—>Автозапчасти и СТО —>

От правильной регулировки колес автомобиля зависят многие факторы: управляемость автомобиля, срок службы покрышек, расход топлива, а также безопасность самого автомобиля. Так давайте разберемся в углах установки колес и дадим рекомендации по их регулировке.

При движении автомобиля колеса смещаются относительно кузова, причем траектория этого смещения определяется конструкцией так называемого направляющего аппарата подвески, состоящего из рычагов (продольных, поперечных или диагональных) и шарниров (шаровых и резинометаллических). В некоторых подвесках элементом направляющего аппарата могут являться стабилизаторы поперечной устойчивости, а также амортизаторные стойки (типа «Мак-Ферсон»). При деформации упругого элемента подвески в результате изменения загрузки автомобиля, преодоления неровностей дороги, кренов кузова под действием центробежных сил при повороте в подвесках большинства конструкций положение колеса относительно кузова меняется, вместе с ним изменяются и все установочные углы. Исключение, возможно, составляют подвески с параллелограммными продольными рычагами (использовалась в передней подвеске автомобиля ЗАЗ-965), да и то только в случае отсутствия крена кузова. Однако если отвлечься от общих рассуждений, то следует руководствоваться следующими соображениями. Автомобильная подвеска вместе с автомобилем постоянно совершенствуется уже более ста лет. Каждая конкретная конструкция, прежде чем воплотиться в серийную продукцию, проходит длительный этап исследований и доводок. Поэтому к рекомендациям фирм-производителей автомобилей вообще и по установке колес в частности следует относиться с полной серьезностью и ответственностью.

Для тех, кто хочет понять, что означают Углы Установки Колес (Развал/Схождение) и досконально разобраться в вопросе, в этой статье есть ответы на все вопросы.

Экскурс в историю показывает, что мудреная установка колес применялась на различных средствах передвижения задолго до появления автомобиля. Вот несколько более или менее хорошо известных примеров.
Не секрет, что колеса некоторых карет и прочих колясок на конной тяге, предназначенных для «динамичной» езды, устанавливали с большим, хорошо заметным глазу положительным развалом. Делалось это для того, чтобы грязь, летевшая с колес, не попадала в экипаж и на важных седоков, а разбрасывалась по сторонам.У утилитарных повозок для неспешного передвижения все было с точностью до наоборот. Так, дореволюционные руководства о том, как построить хорошую телегу, рекомендовали ставить коле- са с отрицательным развалом. В этом случае при потере нагеля, стопорящего колесо, оно не сразу соскакивало с оси. У возницы было время, чтобы заметить повреждение «ходовой», чреватой особенно большими неприятностями при наличии в телеге нескольких десятков пудов муки и отсутствии домкрата. В конструкции орудийных лафетов (опять-таки наоборот) иногда применялся положительный развал колес. Понятно, что не с целью уберечь пушку от грязи. Так прислуге было удобно накатывать орудие за колеса руками сбоку, не опасаясь отдавить ноги. А вот у арбы ее огромные колеса, которые помогали запросто перебираться через арыки, были наклонены в другую сторону — к повозке. Достигавшееся при этом увеличение колеи способствовало повышению устойчивости среднеазиатского «мобиля», отличавшегося высоким расположением центра тяжести. Какое отношение эти исторические факты имеют к установке колес современных автомобилей? Да, в общем, ни какого. Тем не менее, они позволяют сделать полезный вывод. Видно, что установка колес (в частности, их развал) не подчинена какой-либо единой закономерности.

Надо понимать, что для каждой модели автомобиля эти рекомендации различны. Например, на некоторых машинах устанавливаются нулевые и даже отрицательные углы развала колес. Но в любом случае эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин конкретной модели автомобиля.

Следует отметить, что заводские рекомендации включают определенные требования по загрузке автомобиля (снаряженная масса, полная разрешенная масса и т. п.), в техническом описании и в инструкции по эксплуатации автомобиля указаны значения углов установки колес и осей поворота, а также условия, при которых они проверяются и устанавливаются.

Периодически при эксплуатации автомобиля (минимум через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на автомобиле были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов по ходовой это просто необходимо делать сразу же. В любом случае следует помнить, что регулировка углов развала и схождения управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления автомобиля, и никак не иначе. Но сначала давайте разберемся в теории и вспомним, какие параметры установки колес на что влияют и для чего нужны все эти углы.

М аксимальный угол поворота колес

Он характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо автомобиля при полностью вывернутом руле. И чем меньше этот угол, тем больше точность и плавность управления. Ведь дл поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем. Но не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус поворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет очень тяжело. Вот и приходится производителям искать некую «золотую середину», маневрируя между большим радиусом поворота и точность управления.

