Регулировка угла наклона колес. Развал, продольный и поперечный угол наклона оси поворота

Управляемость автомобиля — это его способность легко изменять направление движения при повороте рулевого колеса и удер­живать заданное направление движения.

Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо.

Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Для улучшения устойчивости автомобиля при его движении и облегчения управляемости конструктивно предусматриваются углы установки управляемых колес.

Рис. Углы установки управляемых колес:
γ – угол продольного наклона оси; α – угол развала; β – угол поперечного наклона оси; θв – внутренний угол поворота; θн – наружный угол поворота; А – расстояние между внутренними поверхностями передней части шин; В – расстояние между внутренними поверхностями задней части шин

Угол развала обеспечивает перпендикулярное расположение колес по отношению к поверхности дороги при движении автомобиля, а также передачу сил реакции дороги на внутренний подшипник, что разгружает наружный подшипник колеса меньшего размера, а значит, уменьшает толчки, передаваемые на рулевой механизм.

Угол развала может быть поло­жительным, когда верхняя часть колеса отклонена наружу относи­тельно кузова автомобиля, отрица­тельным, когда верхняя часть колеса отклонена внутрь, и нуле­вым, когда плоскость колеса сов­падает с вертикалью.

• повышенного износа протек­тора . Если угол развала имеет отклонение в положительную сторону, то износ отмечается на внешней стороне протектора, если в отри­цательную, изнашивается внут­ренняя сторона
• ухудшения управляемости автомобиля. При повышенной раз­нице углов развала левого и право­го колес, автомобиль уводит в левую либо в правую сторону при движе­нии на ровной дороге с отпущен­ным рулевым колесом. Увод автомобиля будет в ту сторону, где находится колесо, угол развала которого имеет более положитель­ное значение. Как правило, разница углов развала левого и право­го колес у большинства автомоби­лей ограничивается значением 0°30′ (минут)
• повышенного потребления топлива
• ускоренного износа элементов подвески в связи с возрастанием действующих на них нагрузок

Все вышесказанное относится как к передним, так и к задним колесам автомобиля.

При диагностировании геометрии подвески углы развала колес прове­ряются всегда, на автомобилях всех марок, а регулировке подлежат лишь в тех случаях, когда это предусмотрено конструк­цией.

Значение угла развала передних колес для различных автомобилей варьируется от -2° до 2…4°. Задние колеса, как правило, имеют более значительные углы развала. На автомобилях BMW, например, задние колеса имеют угол развала более -3°.

Угол схождения колес (разность расстояний между внутренними поверхностями задней и передней частей шин переднего либо заднего моста (Б – А)) необходим для того, чтобы обеспечить параллельное качение колес, так как при движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5-1,0″ от вертикальной плоскости автомобиля, что приводит к качению колес по расходящимся дугам. Кроме того, угол схождения предохраняет колеса от проскальзывания при наличии люфта в сочленениях рулевых тяг, подшипниках колес.

Схождение колес может измеряться не только в линейных (мм), но и в угловых величинах (градусах), причем в последнее время измерение в угловых величинах предпочтительнее.

Общее схождение может быть положительным, когда расстояние А меньше, чем Б, отри­цательным, когда расстояние А больше, чем Б, и нулевым, когда А равно Б. Помимо общего схожде­ния различают индивидуальное схождение для каждого колеса, определяемое как угол между плоскостью колеса и осью симметрии в плане.

Неправильная установка углов развала колес может являться следствием:

• ускоренного износа протектора шины. Если схождение больше норм – излишне положительное, то износ отмечается на наружной части протектора на обоих колесах, если схождение излишне отрицательное, то износ происходит на обоих колесах на внутренней части протектора
• повышенный из-за увеличения сопротивления движению

Схождение колес измеряется всегда и регулируется на всех мар­ках автомобилей изменением длины рулевых тяг.

Колеса переднеприводных авто­мобилей обычно имеют небольшое схождение, как положительное, так и отрицательное (порядка ± 2 мм). На заднеприводных, как правило, только положительное при величине не более 5мм.

Угол поперечного наклона оси определяется углом, образуемым осью подвески с вертикальной плоскостью. Такой наклон совместно с углом развала уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси подвески с дорогой и точкой центра контакта шины, что уменьшает плечо момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, а значит, облегчает управление автомобилем.

При поперечном наклоне шкворня (оси поворота управляемых колес) повернуть колесо вместе с цап­фой всегда труднее, чем вернуть его в исходное положение – движе­ние по прямой. Это объясняется тем, что при повороте колеса вместе с цапфой передняя часть автомобиля приподни­мается на величину б (водитель прила­гает сравнительно большое усилие к рулевому колесу).

Как правило, этот угол является положительным и достаточно большим (от +5°до +20°) и в эксплуатации не регулируется.

Угол продольного наклона оси служит для стабилизации управляемых колес моментом, возникающим за счет плеча (расстояние от оси подвески до центра контакта шины) боковой силы.

Благодаря продольному наклону шкворня колесо устанавливается так, что его точка опоры по отношению к оси поворота (оси шкворня) отнесена назад на некоторую величину и колесо всегда стремится занять исходное положение, т. е. положение автомобиля при движении по пря­мой. При этом колесо находится сзади подвески и тянется за ней, это стабилизирует прямолинейный ход колеса с избегание угловых колебаний его. При движении задним ходом появляется противоположный эффект – колесо толкается подвеской, поэтому рулевое колесо удерживается труднее.

Продольный угол наклона оси поворота может быть положитель­ным, когда ось поворота наклонена в сторону водителя, отрицатель­ным, когда она наклонена от води­теля, и нулевым, когда ось пово­рота совпадает с вертикалью.

