Угол развала и схождения колес: Сведем и развалим: Углы установки колес

на что влияют 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).

Развал

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.

Тяга развала

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).

Схождение колес

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.

Кастер

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.

Развал-схождение

Записаться на СТО

Углы установки колес автомобиля

Схождение колес

Угол между плоскостью вращения колеса и осевой линией автомобиля (индивидуальное схождение каждого из колес). Также суммарное схождение — это сумма углов схождения левого и правого колеса.

Правильно отрегулированный статический угол суммарного схождения приведет к расположению колес параллельно при движении. Неправильно отрегулированное суммарное схождение приведет к повышенному износу шин, сопротивлению движению (и как следствие увеличенному расходу топлива).

В случае если суммарное схождение отрегулировано верно, но индивидуальные схождения двух колес не равны при горизонтально установленном рулевом колесе, на современных автомобилях возможны проблемы со вспомогательными системами (при наличии датчика положения рулевого колеса). Также при прямолинейном движении на любом автомобиле руль будет стоять не по уровню.

Схождение является наиболее важным углом установки колес, т.к. при отклонении от нормы всего на 15′ срок службы шины может упасть в два-три раза, в то время как допуск на углы развала и кастера у большинства производителей составляют от 30′ до 1 градуса. Также схождение передних колес является единственным углом поддающимся штатной регулировке абсолютно у всех автомобилей. Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter как для передней, так и для задней осей.

Развал колес

Угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью.

Уменьшает (при правильной установке) нагрузку на элементы рулевого управления и подвески, смягчает удары от дорожного покрытия. Способствует поддержанию прямолинейного движения, и увеличению срока службы шин.

Неверный угол развала вызывает увод автомобиля от прямолинейного движения и увеличенный износ шин. В отличие от схождения, в случае значительного отклонения от нормы развала неравномерный износ резины будет заметен только к концу службы шины.

Большинство автомобилей имеют штатную регулировку угла развала передних колес.

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter как для передней, так и для задней осей.

Угол продольного наклона шкворня (поворотной оси) или кастер

Обеспечивает стабильность движения при повороте транспортного средства. Неправильно отрегулированный угол продольного наклона оси поворота приведет к увеличению сопротивления рулевого колеса, вибрациям и уводу автомобиля от прямолинейного движения.

Многие автомобили не поддерживают регулировку кастера штатными средствами (например автомобили группы VAG) в этом случае угол кастера может использоваться для диагностики элементов подвески и кузова на наличие возможных повреждений.

Поскольку ось поворота во многих конструкциях подвески нематериальна, на нее невозможно установить какой-либо датчик. Поэтому кастер вычисляется по изменению схождения и развала колес при повороте на определенный угол (10 или 20 градусов).

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter.

Угол поперечного наклона шкворня (поворотной оси)

Обеспечивает стабильность движения и используется для уменьшения нагрузки на элементы подвески и рулевого управления при ударах от дороги.

Неверно выставленный угол продольного наклона может привести к потере стабильности и недостаточной отдаче рулевого колеса.

Угол поперечного наклона не подлежит регулировке штатными методами и его значительное отклонение от нормы говорит о наличии повреждений подвески либо кузова автомобиля.

Измеряется тем же способом, что и кастер.

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter.

Смещение оси автомобиля

Смещение оси — расстояние между линиями проходящими через ось вращения колес и перпендикулярных осевой линии автомобиля.

Данный вспомогательный диагностический угол может быть использован для выявления неисправных элементов подвески или кузова.

В случае чрезмерного смещения, автомобиль теряет стабильность при движении и уменьшается отдача рулевого колеса.

Смещение передних колес измеряется всеми измерительными системами Hunter. Смещение задних колес измеряется всеми стендами использующими технологию 3D и только инфракрасными датчиками имеющими «замкнутый контур» (DSP708, DSP508, DSP308 или DSP258).

Расстояние от колесной арки до оси вращения колеса — Ride Height

Высота посадки используется как диагностическое средство для диагностики (пружин) подвески а также как требуемый параметр для определения углов установки колес в моделях автомобилей, где углы установки зависят от просадки пружин.

Стенды Hunter позволяют измерять высоту посадки несколькими способами.

Самый удобный способ — измерение с помощью дополнительного набора мишеней, устанавливаемых на крылья автомобилей. Функция поддерживается только 3D-стендами Hunter с премиум-консолью WA или 811.