П лечо обката

Плечо обката — кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения колеса и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения будет смещаться наружу колеса, а при положительном значении — внутрь. Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. Но в практике, из-за конструкции автомобиля, сделать это очень сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Вот и получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при проезде поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению. Для борьбы с положительным плечом оката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал колес. Это хоть и уменьшало плечо обката автомобиля, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.

У гол кастера

Кастер отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если говорить простыми словами, то кастер заставляет автомобиля ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если вы убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если же на автомобиль действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать очень плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.

Угол кастера. Главная функция кастера — это наклон колес в сторону поворота руля автомобиля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит и на управляемость автомобиля. Если автомобиль двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение. А вот в повороте все иначе. При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. И чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо автомобиля тоже наклоняется в сторону поворота. Но везде нужно знать меру, ведь при очень большом кастере, колесо автомобиля будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

П оперечный наклон оси поворота

Отвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься. А так как весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката. Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких «недугов» 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. Ведь ось поворота колеса состоит из опоры одного единственного рычага, которой легко можно поместить внутрь колеса. Но и эта подвеска не совершенна, ведь из-за его 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.

П араллельность поворота

При повороте руля колесо, которое смотрит внутрь поворота, отклоняется на больший угол, чем внешнее, изменяя угол схождения передних колес. Таким образом достигается большая устойчивость автомобиля и стабильность поведения.

С хождение колес автомобиля

Существует два вида схождения автомобиля: положительное и отрицательное. Определить тип схождения очень просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди автомобиля, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное. Если будет положительное схождение передних колес, то автомобиль будет легче заходить в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость. На задней оси при положительном схождении колес, автомобиль при прямолинейном движении будет более устойчивым, а если будет отрицательное схождение — то автомобиль будет вести себя неадекватно, и рыскать из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения автомобиля от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.

Р азвал колес

Развал колес, как и схождение, может быть как отрицательным, так и положительным. Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь, то это отрицательный развал, а если будут отклоняться наружу автомобиля — то это уже положительный развал. Развал колеса необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. Изменение угла развала колес сказывается на поведении автомобиля на прямой, ведь колеса стоят не перпендикулярно дороге, а значит имеют не максимальное сцепление. Но это сказывается только на заднеприводных автомобилях при трогании с места с пробуксовкой.

Национальный фонд содействия автомобильному образованию

poyasneniya_pkio13

Углы установки колес – конструктивные параметры, определяющие их положение в режиме прямолинейного движения и в поворотах. Каждая модель автомобиля предусматривает индивидуальные значения углов, которые определяются устройством автомобильной подвески. В зависимости от ее конструкции одни углы могут быть регулируемыми, а другие – жестко фиксированными. Это относится как к передней, так и к задней осям автомобиля. Одним из важнейших свойств подвески является стабилизация управляемых колес, т.е. их способность устойчиво сохранять прямолинейное движение автомобиля и возвращаться к нему после поворота. Для улучшения стабилизации управляемых колес оси их поворота имеют наклоны как в в продольной, так и в поперечной плоскостях.

Рис. 1: Угол продольного (слева) и угол поперечного (справа) наклона оси поворота управляемого колеса отсчитываются не от продольной плоскости кузов, а от вертикали

Ось поворота колеса, или «шкворневая ось – это условная или виртуальная ось, вокруг которой осуществляется поворот управляемого колеса при вращении руля. Как правило, условная ось поворота проходит через центры опор поворотной стойки подвески или центры шаровых опор, но в ряде современных автомобилей, например, автомобильного концерна VAG, подвеска колес снабжена парой рычагов с шаровыми шарнирами как сверху, так и снизу. Поворот управляемого колеса происходит вокруг виртуальной оси, которая меняет свое положение в пространстве не только при повороте управляемых колес, но и в ходе сжатия отбоя подвески.

К углам установки колес относятся развал и схождение колес. За стабилизацию управляемых колес отвечают углы продольного и поперечного наклона оси поворота колеса.

Для убедительности, расскажу вначале о рулевой колонки и вилке переднего колеса велосипеда

Вы, наверняка, замечали, что ось поворота управляемого колеса велосипеда наклонена вперед, и что стоящий на месте велосипед почему-то поворачивает руль в сторону.

Если взять велосипед за седло и катить его вперед, то Вы почувствуете, как чутко реагирует велосипед на малейшие наклоны рамы велосипеда в стороны.

Если же, взявшись за седло, попробовать катить велосипед назад, то движения его руля станут непредсказуемыми. Удержать рули в прямолинейном положении не удастся!

Вы, наверняка, когда-либо ездили на велосипеде, и даже «без рук»! Велосипед чутко реагировал на любые, даже самые незначительные наклоны корпуса в сторону, ответно реагирую поворотом руля.

А Вы не пробовали на велосипеде ехать задним ходом? Как-то неустойчиво ведет себя велосипед, чтобы не упасть, все время приходится касаться ногами земли.