Слишком большие углы накло­на оси поворота приводят к резко­му возрастанию усилий, прикладываемых к рулевому коле­су при выполнении поворотов.

Неотрегулированность про­дольных углов наклона оси пово­рота приводит главным образом к неустойчивому движению авто­мобиля. Траектория движения ав­томобиля отклоняется в сторону того колеса, у которого ось пово­рота наклонена больше. На боль­шинстве автомобилей разница продольных углов наклона оси поворота левого и правого колес не должна превышать 0°30′.

Углы продольного наклона осей поворота колес подлежат проверке. Возможность регулировки предусмо­трена далеко не на всех автомобилях.

Оси поворота колес передне­приводных автомобилей имеют неболь­шие, обычно положительные углы продольного наклона (порядка +2°…+3°). У заднеприводных автомобилей диапазон изменения этого параметра намного больше (от +2° до +14°).

Разность внутреннего и наружного углов поворота необходима для исключения проскальзывания колес при их повороте.

При заходе автомобиля в поворот про­исходит постепенное перерастание схождения колес в расхождение благодаря специ­альной конструкции тяг управления колесом. Колесо внутреннего радиуса поворачивается сильнее, чем наружное, что автоматически усиливает изменение на­правления и облегчает усилие на руль. Это также необходимо и потому, что на пово­роте внутренние колеса имеют меньший радиус поворота, чем наружные.

При возвращении управляемых ко­лес в положение, соответствующее дви­жению по прямой, масса автомобиля помогает поворачиванию колес и води­тель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.

Шины с небольшим внутренним дав­лением воздуха также имеют стабили­зирующие свойства, поэтому утлы на­клона шкворней в легковых автомоби­лях меньше или совсем отсутствуют. Однако на автомобилях, где давле­ние воздуха в шинах невелико, возни­кает боковой увод под действием попе­речной силы, вызывающей боковой прогиб шины, при этом колеса смеща­ются в сторону.

Рис. Схема бокового увода колес

Оба колеса передней оси имеют оди­наковый угол увода. При уводе колес радиус поворота увеличивается. При уводе колес задней оси радиус поворота уменьшается. Особенно это заметно, если угол увода задних колес больше, чем передних - стабильность движе­ния нарушается, автомобиль начинает «рыскать», и водителю все время приходится подправлять направление дви­жения. Для уменьшения влияния увода на управляемость автомобиля давле­ние воздуха в шинах передних колес должно быть несколько меньше, чем в задних. Увод колес будет тем боль­ше, чем больше будет боковая сила, действующая на автомобиль (например, на крутом повороте, где возникает большая центробежная сила.

Управляемость автомобиля зависит и от состояния рулевого управления. Во время движения водитель постоянно пользуется рулевым колесом, не выпуская его из рук. Если рулевое колесо необходимо по­ворачивать с большим усилием, водитель быстрее устает, переставая реагировать на небольшие отклонения автомобиля, срезает углы по-, ворота и этим создает угрозу для безопасности движения. При наруше­нии регулировки подшипников ступиц передних колес, большом люфте в сочленениях рулевого механизма и рулевого привода, неправильной установке передних колес (схождение и развал) или шинах несоответствующего размера также значительно ухудшается управляемость ав­томобиля.

Движение автомобиля связано с выполнением различных манев­ров. Во время поворотов на автомобиль действует центробежная си­ла, при этом нарушается устойчивость автомобиля и водитель затра­чивает значительно больше усилий, чем при движении по прямой. Чем длиннее автомобиль и чем круче повороты, тем больше должна быть ширина поезда.

Благодаря наличию рулевой трапеции передние колеса поворачи­ваются на неодинаковый угол и катятся без проскальзывания. Если полагать, что задние колеса катятся по следу передних, то радиусом поворота считают расстояние от центра поворота до середины задней оси. Наружным радиусом считается расстояние от центра поворота до крайней передней точки автомобиля, а внутренним радиусом - рас­стояние от центра поворота до ближайшей точки автомобиля у задней оси.

Минимальная величина радиуса поворота зависит от максимального угла поворота передних колес, который не у всех автомобилей одина­ков, а у легковых больше, чем у грузовых.

Для автомобилей с прицепами ширина проезда на повороте должна быть еще больше. В этом случае внутренний радиус поворота опреде­ляется по ближайшей точке до центра поворота у задней оси последнего прицепа.

Во время движения на по­вороте возникает центробежная сила, приложенная в центре тяжести автомобиля. Эта сила направлена по радиусу от цент­ра поворота (рис. 201); ее можно разложить на две составляющие, одна из которых (А) направлена вдоль оси автомобиля, а другая (Б)-в поперечном направлении, стремящаяся опрокинуть авто­мобиль или вызвать его занос.

Рис. Разложение центробежной силы на повороте

Поперечную составляющую центробежной силы определяют по формуле

C = Gv2/gR
где С - поперечная составляющая, приложенная к центру тяжести автомобиля, кгс; G - масса автомобиля, кг; v - скорость дви­жения автомобиля, м/с; R - радиус поворота (до середины задней оси), м; g - ускорение свободно падающего тела, м/с2.

Из приведенной зависимости видно, что чем больше масса и ско­рость движения и меньше радиус поворота, тем больше будет попереч­ная составляющая центробежной силы и хуже устойчивость автомо­биля на повороте. Наибольшее влияние на величину центробежной силы и ее поперечную составляющую оказывает скорость движения, так как в приведенной зависимости она берется в квадрате. Если ско­рость движения увеличить в 2 раза, то поперечная составляющая цент­робежной силы увеличится в 4 раза. Чтобы уменьшить центробежную силу на повороте, водитель должен снизить скорость движения.

