Углы установки колёс

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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

Используется как понятие в нескольких случаях:

1. Как сленг, для обозначения технического термина - "регулировка подвески". Непосредственно регулировка подвески - это комплекс работ, который зависит от конструкции и конкретной модели транспортного средства.

Необходимость регулировки подвески (в частности, угла развала), может быть присуща транспортным средствам, начиная от одноосной арбы и до лунохода. Исторически арба считается первым транспортным средством ( в современной классификации - гужевым полуприцепом), где был применён "развал". Причём и как конструкционно-технологическая регулировка подвески, и как непосредственно один из видов (типов) регулировки подвески.

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев термин "регулировка подвески" связан с наземным транспортом, в частности - с автомобилями. Также это касается, например, и воздушного транспорта: ни один самолёт не может в штатном режиме безопасно совершить приземление без правильной регулировки подвески (в авиации - шасси).

Существуют некоторые отличия в применяемых на практике методах для технически правильной регулировки подвески. Эти методы подразделяются на: - жёстко конструкционные (выполняются на этапе конструирования изделия инженерными расчётами), - конструкционно-эксплуатационные (выполняются методом введения на достаточно продолжительное время элементов с различными физическими характеристиками - например разные по жёсткости пружины, аммортизаторы и прочее в различных модификациях изделия или автомобиля), - непосредственно эксплуатационные, к которым относятся диагностические, ремонтные и регулировочно-настроечные работы.


2. Как одна из регулировочно-настроечных работ или регулировка, связанная с приведением к номиналу одного из составляющих "сложного угла" между осью вращения контактирующего с поверхностью движения элемента подвески (теоретически это может быть и гусеница, а не только колесо, на практике известно применение экзотических вариантов в виде пустотелых баллонов) и опорной плоскостью, имитирующей мнимую ось и направление движения изделия (автомобиля). Именно в данном случае правильно говорить о тождественности понятий "развал" и "кастер".

Для всех колёс[править | править вики-текст]

Развал[править | править вики-текст]

Колесо с отрицательным углом развала

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.

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 — уменьшение передачи на руль их вибрации, возникающего вследствие наезда на мелкие неровности покрытия. Вместо того, чтобы передаваться через рулевую трапецию на руль, вибрация гасится за счёт упругости покрышек.

Также развал : - обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах, влияя, следовательно, на устойчивость и управляемость транспортного средства в целом; - влияет на интенсивность и характер износа протектора шин; - с точки зрения кинематики подвески развал, наряду с углом поперечного наклона оси поворота управляемого колеса, оказывает влияние на величину радиуса обката, но влияние его ощутимо меньше, чем второго упомянутого параметра.

В большинстве автомобилей, за исключением авто, оснащенных подвеской «Макферсона», 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. У таких автомобилей 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.

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 довольно сильно меняется при работе подвески. Поэтому 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, углы развала должны быть одинаковыми слева и справа, иначе автомобиль начинает «вести» в сторону при движении по прямой.

На автомобиле с независимой или полунезависимой подвеской развал меняется в значительных пределах при крене автомобиля или изменении загрузки. Возникающее в ходе движения автомобиля значение развала называется динамическим развалом колёс. На тяжёлых грузовиках «Татра» с подвеской на качающихся полуосях динамический развал задних колёс на незагруженном автомобиле настолько велик, что автомобиль едет, опираясь только на внешнюю часть покрышки. Даже в подвеске с двойными поперечными рычагами, весьма совершенной с точки зрения кинематики, как правило при максимальном ходе сжатия заданный изначально положительный статический развал сменяется динамическим отрицательным.

Схождение[править | править вики-текст]

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 ') или в миллиметрах. Схождение в миллиметрах  — это разница расстояния между задними кромками колёс и расстояния 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.

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 мм и более покрышка полностью сотрётся менее чем за 1000 км.

Динамическое изменение схождения на передних управляемых колёсах, возникающее при работе подвески, на практике не играет большой роли, поскольку легко компенсируется управляющим воздействием со стороны водителя.

На неуправляемых колёсах задней оси значение схождения может меняться при работе подвески, причём характер этого изменения тоже оказывает весьма существенное влияние на устойчивость и управляемость автомобиля. В независимой задней подвеске (а также и в зависимой, допускающей регулировку схождения) всегда выставляют небольшое положительное схождение, что улучшает устойчивость автомобиля к заносу, в то время, как даже небольшое «расхождение» колёс задней оси может привести к повышенной склонности к заносу (избыточная поворачиваемость) и, соответственно, ухудшению устойчивости и управляемости.

Излишне большое положительное значение схождения на задней оси, напротив, приводит к сильной недостаточной поворачивоемости (склонность к сносу передней оси), что также может негативно сказаться на управляемости, особенно на неровном покрытии.

Для управляемых колёс[править | править вики-текст]

Кастор (продольный угол наклона оси поворота колеса)[править | править вики-текст]

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, при положительном кастере сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Например, кастер 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 обычных автомобилях кастер имеет положительное значение (например 2,35 градуса у Mitsubishi Outlander XL). Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов больше, что делает ход автомобиля устойчивее, а также повышается стремление авто к прямолинейному движению. И наоборот, на цирковых велосипедах или на погрузчиках кастер часто равняется нулю, так как скорость перемещения сравнительно невелика, но при этом есть возможность повернуть по меньшему радиусу.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса[править | править вики-текст]

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.

При наличии угла поперечного наклона в момент отклонения колеса от "нейтрали" передняя часть автомобиля начинает приподниматься. При отпускании руля вследствие значительного веса передней части и под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению автомобиля прямо. Для осуществления самостабилизации необходимо наличие положительного плеча обката.

Изначально поперечный угол наклона оси поворота был применен для устранения таких недостатков подвески автомобиля, как положительный развал колес и положительное плечо обката.

Во многих современных автомобилях применяется подвеска типа "Мак-Ферсон". Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката, так как ось поворота колеса состоит из опоры одного единственного рычага, которую легко можно поместить внутрь колеса. Но и эта подвеска также не полностью совершенна, ведь из-за ее конструкции сделать угол наклона оси поворота 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. А так как 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 (менее важного) колеса практически исчезнет.

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

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