Также высоту посадки можно измерить с помощью дополнительного инфракрасного пульта со встроенной электронной рулеткой 20-1885-1.

Также высота посадки у стендов Hunter традиционно измерялась инфракрасными датчиками DSP306/506 и DSP308/508 с помощью механического устройства (как показано на рисунке справа).

Доступно только для 811/WA консолей.

Максимальный угол поворота каждого из колес

Дополнительный диагностический угол позволяет провести диагностику элементов подвески и рулевой системы.

Позволяет выявить дефекты или неправильную установку релевого механизма, рулевых тяг и т.д.

Измеряется автоматически электронными поворотными пластинами или вручную по указателю на поворотных дисках (при наличии такого указателя).

Поддерживается всеми моделями компьютерных консолей Hunter (PA100 и WA100).

Углы симметрии

Данная функция позволяет быстро определить наличие повреждений кузова или элементов подвески.

Позволяет оценить шансы на приведение всех углов установки колес в норму и объяснить клиенту почему на его автомобиле после окончания регулировки остались «красные» значения.

Внимание!

Данная функция не предназначена для серъезной диагностики состояния кузова, а только для экспресс анализа состояния кузова и подвески. Для правильной профессиональной диагностики состояния кузова требуется использовать профильное оборудование проводящее измерение контрольных точек кузова, а не взаимного положения колес.

Измерение колесной базы и ширины колеи

Дополнительная опция для диагностики кузова.

Доступно только для компьютерных консолей WA100/WA300.

5.6: Развал и схождение — Виртуальная гоночная школа (VRS)

В статье 5.5 мы рассмотрели дорожный просвет, а в этой статье мы продолжим настройку подвески, а именно развала и схождения. Мы рассмотрим их вместе, так как их эффекты тесно связаны.

Щелкните для просмотра в полном разрешении

Развал
Развал — это вертикальный наклон шины. Нулевой развал означает, что шины стоят прямо, перпендикулярно дороге и параллельно друг другу. При положительном развале верхняя часть шин направлена ​​наружу автомобиля. При отрицательном развале верх шин направлен внутрь.

Схождение
Схождение — это угол поворота шин вокруг своей вертикальной оси, если смотреть на них сверху автомобиля. У вас нет схождения, если шины параллельны друг другу по направлению движения автомобиля. У вас есть схождение, когда шины направлены друг к другу, и схождение, когда они направлены в разные стороны.

Влияние развала колес на доступное сцепление с дорогой
Когда вы проходите поворот, сила поворота (более подробно обсуждается в 5.3) заставляет автомобиль катиться, а шина деформируется, поскольку она закручивается между автомобилем, который хочет идти в одном направлении, а след, который идет в другом направлении. Это называется боковым прогибом шины.

При нулевом развале нагрузка на шины равномерно распределяется по пятну контакта, когда вы стоите на месте или едете по прямой. Это увеличивает доступное сцепление при прямолинейном торможении и ускорении (при условии отсутствия увеличения развала). Прохождение поворотов с нулевым развалом приводит к тому, что одна сторона шины разгружается, а другая сторона воспринимает большую нагрузку. Это неравномерное распределение нагрузки и снижает общее доступное сцепление с шиной именно тогда, когда вам это нужно больше всего: на поворотах!

При отрицательном развале распределение силы вдоль пятна контакта несколько неравномерно при движении по прямой. Однако, когда в игру вступают угловые силы и прогиб каркаса, они могут свести на нет эффект отрицательного развала, выравнивая распределение нагрузки по пятну контакта. Это максимизирует доступное сцепление с внешними шинами (которые несут большую нагрузку) именно в тот момент, когда автомобиль ограничен доступным сцеплением. Именно по этой причине обычно на дорожных автомобилях используется отрицательный развал.

Компромиссы при использовании развала
Как всегда, ничего не бывает бесплатно. Хотя развал может помочь при прохождении поворотов, он вызывает дополнительный нагрев, еще большую деградацию шин и неравномерный износ шин. Вы также должны понимать, что вы обмениваете сцепление на прямой (торможение и ускорение) с сцеплением на поворотах. Это означает, что профиль гусеницы является определяющим фактором того, какой развал вы хотите использовать. В общем, на трассе, состоящей в основном из прямых и низкоскоростных поворотов, вы бы использовали более низкий развал; а на трассах с большим количеством поворотов или скоростных поворотов вы бы использовали больший развал. И, как всегда с треками со смешанным профилем, вам придется поэкспериментировать с разными настройками, чтобы увидеть, где вы можете выиграть больше времени; на прямых и низкоскоростных поворотах или высокоскоростных поворотах.