Занос — это боковое скольжение задних колес при продол­жающемся поступательном движении автомобиля вперед. Иногда занос может привести к повороту автомобиля вокруг своей вертикаль­ной оси. Если резко повернуть управляемые колеса, то может оказать­ся, что инерционные силы станут больше, чем сила сцепления колес с дорогой, а автомобиль занесет, особенно это часто случается на сколь­зких дорогах.

При неодинаковых тяговых силах, приложенных на колеса правой и левой сторон, возникает поворачивающий момент, приводящий к за­носу. Непосредственной причиной заноса при торможении являются неодинаковые тормозные силы на колесах одной оси, неодинаковое сцепление колес правой и левой стороны с дорогой или неправильное размещение груза относительно продольной оси автомобиля. Причиной заноса автомобиля на повороте может быть также торможение его, так как при этом к поперечной силе добавляется продольная сила и их результирующая может превысить силу сцепления, препятствующую заносу.

Рис. Схема заноса автомобиля на повороте

Чтобы приостановить начавшийся занос автомобиля, необходимо сразу же прекратить торможение и, не выключая сцепление, повер­нуть колеса в сторону заноса. После прекращения заноса нужно вы­ровнять колеса, чтобы он не начался в другом направлении.

Чаще всего занос получается при резком торможении на мокрой или обледенелой дороге; особенно быстро наступает занос на большой ско­рости, поэтому на скользкой или обледенелой дороге и на поворотах нужно уменьшать скорость, не приме­няя торможение. Кроме заноса, при определенных условиях может воз­никнуть опрокидывание автомобиля.

Угол продольного наклона (кастер) - угол между осью поворота колеса и вертикалью на виде сбоку. Считается положительным, если ось наклонена назад относительно направления движения.

Развал - наклон плоскости колеса к перпендикуляру, восстановленному к плоскости дороги. Если верхняя часть колеса наклонена наружу автомобиля, то угол развала положительный, а если внутрь - то отрицательный.

Схождение - угол между продольной осью автомобиля и плоскостью, проходящей через центр шины управляемого колеса. Схождение считается положительным, если плоскости вращения колес пересекаются перед автомобилем, и отрицательным, если они, наоборот, пересекаются где-то сзади.

Ниже приведены эксперимены, позволяющие уяснить, как влияют регулировки колес на поведение автомобиля.
Для тестов выбран «Самара» ВАЗ-2114 - большинство современных иномарок не обременяет владельца диапазоном и выбором регулировок. Там все параметры заложены заводом-изготовителем и повлиять на них без конструктивных переделок достаточно сложно.
У нового автомобиля - неожиданно легкий руль и невнятное поведение на дороге. Углы схода-развала находятся в поле допуска, за исключением продольного угла наклона оси поворота левого колеса (кастера). Применительно к передней подвеске отечественного переднеприводного автомобиля установка углов всегда начинается с регулировки кастера. Именно этот параметр, с одной стороны, служит определяющим для остальных, а с другой - в меньшей степени сказывается на износе шин и прочих нюансах, связанных с качением автомобиля. Более того, данная операция наиболее трудоемка - думается, именно поэтому о ней «забывают» на заводе. Только потом, разобравшись с продольными углами, грамотный мастер начинает регулировать развал, а затем и схождение колес.

Вариант 1

Мастер максимально сдвигает углы продольного наклона стоек, уведя их в «минус». Мы как бы сдвигаем передние колеса назад, к брызговикам колесных ниш. Ситуация, довольно часто встречающаяся на старых и сильно «уезженных» машинах либо после установки проставок, поднимающих заднюю часть автомобиля. Результат: легкий руль, быстрые отклики на его малейшие отклонения. Однако «Самара» стала излишне нервной и вертлявой, что особенно заметно при скорости после 80-90 км/ч и выше. У автомобиля нестабильны отклики при входе в поворот (необязательно быстрый), норовит рискнуть в сторону, требуя от водителя постоянного подруливания. Ситуация осложняется при выполнении маневра «переставка».

Вариант 2

"Правильное" положение стоек (наклонены в «плюс»), выставлены в «ноль» и углы схождения и развала. Рулевое колесо стало упругим и информативным, и немного более "тяжелым". Автомобиль едет четко, понятно и правильно. Исчезли вертлявость, невнятные взаимосвязи и траекторные рыскания. На «переставке» ВАЗ легко опередил предыдущий вариант.

Вариант 3

Излишне "положительный" развал. Изменять его без коррекции схождения нежелательно, посему вводится еще и положительное схождение.
Опять "полегчал" руль, стали ленивее отклики на входе в поворот, увеличилась боковая раскачка кузова. Но катастрофических ухудшений в характере нет. Однако при моделировании экстремальной ситуации "чувство руля" теряется. С появлением скольжений неожиданно рано осложняется попадание в заданный коридор на "переставке" и машина начинает скользить слишком рано. В быстрых поворотах доминируют сильнейшие проскальзывания передней оси.

Вариант 4

Вариант со спортивными амбициями: всё в "минус"», за исключением кастера. Автомобиль с такими настройками повороты проходит увереннее и быстрее, как и маневр "переставка". Отсюда и лучший результат.

Итак, есть масса простых и весьма эффективных способов менять характер автомобиля, не прибегая к дорогостоящим заменам узлов и деталей. Главное, не пренебрегать регулировками - зачастую они оказываются очень важными.
Какому из вариантов отдать предпочтение? Для большинства приемлемым окажется второй. Он наиболее логичен для повседневной езды, причем как с частичной, так и с полной нагрузкой. Надо лишь учитывать, что, увеличивая продольный наклон стойки, вы не только улучшаете поведение машины, но и повышаете стабилизирующее (возвратное) усилие на руле.
Последний, наиболее «быстрый» вариант настройки больше подходит околоспортивной публике, любящей поимпровизировать с автомобилем. Отдавая предпочтение данным регулировкам, надо учитывать, что с увеличением нагрузки значения углов схождения и развала будут возрастать и могут выйти за допустимые рамки.