Отчего же это происходит, и зачем велосипеду необходим наклон рулевой колонки, и изогнутая форма вилки переднего колеса?

Геометрия передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)

Проделаем эксперимент. Если поставить обычный велосипед вертикально на оба колеса, и, держа за раму, наклонить её в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки A – места контакта переднего колеса с дорогой и точки B – пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление, в какую сторону повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипеды можно разделить на два типа: AB и BA. Тип AB – у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки B (рис. 2а). Тип BA – Точка A лежит позади точки B (рис. 2б).

Рис. 2: Формирование плеча действия боковой силы наклоном оси поворота управляемого колеса велосипеда + выносом сои вращения колеса относительно его оси поворота

При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине – точка приложения силы трения A лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте “без рук”, будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, – они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками – рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать, их используют только в цирке, обученные артисты, которые ездят и вперед и назад, и на одном колесе…

Форма передней вилки

Рис. 3: Формы передних вилок оказывают существенное влияние на формирование плеча действия боковой силы

Варианты, изображенные на рисунках 3а) и 3б), иллюстрируют, что изгиб вилки оказывает существенное влияние на формирование плеча выката переднего управляемого колеса. Если сделать слишком большой выкат колеса (расстояние между точками B и A), это приведет к колоссальному стремлению руля повернуть в сторону при малых скоростях движения велосипеда, или при его остановке. Это обусловлено появлением поворотного момента, образованного вертикальной силой (весом велосипеда), прилагаемой к точке A. Вместе с тем, при движении велосипеда управляемое колесо будет стремиться занять положение, соответствующее прямолинейному движению. В этом случае продольная сила (сила трения между колесом и опорной поверхностью), прилагаемая к той же точке A, будет стремиться повернуть колесо прямо (эффект рояльного колесика).

Если же к точке A, будет приложена боковая сила, то эта сила будет стремиться повернуть руль в сторону. Плечо действия боковой силы определяется длиной перпендикуляра, опущенного из точки A на ось рулевой колонки (ось поворота управляемого колеса).

Кстати, боковая сила появляется при движении велосипеда, как только Вы отклоните руль от прямолинейного положения. Момент боковой силы, формируемый при движении велосипеда боковой силой, будет стремиться вернуть руль в положение, соответствующее прямолинейному движению.

Чтобы дать возможность велосипедисту двигаться как на малых, так и на больших скоростях, плечо AB делают короче, изгибая велосипедную вилку вперед (см. рис. 3в). Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед.

Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по-разному, и Rake и Fork Offset, а на русскоязычных сайтах можно встретить названия: выбег, смещение или вылет вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками A и B. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, можно подсчитать коэффициент устойчивости (управляемости) (Ку), который равен:

Т (Trail) – выкат, или выбег переднего колеса;

G – межосевая база велосипеда.

У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине – таким велосипедом легче управлять.

Итак, мы определили, что плечо устойчивости велосипеда (вылет) передней вилки определяются по принципу: из центра переднего колеса опускают перпендикуляр к точке (B) на опорную поверхность, а ось вилки продолжают до пересечения с опорной поверхностью – до точки (A). Полученное расстояние (AB) между двумя точками и будет плечом устойчивости велосипеда.

Рис. 4: Форма вилки дорожного велосипеда, и плечо устойчивости АВ

Плечо устойчивости AB существенно влияет на устойчивость велосипеда и удобство его управлением. Для велосипеда очень важно сочетание этих двух свойств.

После того, как Вы ознакомились с конструкцией передней вилки велосипеда, можно приступить к изучению узла поворота управляемого колеса автомобиля.

(Caster – англ.) – Продольный угол наклона оси поворота управляемого колеса.

Рис. 5: Угол продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастер) и плечо действия боковой силы (В)

Для обеспечения динамической стабилизации управляемых колес нам необходимо сформировать плечо устойчивости (Trail). Принцип формирования этого плеча подобен рассмотренному выше примеру с велосипедным колесом, однако изгиб передней вилки на автомобиле, конечно же, не применяют.

Рис 6: Формирование необходимой величины плеча действия боковой силы (плеча устойчивости) выносом оси вращения колеса относительно оси его поворота

К формированию необходимого значения плеча устойчивости подходят следующим образом:

• Определяют значение угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (τ = кастер);

• Определяют значение выноса оси вращения управляемого колеса по отношению к оси его поворота (n_τ = вынос оси поворота);

• Расстояние от точки пересечения оси поворота управляемого колеса до точки пересечения перпендикуляра, опущенного из оси вращения колеса на опорную плоскость, и является плечом устойчивости управляемого колеса.