Развал и вертикальная жесткость
Вертикальная жесткость шины тесно связана с давлением в шине, как указано в 5.2. В основном это следует учитывать для шин с высокими боковинами. Наклон шины под углом может привести к небольшой деформации боковины. В результате получается более мягкая шина без изменения давления в шинах. На момент написания, это действительно то, что нужно учитывать только с двумя автомобилями в iRacing, Williams FW31 и McLaren MP4-30.

Влияние схождения и развала
Есть еще один эффект развала, о котором мы еще не упоминали. Если вы катите свободное колесо под углом, оно будет двигаться по эллиптической траектории, а не по прямой. Другими словами: наклонная шина хочет поворачивать. Сила, вызывающая этот эффект, называется тягой развала. Это приводит к немного большему трению, нагреву и износу, которые можно компенсировать регулировкой схождения. Вы также можете использовать регулировку схождения, чтобы получить более оптимальный угол скольжения передних шин. Таким образом, вы, как правило, немного разбегаетесь передними колесами.

Регулировка схождения задних шин также влияет на управляемость автомобиля. Схождение сзади создает недостаточную поворачиваемость, что может помочь с автомобилями, которые имеют избыточную поворачиваемость на выезде. Компромисс заключается в износе и нагреве задних шин. Схождение сзади, как правило, неправильно, так как вы, вероятно, получите больше избыточной поворачиваемости на выходе.

На ваше усмотрение

При сборке установки проверьте порядок давления в шинах, стабилизатора поперечной устойчивости, дорожного просвета и жесткости пружин. Если у вас есть такой набор, поэкспериментируйте с углами развала, чтобы найти оптимальный баланс между скоростью в поворотах и ​​на прямой. Используйте схождение передних шин, чтобы противодействовать давлению развала, и, возможно, схождение задних шин, чтобы оптимизировать управляемость.

Ваш путеводитель по развалу, кастеру и схождению

Независимо от того, садитесь ли вы за руль семейного седана или полноприводного автомобиля с большим дорожным просветом, правильное выравнивание имеет большое значение. Вы хотите иметь возможность пройти поворот, не пролив латте или энергетический напиток, и вы, конечно же, хотите иметь возможность ехать по прямой, не пробиваясь через каждую милю. Когда развал, кастер и схождение правильно согласованы со спецификациями вашего автомобиля, об этих настройках легко забыть. Но когда какой-либо из трех параметров не выровнен, вы заметите это по рулевому колесу, расходу топлива и износу шин.

Вот как развал, кастер и схождение помогают максимально эффективно использовать шины и экономить топливо, а также повышают безопасность и управляемость.

Развал влияет на износ шин

Наклон шины и колеса внутрь и наружу (если смотреть спереди автомобиля) называется развалом. Когда верхняя часть шины наклонена внутрь, это отрицательный развал. Положительный развал означает, что верхняя часть шины наклонена наружу. Каждый производитель устанавливает определенный развал для каждого автомобиля, который он производит, который может быть положительным, отрицательным или нулевым (0º). Когда развал находится под правильным углом, шина и колесо катятся прямо.

Как правило, развал играет ключевую роль при прохождении поворотов. Если развал выходит за пределы диапазона производителя, это может вызвать проблемы с управлением и чрезмерный износ шин, что будет стоить вам денег. Если в автомобиле предусмотрена регулировка развала задних колес, регулировка развала задних колес играет большую роль в обеспечении устойчивости на прямых и в поворотах.

Изображение: Hunter Engineering Company

Кастер влияет на управляемость

Вы когда-нибудь пробовали ездить на велосипеде без помощи рук? Тот факт, что вы смогли, означал, что у вашего велосипеда положительный кастер. Если бы кастер был нулевым (0º) или отрицательным, ездить таким образом было бы почти невозможно. То же самое можно сказать и о вашем автомобиле.

Современные автомобили имеют определенный положительный кастер, при этом ось рулевого управления наклонена назад к водителю. Хотя кастер не влияет на износ шин, как развал, он оказывает большое влияние на рулевое управление и управляемость.

Чем выше кастер, тем выше устойчивость транспортного средства на высоких скоростях.