Ниже приведена некоторая полезная информацию о различных терминах и углах установки колес, и что они из себя представляют.

Углы, определяющие расположение элементов подвески на передней оси автомобиля:

• Схождение колес (Toe)
• Развал (Camber)
• Продольный наклон оси поворота (Caster)
• Поперечный наклон оси поворота (King pin)
• Смещение оси (Set-back)
• Прилежащий угол

Углы, определяющие расположение элементов подвески на задней оси автомобиля:

• Схождение колес (Toe)
• Наклон или развал колеса (Camber)
• Смещение оси (Set-back)
• Линия (угол) движения (Thrust line)

Схождение и отрицательное схождение, как правило, являются наиболее понятным термином. При измерении схождения мы смотрим на то, как параллельны колеса по отношению друг к другу, при взгляде сверху.

Если колеса стоят ближе друг к другу спереди, то схождение положительно (+). Если колеса стоят ближе друг к другу сзади, то схождение отрицательное (-). Причина, почему мы имеем схождение или расхождение в том, что взаимное положение между колесами автомобиля в стационарном положении и в движении различно, из-за деформаций в подвеске и выбора люфтов при движении автомобиля. Как правило, для заднего привода схождение передних колес устанавливается с небольшим положительным схождением. Передне и полноприводные автомобили, как правило, имеют некоторое отрицательное схождение в следствии того, что передние колеса являются тяговыми, и люфты при движении автомобиля выбираются во внутрь (то есть в +).

Неправильное схождение может привести к следующим последствиям:

• Износ по внешнему краю покрышки - причина: избыточное схождение
• Износ внутренней поверхности шины -:избыточное отрицательное схождение
• "Шашечный износ" протектора шины, или так называемые "перья".
• Неправильное положение рулевого колеса
• "Плохой" возврат руля при выходе из поворота
• Повышенный расход топлива из-за трения шин

Возможные причины неправильной регулировки схождения:

• Неправильная регулировка
• Неправильные данные, используемые при проведении регулировки
• Неправильный клиренс
• Деформации элементов рулевого управления
• Неправильная калибровка регулировочного оборудования

Примечание: Схождение - -это всегда последний корректирующийся угол.

Отрицательное схождение при повороте автомобиля.

Когда автомобиль поворачивает, колесо на внутренней стороне поворота имеет больший угол поворота (меньший радиус поворота) , чем колесо с внешней стороны. Если колеса в повороте имеют один и тот же угол, они попытаются сходиться. Это могло бы вызвать чрезмерный износ шин и ухудшение управляемости из-за недостаточной поворачиваемости. Конструктивно заложено, что внутреннее колесо имеет больший угол поворота, что приведет к улучшению управляемости и уменьшает износ шин.

Избыточное положительное схождение может привести к следующим последствиям:

• Чрезмерный износ шин: "оперение"
• Визг шин на поворотах, даже на низких скоростях
• Низкая реакция на руль, т.е. недостаточная поворачиваемость

Возможные причины избыточного положительного схождения:

• Неправильно отрегулировано схождение
• Неверный наклон рулевых тяг
• Деформация рулевых тяг
• Неправильный клиренс

Развал

• Развал положительный (+), когда колесо наклонено верхней частью вне автомобиля
• Развал отрицательный (-),когда колесо наклонено верхней частью внутрь автомобиля
• Нулевой развал, когда колесо вертикально

Развал регулируется для передних и задних колес автомобиля.

Развал необходим для равномерного распределения нагрузки автомобиля по всему пятну контакта шины в точке контакта, чтобы свести к минимуму износ шин. Развал возможно также использовать, чтобы изменить управляемость автомобиля, иногда за счет износа шин. Отрицательный развал может улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, обеспечивая хороший контакт шины с дорогой при прохождении поворотов.

Неправильный развал может вызвать уводы, а также чрезмерный износ шин. Как правило, разница развала на одной оси (кросс) должна быть не более 30" (в минутах).

Неправильный развал может привести к следующим последствиям:

• Износ внутренней поверхности шин:- чрезмерный отрицательный развал
• Износ на внешнем краю покрышки:- чрезмерный положительный развал
• Тянет в одну сторону
• Чрезмерный износ подшипника колеса (из за неравномерной нагрузки)
• Неудовлетворительная управляемость автомобиля

Возможные причины неправильного развала:

• Деформация элементов подвески
• Неправильная регулировка
• Неправильный клиренс

Продольный наклон шкворня (или оси поворота) (CASTER) - угол между вертикалью и проекцией линии, проходящей через центры шаровых опор, на плоскость, параллельную продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения.

Иначе кастер - это продольный наклон плоскости качания колеса и может быть просто описан как, наклон вперед или назад Макферсон если смотреть на автомобиль сбоку. Положительный кастор (+), - это когда верхняя опора стойки смещена назад. и чаще используется на современных автомобилях.

Отрицательный кастер - это когда верхняя опора стойки смещена вперед. Положительные кастер обеспечивает лучшую курсовую устойчивость и стабилизацию, чем негативный кастер. Если вы посмотрите на передние колесо и вилку велосипеда, вы увидите, что они образуют положительный кастер, и именно это позволяет ехать на велосипеде не прикасаясь к рулю. Чем больше положительный угол продольного наклона, тем тяжелее руль.

