая о заводских «настройках», разрешаем «искалечить» развал, сделав его чрезмерно положительным. Увы, менять его без корректировки схождения неподходяще, в связи с этим делаем еще и положительное схождение.
Действительно, на первый взгляд перемены в действии автомобиля не так сильны. Вновь стал легче руль, появились ленивые ответы на входе в поворот, усилилось боковое покачивание кузова. Но практически никаких ужасающих ухудшений в характере — к аспектам приспосабливаешься довольно скоро. Тем не менее, стоит немного выйти за границы разрешенного и создать чрезвычайное положение, как «сплоченность» вмиг пропадает. С возникновением скольжений нежданно рано осложняется попадание в установленный коридор на «переставке» и автомобиль, представлявшийся покорным, внезапно сдается, еще до заветных границ. Да и действия в резких поворотах смотрится никак не наилучшим образом — господствуют мощнейшие проскальзывания передней оси.
Вариант 4
При таком варианте надо как раз припомнить личные пристрастия к автоспорту: «уголки»- то мы вкладываем подходящие. Везде все в «минус», за исключением уже заранее выбранного кастера. И ВАЗ-2114 будто заразившись азартом исследования, с первых мгновений общения жаждет выразить личное «я».
Казалось бы, вот он — резкий поворот, в который тридцать минут назад и в 80 км/ч было страшно въезжать. Но теперь, после последнего регулирования автомобиль позволяет входить в данный поворот и при 100-110 км/ч, будто подстегивая: «Давай еще, у меня есть такая возможность!» Теперь тяжело сдержаться от нескончаемых провокаций; когда обычный Жигуль внезапно поехал, будто приготовленный автогоночный конь, вызывая чувство восторга. Безусловно, снова стало очень значимым усилие на руль, но в другом — все на пять! Маневр «переставка» только свидетельствует этому.
Так спортивные или обычные?
Ответ, какие будем создавать углы явен — верные. Этими опытами мы лишь только немножко подняли завесу таинственности, укрывающую от стандартного автолюбителя намерение, а также смысл регулирования углов установки колес. В действительности, есть множество довольно примитивных и при этом крайне результативных технологий изменять характер авто, не прибегая к дорогим заменам деталей и узлов. Главное правило — не игнорировать второстепенные, как может показаться не обязательные, регулировки. Такие регулировки нередко становятся немаловажными.
Но какой же из вариантов применить? Считаю, для основной массы очень применимым окажется 2-ой. Он особенно логичен для ежедневной езды, к тому же, как с неполной, так и с абсолютно полной нагрузкой. Необходимо только принимать во внимание, что, повышая продольный угол стойки, вы не только лишь делаете лучше нрав автомобиля, но и увеличиваете регулирующее (возвратное) усилие на руле. Поэтому не переусердствуйте.
Последний «быстрый» вариант настройки более годится для автолюбителей, обожающих поимпровизировать с авто. Отдавая преимущество данным регулировкам, нужно принимать во внимание, что с ростом нагрузки значения углов развала и схождения будут, вообще то, расширяться и могут выйти за возможные границы.
Для справки:
Кастер — угол между осью поворота колеса и его вертикалью. Положительный — если ось отклонена обратно относительно линии хода автомобиля.
Развал — относительный наклон плоскости колеса к перпендикуляру плоскости проезжей части дороги. Если верх колеса автомобиля, наклонен во внутрь, то угол развала — отрицательный, а если верх колеса наружу — то развал положительный.
Схождение — угол между плоскостью, проходящей по центру шины колеса и продольной линией авто. Схождение называется отрицательным, если плоскости вращения колес имеют пересечение сзади автомобиля, и положительным, если они, наоборот, пересекаются где-то впереди.