Поскольку в большинстве своем современные автомобили способны развивать высокие скорости, положительный угол продольного наклона необходим для обеспечения высокой стабильности при движении. Электрогидравлическое рулевое управление призвано для преодоления тяжелого руля. Как правило, кастор на левой и правой стороне транспортного средства не должен различаться более чем на 30" (в минутах), в противном случае автомобиль может тянуть в одну сторону. Автомобиль будет тянуть в сторону с наименьшим углом.

Неправильный кастер может привести к следующим последствиям:

• Тяжелое рулевое управление - чрезмерный положительный кастер
• Чрезмерная чувствительность к восприятию дорожных неровностей на руле - избыточный положительный кастер
• Колебание (биение) руля - : чрезмерный отрицательный кастер усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора
• Отсутствие самостабилизации руля - : чрезмерный отрицательный кастер разные визг шин на поворотах.

Возможные причины неправильного castеr:

• Верхняя опора -Макферсон установлена вперед или назад
• Продольный рычаг подвески или его крепление перемещается вперед или назад
• Автомобиль не установлен на ровной поверхности при регулировке
• Неправильный наклон автомобиля
• Колеса не блокируются во время регулировки
• Неправильная регулировка (если регулируется)

Поперечный наклон оси поворота (King pin) (угол наклона оси поворота (НОП))

(на рисунке β) - это угол наклона оси поворота (шкворня) колеса (a-b) в поперечной плоскости при виде спереди. Задается конструкцией поворотного кулака (на рисунке зеленый) и не регулируется.

Прилежащий угол (на рисунке α + β) - суммарный угол развала и поперечного наклона шкворня.

НОП, на некоторых конструкциях поддается регулировке..НОП -это угол, который образуется между вертикалью и осью Макферсон всегда наклоненной внутрь если смотреть на автомобиль спереди Как правило этот угол задан производителем и не регулируем.. Тем не менее, некоторые производители используют изменение угла НОП на благо регулирования развала. НОП- всегда положителен. НОП вместе с развалом служит для снижения восприятия ударов от дороги и снижения влияния неравномерности тормозных сил на рулевой механизм. Дорожные удары и неравномерное торможение будут вызывать реакцию на рулевом колесе за счет возникающего момента на плече А-В, что делает автомобиль нестабильным и вызывает сильную реакцию на руле.. Чрезмерные значения угла НОП может загрузить компоненты, такие как шаровые шарниры. НОП также помогает самоцентрированию рулевого управления.

Неправильный НОП может привести к следующему:

• Чрезмерной обратной связи с дорогой
• Уменьшить самостабилизацию рулевого управления
• Чрезмерному износу элементов подвески
• Неправильному развалу
• Нарушению прямолинейности движения на неровностях

Плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги.

Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс.

Проще говоря, при плече отличном от нулевого колесо начинает действовать как рычаг воздействуя на элементы подвески и рулевого управления, возникает дополнительный момент, который необходимо компенсировать рулем.

При положительном плече обката случайное повышение силы сопротивления одного из колес способно вызвать поворот руля в эту же сторону и нарушить курсовую устойчивость автомобиля.

При положительном значении усилие на руле при повороте колес на месте меньше. (колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте), зато при переезде кочек будут заметны рывки.

Изменяя диаметр колеса не забудьте изменить вылет диска, чтобы привести плечо обката в нужные вам значения.

Линия осевого давления (THRUST LINE) - линию осевого давления (направление тяги) можно упрощенно понимать, как перпендикуляр к задней оси. Это несколько упрощённое понятие, так как не принимаются во внимание углы установки самих задних колёс.

Угол осевого давления или угол движения - это угол между осью симметрии автомобиля и направлением тяги.

Направление усилия на заднюю ось, называемое осевой нагрузкой, определяется схождением задних колес. Линия осевого давления определяется разницей между продольной осью симметрии автомобиля и осевыми нагрузками.

Если угол осевого давления не равен «0», то передние колеса стремятся поворачиваться в одинаковом направлении, как и задние колеса, стремясь выправить траекторию движения автомобиля в прямую линию. Как следствие, кузов будет направляться под углом к направлению движения.

Угол осевой нагрузки отрицателен, когда осевая нагрузка направлена влево к водителю, и положителен - при направлении вправо от водителя.

Угол движения должен быть равен «0» для автомобилей с правильно отрегулированными углами установки задних колёс. Угол движения (более 20") может также говорить о нарушении геометрии кузова. На большем числе современных транспортных средств можно регулировать заднее схождение, а иногда и развал. Если заднее схождение на транспортном средстве является ошибочным, оно будет иметь влияние на управляемость автомобиля. Для движения по прямой водителю придется подруливать, компенсируя увод. Неправильное заднее схождение или несимметричное заднее схождение может негативно повлиять на угол разворота заднего моста (угол тяги автомобиля) ,trust angle.

Неправильный угол тяги может привести к следующим последствиям:

• Неправильное выравнивание руля
• Чрезмерный износ задних покрышек, "оперение"
• Рыскание
• Недостаточной или избыточной поворачиваемости
• Движение с перекосом

Возможные причины угла разворота заднего моста (неправильного угла тяги):

• Заднее схождение неверно отрегулировано, нет симметрии по сторонам
• Задняя подвеска погнута или повреждена
• Задний подрамник неправильно выровнен
• корпус автомобиля неправильно выровнен
• Крепления задней подвески изношены.

Клиренс - высота дорожного просвета.

Рекомендуется перед посещением сход-развала убедиться, что давление в шинах соответствует норме, износ протектора на левом и правом колесах примерно одинаков, отсутствует люфт в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы. На автомобилях с регулируемым дорожным просветом проверить регулировку.

Смещение оси (SET-BACK) - это угол, образованный линией, перпендикулярной продольной линии симметрии автомобиля и линии, проходящей через (переднюю или заднюю) ось, соединяющую центры колёс. Например, на передней оси оно возникает при неверной регулировке продольного угла наклона оси колёс (Caster-а).

Смещение оси положительно, когда правое колесо впереди (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Оно отрицательно, когда правое колесо позади (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Смещение заднего моста вы могли наблюдать на "Волгах", машина едет как бы боком (кстати на "Волге" это происходит когда ослабевает одна стремянка и мост одной стороной перемещается по рессоре вперед или назад).

Как правило, эта ситуация не вызовет проблем, влияющих на управление до тех пор, пока это не станет значительно.

В идеале колеса должны стоять строго перпендикулярно по отношению к дороге. В этом случае обеспечивается максимальная устойчивость и минимальное сопротивление движению. Износ шин и расход топлива также минимизирован. Но, как мы знаем, идеал недостижим. Положение колес меняется при изменении нагрузки, дорожных условий и при поворотах. Поэтому конструкторы закладывают в автомобиль до двух десятков различных параметров, которые определяют оптимальную установку колес при различных условиях движения. Из этих параметров большинство задаются как постоянные величины, некоторые же подлежат регулировке в ходе эксплуатации. Вот это и есть общеизвестные «сход-развал» и менее известный кастер. А в современных иномарках регулируется и вовсе только один параметр – схождение колес. Но у этого, казалось бы, положительного обстоятельства есть и обратная сторона. Если, например, в результате удара слегка нарушилась геометрия ходовой части или кузова, то положение колес на «обычной» машине можно выровнять, «играя» регулировками углов. Если же регулируется только схождение, приходится заменять пострадавшие (и совсем недешевые) детали.

«Угловая» теория

Угол продольного наклона оси поворота (кастер (Caster)) (рис. 1) — угол между вертикалью и линией, проходящей через центры поворота шаровой опоры и подшипника опоры телескопической стойки, в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации управляемых колес, т. е. позволяет ехать машине прямо с отпущенным рулем. Чтобы наглядно представить себе, что такое кастер, вспомните велосипед или мотоцикл. Их рулевая колонка отклонена назад. Из-за этого в движении колесо постоянно стремится занять прямое положение. Именно благодаря кастеру при отпущенном руле автомобиль едет прямо, а при выходе из поворота автоматически возвращает колеса в исходное положение. Если угол наклона уменьшить, автомобилем становится сложнее управлять, приходится постоянно подруливать, что утомительно для водителя, да и шины быстрее изнашиваются. Если же кастер увеличить, машина будет ехать по дороге, как танк, но вращение руля превратится в занятие в тренажерном зале. Сказанное в большей степени относится к заднеприводным автомобилям. В переднеприводных небольшое положительное значение кастера устанавливают для стабилизации колес при движении накатом, торможении или при возникновении внезапных боковых нагрузок (ветер). Признаки отклонения величины угла от нормы: увод автомобиля в сторону при движении, разные усилия на рулевом колесе в левых и правых поворотах.

Угол развала колеса (рис. 2) — угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Если говорить упрощенно, то, как бы при езде или изменении нагрузки не наклонялись рычаги и стойки, положение колеса относительно дороги должно оставаться в заданных пределах. Если верхняя часть колеса отклонена наружу, развал считается положительным, если колесо наклонено вовнутрь – развал отрицательный. При отклонении от нормы развала колес автомобиль самопроизвольно уводит в сторону, а протектор шин изнашивается неравномерно.

Схождение колес (рис. 3) — угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью автомобиля. Схождение колес способствует правильному положению управляемых колес при различных скоростях движения и углах поворота автомобиля. При увеличенном схождении передних колес сильно пилообразно изнашивается наружная часть протектора, а при отрицательном угле такому же износу подвергается внутренняя. При этом шины начиняют визжать в поворотах, управляемость машины нарушается (автомобиль «рыскает» по дороге) возрастает расход топлива вследствие большого сопротивления качению передних колес. Соответственно уменьшается выбег автомобиля. Схождение и развал – это взаимозависимые величины.

Помимо перечисленных углов существуют углы появление которых нежелательно: углы движения и смещения одной или нескольких осей. При их наличии необходим ремонт подвески или кузова автомобиля.

а – сдвиг колёс (дефект возникает в эксплуатации из-за деформации элементов подвески

• б — отклонение линии тяги автомобиля (причина – эксплуатационная);
• в – обратное (отрицательное) схождение в повороте (измеряется как разность углов поворота внутреннего и внешнего колёс, измеренных относительно продольной оси; при нарушении возникает проскальзывание одного из управляемых колёс, что снижает устойчивость при прохождении поворота).

Когда регулировать и нужно ли регулировать

В ходе эксплуатации происходит естественный износ деталей подвески. В результате углы установки колес нарушаются. Поэтому периодически, как предписано в мануале, нужно проводить их контроль и, при необходимости, регулировку. Во «внеплановой» регулировке автомобиль нуждается чаще всего после наезда на препятствия или ямы, а также после аварий, в которых пострадал кузов. Если после такого случая поведение машины изменилось (начало «тянуть» в сторону или ее постоянно приходится «ловить» рулем на прямой, руль при движении прямо находится не в среднем положении, при выходе из поворота руль сам не возвращается в среднее положение, шины изнашиваются неравномерно и визжат в поворотах), то следует не задерживаясь ехать на СТО. И третий повод заехать к «развальщикам» — после замены деталей подвески и рулевого управления, которые влияют на положение колес.

Если же ни один из вышеописанных вариантов не произошел, а симптомы «неправильных углов» проявляются — не торопитесь и проанализируйте ситуацию. Что предшествовало изменению характера езды? Если, например, были установлены другие колеса, то вибрации и неравномерный износ протектора может быть вызван их разбалансированностью. Трясет машину и при недостаточной затяжке колесных болтов. Дефектные, разноразмерные, с разным рисунком протектора и разнонакачанные шины также приведут к аномальному поведению автомобиля. Увод машины в сторону может быть следствием подтормаживания одного из колес из-за неисправности тормозного механизма. А неисправные амортизаторы провоцируют неустойчивое поведение на дороге. Тяжело стал вращаться руль? Возможно, что виноват гидроусилитель. Уменьшился выбег? Причиной могут быть ступичные подшипники.

Где делать и на чем делать

Первое правило – ищите толкового добросовестного мастера, а не «навороченный» стенд. Второе – выбирайте сервис исходя из своих потребностей. Если, например, машина исправна и вы только хотите проверить и отрегулировать схождение, для этого не нужен 3D-стенд. Хороший специалист справится с помощью подъемника и измерительной штанги. При том же результате разница в цене будет весьма ощутимой. А вот если нужна тщательная проверка всей «геометрии», здесь без соответствующего оборудования не обойтись. Стенды для контроля и регулировки углов установки колес можно разделить на две большие группы: оптические и компьютерные.

Оптические стенды бывают лучевые и лазерные. В лучевых источником света является лампа накаливания. Два таких источника (коллиматора) крепятся к колесам, а спереди и сбоку автомобиля размещаются измерительные экраны (мишени), на которые и проецируется луч света. При регулировке схождения лучи направляются на располагаемую перед машиной измерительную штангу. Лазерные стенды более точные, а работать на них проще. По бокам ямы или подъемника устанавливаются измерительные экраны. В их центрах сделаны отверстия, через которые строго навстречу друг другу направляются лазерные лучи. На колеса автомобиля крепятся зеркала, от которых лучи отражаются на экраны. К достоинствам оптических стендов можно отнести простоту и проистекающую из нее надежность. Отличаются они и низкой ценой. А вот недостатки гораздо существеннее – сравнительно низкая точность, возможность работать одновременно только с одной осью автомобиля, отсутствие базы данных по моделям и невозможность измерить некоторые параметры (например, повернутость заднего моста), характеризующие общую «геометрию» автомобиля. Если автомобиль имеет многорычажную подвеску, оптические стенды ему противопоказаны.

Компьютерные стенды подразделяются на датчиковые (CCD) и 3D. В первых на каждом колесе крепятся связанные между собой измерительные головки, информация от которых обрабатывается компьютером. По способу соединения между головками стенды бывают кордовыми (между головками натягивается резиновый жгут, а соединение с компьютером осуществляется через кабель), инфракрасными проводными (связь между головками обеспечивается посредством инфракрасных лучей, а с компьютером через кабель) и инфракрасными беспроводными (головки соединяются с компьютером по радиоканалу). Последний тип стендов на сегодняшний день наиболее распространен. При выборе учтите, что до сих пор существуют компьютерные стенды с незамкнутым контуром (с двумя измерительными головками), функциональные возможности которых гораздо ниже, чем стендов с замкнутым контуром (с четырьмя головками).

Достоинства компьютерных стендов очевидны: высокая точность, возможность работать сразу с двумя осями и измерять гораздо больше параметров, наличие постоянно обновляемой базы данных (около 40 тысяч моделей), программа, подсказывающая механику последовательность действий. Но ССD стенды не лишены и недостатков – хрупкие датчики, зависимость от температурных условий, освещенности. Они требуют периодической проверки и юстировки (два раза в год).

Появление компьютерных 3D стендов многие специалисты называют революцией в области контроля и регулировки углов установки колес. Как говорится, гениальное всегда просто. На стойке перед автомобилем закрепляются видеокамеры, которые с высочайшей точностью фиксируют положение закрепленных на колесах пластиковых светоотражающих мишеней. Для измерения углов достаточно прокатить автомобиль на 20-30 см вперед-назад и повернуть руль вправо-влево. Данные с видеокамер обрабатывает компьютер и в реальном времени выдает все мыслимые геометрические параметры. Эта технология получила название «машинное зрение». Для проведения измерений 3D стенды, в отличие от всех остальных, не требуют размещения автомобиля на идеально ровной поверхности. Недостаток – цена.

Нюансы регулировки

На «сход-развал» можно ехать, только если ходовая часть и рулевое управление исправны. И перед тем, как приступить к регулировке, мастер в обязательном порядке должен это проверить. То есть, поднять машину на подъемнике, а затем осмотреть и подергать колеса, тяги, рычаги, опоры, пружины, покрутить руль и т.д. В обязательном порядке измеряется и, при необходимости, доводится до нормы давление в шинах. Если обнаружены слишком большие люфты или повреждения деталей, специалист должен отказать клиенту в регулировке (конечно, при невозможности устранить недостатки на месте).

Если же отклонений не выявлено, автомобиль размещается на горизонтальной площадке (для 3D стенда горизонтальность — не обязательное условие) и нагружается в соответствии с рекомендациями производителя. То есть, если завод указывает значения углов для определенной нагрузки, то регулировать их на «пустой» машине – нарушение. Чтобы детали подвески установились в рабочее положение, ее с усилием «прожимают», надавливая на «передок» и «задок» машины. В обязательном порядке, во избежание крупных погрешностей в измерениях, должна быть проведена компенсация биения дисков, на каком бы стенде не производилась регулировка. Не вдаваясь в теорию, внешне все выглядит так: мастер вывешивает ось, крепит к колесам измерительные приборы и прокручивает колеса. На 3D стендах компенсация выполняется без вывешивания, путем прокатывания машины вперед-назад на 20-30 см.

Так как углы установки взаимосвязаны между собой, то всегда придерживаются строгой последовательности при их регулировке. Первым регулируют кастор (угол продольного наклона оси поворота), затем развал и в последнюю очередь схождение. У большинства современных зарубежных автомобилей регулируется только схождение.

Кастор (Caster) регулируется изменением количества шайб: на двухрычажной подвеске — между нижним рычагом и поперечиной, на «Мак-Ферсон» — на концах растяжки или стабилизатора подвески. При этом колеса автомобиля должны быть заторможены рабочей тормозной системой (не ручником!). Для этого специалист должен иметь в своем арсенале специальный фиксатор педали тормоза. Операция регулировки кастора – одна из самых нелюбимых «развальщиками», т.к. очень трудоемкая и отнимает много времени из-за «прикипевших» болтов крепления. Некоторые «специалисты» в таких случаях срубают шайбы зубилом, а другие просто обходят молчанием кастор либо пытаются убедить клиента, что угол в норме. Будьте бдительны!

Развал (Camber) на двухрычажных подвесках регулируется так же, как и кастор – изменением количества шайб между нижним рычагом и поперечиной. На подвеске «Мак-Ферсон» чаще всего развал колес изменяется путем вращения эксцентрикового болта, которым стойка крепится к поворотному кулаку. Но возможны и варианты. На некоторых моделях вместо болта предусмотрен ползунковый механизм, либо регулировочный болт размещается в основании рычага. Встречаются конструкции, где развал регулируется перемещением шаровой опоры вдоль рычага.

Перед тем, как приступить к регулировке схождения (Тое), специалист обязательно должен выставить рулевую рейку (на автомобилях с червячным рулевым механизмом — сошку) в среднее положение. Руль при этом должен встать прямо. Его закрепляют специальным фиксатором. Регулировка производится путем вращения регулировочных муфт наконечников рулевых тяг с обеих (не с одной!) сторон. Признаком правильно проведенной процедуры является положение руля прямо, без перекоса, при прямолинейном движении.

На автомобилях с независимой задней подвеской развал (не на всех) и схождение колес тоже регулируются. В таком случае выставлять углы нужно начинать с задней оси, а затем уже переходить к передней.

В идеале углы установки левого и правого колес должны совпадать. Но так получается не всегда. Поэтому для каждого угла производитель регламентирует значения в определенном диапазоне. Но крайнее значение в «плюс» от крайнего значения в «минус» могут отличаться более чем на 1 градус! При этом формально углы будут в норме, но колеса будут стоять криво. Абсурд! Поэтому регламентируются и значения допустимой разницы между углами правого и левого колеса. Например, кастор должен иметь значение 1°30’±30′. То есть 1° наклона одного колеса и 2° наклона другого будут находиться в поле допуска. Но если допустимая разность наклонов колес установлена производителем, скажем, в 30′, то такая регулировка будет халтурой. А вот если одно колесо имеет продольный наклон в 1°30′, а второе в 1°45′, то здесь претензий нет.

Если регулировка проводилась на компьютерном стенде, Вам обязаны выдать распечатку, в которой указываются все описанные параметры. Даже если Вы не горите желанием глубоко вдаваться в теорию подвески автомобиля, с помощью распечатки можно легко проверить, правильно ли отрегулированы углы. Для этого достаточно владеть лишь сложением и вычитанием. Она должна состоять из трех столбцов данных. В первой указываются значения углов до регулировки, во второй – после регулировки, а в третьей – значения из базы данных по Вашему автомобилю. Кстати, убедитесь, что там указана именно Ваша модель и ее год выпуска, а не просто, скажем, Honda Civic, которая имеет девять поколений. Поинтересуйтесь также, когда в последний раз проводилась юстировка стенда. Правильный ответ – не реже, чем два раза в год.

Кроме регулируемых углов проверке подлежат и несколько нерегулируемых, но не менее важных. К основным из них относятся: поперечный наклон оси поворота (King Pin Inclination), смещение передней и задней оси (Set-back) и угол движения (Trust-angle). Значения смещения осей и угла движения в идеале должны быть равны нулю. На практике – чем ближе к нулю, тем лучше. Убедитесь из распечатки, что все нерегулируемые параметры находятся в допустимых пределах.

Расхожее мнение говорит о том, что после любого ремонта подвески или рулевого управления необходимо в обязательном порядке регулировать углы установки колес. Однако это не так. Регулировка необходима только после замены деталей, которые влияют на эти углы. Например, замена изношенных в ходе естественной эксплуатации шаровых опор, сайлент-блоков или рычагов подвески вернет колеса в первозданное положение, и регулировать ничего не нужно! Но это при условии, что по мере износа коррекция углов не проводилась. Если меняется рычаг, погнутый в результате удара, то регулировать углы необходимо, так как, скорее всего, вместе с рычагом деформировались и прилегающие к нему металлические части.После замены передней стойки регулировать углы нужно. А вот если стойка, в верхнем креплении которой нет «развального» болта, не заменялась, а снималась, например, при ремонте подвески, и при этом от поворотного кулака не отсоединялась – после сборки углы не нарушатся. Также нет необходимости в регулировке при замене пружин, верхних опор и съемных амортизаторов. Но, опять же – если стойка не отсоединялась от поворотного кулака.

Замена деталей реечного рулевого управления требует последующей регулировки углов. А вот в червячном при замене рулевого редуктора, маятникового рычага и средней тяги трапеции углы не нарушаются.