Угол наклона оси поворота управляемого колеса формирует весовую стабилизацию колеса. Если управляемого колесо поворачивать, например, на 90°, то точка 1, которой обозначена ось вращения колеса, займет место, определяемое точками 2. Причем два колеса управляемой оси при их взаимной повороте займут противоположные относительно точки 1 позиции. Это вызовет небольшой крен передней части автомобиля, так как одно колесо будет приподнимать переднюю часть, а противоположное колесо – опускать переднюю часть автомобиля.

Мы ранее упоминали, что при наличии угла наклона передней вилки неподвижного велосипеда будет наблюдаться стремление руля самостоятельно повернуть так, чтобы рама велосипеда заняла положение как можно ближнее к поверхности земли.

Рис 7: Плечо действия боковой силы n_a получено путем сложения продольного угла наклона (кастера) и отрицательного выноса (-n_τ) оси вращения колеса. Параметр n’_a – реальное плечо, формирующее совместно с боковой силой (1) поворотный момент управляемого колеса (момент стабилизации)

Принцип действия ясен из поведения рояльного колесика – при движении оно стремится оказаться позади ножки, то есть занять наиболее устойчивое положение.

Рис. 5: (дополнительно – ближе к тексту)

Чтобы получить тот же эффект на автомобиле с приводом на задние колеса, точка пересечения оси поворота с поверхностью дороги (с) должна быть впереди центра пятна контакта колеса с дорогой (d). Для этого ось поворота и наклоняют назад, как у велосипеда. Теперь при отклонении от прямолинейного движения в точке (d) будет возникать боковая сила, которая постараются вернуть колесо на место.

Если на автомобиль будет действовать боковая сила, формируемая, например, центробежной силой, возникающей при повороте автомобиля, управляемое колесо будет стремиться занять положение, соответствующее прямолинейному движению.

Более того, если на машину действует боковая сила, то кастер обеспечивает при случайно отпущенном руле плавный поворот машины по направлению этой силы, и не дает ей опрокинуться. На переднеприводном автомобиле при торможении динамическая стабилизация работает так же, как и на заднем приводе. Но при разгоне колесо уже не катится позади ножки, а толкает ее впереди себя, поэтому динамическая стабилизация не требуется.

Рис. 8: Формирование поворотного момента при качении колеса с наклоном плоскости его вращения

На этом значение кастера не заканчивается, при повороте руля он наклоняет оба колеса в сторону поворота. Когда колесо наклоняется, наружная окружность качения (1) становится больше внутренней (2), и соответственно проходит больший путь.

Рис 9: Образование угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастера)

1 – стойка типа McPherson; 2 – верхняя опора стойки; 3 – шаровая опора; 4 – ось поворота управляемого колеса; τ – угол продольного наклона оси поворота (кастер).

Но так как это одно и то же тело и не может разорваться, то внутренняя часть тормозит внешнюю и колесо стремится повернуть в сторону наклона. Это значит что кастер, наклоняя оба передних колеса в сторону поворота, увеличивает поворачиваемость при повернутом руле

Угол продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастер) можно измерить, если спроецировать на продольную перпендикулярную опорной поверхности плоскость автомобиля ось поворота управляемого колеса. Кастер – это угол между образовавшейся проекцией и вертикалью. Его будет видно, если смотреть на автомобиль сбоку (см. рис. 9). Кастер является одним из основных параметров геометрии подвески, которые обеспечивают стабилизацию управляемых колес в движении. Кастер считается положительным, если ось наклонена назад по ходу движения относительно вертикали. Однако стабилизацию управляемых колес автомобиля при движении формирует не сам кастер, а продольная сила, действующая на плече, которое на рисунке 7 обозначено, как n_a. Это плечо называют плечом действия боковой силы.

А теперь попытайтесь ответить сами себе.

Изменится ли плечо действия боковой силы, если на автомобиль установить нештатные колеса?

Для управляемых колёс

Кастер (продольный угол наклона оси поворота колеса)

Кастор (английское – caster angle или castor angle) — угол продольного наклона оси поворота колеса автомобиля.

Кастер (или кастор) измеряется в градусах (угловых минутах) и представляет собой угол в продольной плоскости автомобиля между вертикальной линией и линией, проходящей через центры поворота колеса.

Эта линия проходит через шаровые опоры верхнего и нижнего рычагов подвески («классическая» двухрычажная подвеска), либо через верхнюю и нижнюю точки крепления амортизаторной стойки (подвеска типа McPherson) либо по оси шкворня (шкворневая подвеска) в продольной плоскости автомобиля. Кастор может быть как положительным, так и отрицательным.

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, сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Это происходит, естественно, при положительном кастре. 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 превышает 6°. Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов выше, 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. Но автомобиль создается для большей скорости, поэтому требует лучшей управляемости.

Кастер, или кастор — это продольный угол оси поворота колеса, взятый между ней и вертикалью.

На заднеприводных автомобилях оси поворота передних колёс всегда наклоняют назад (положительный кастер). При наклонённой назад оси поворота колесо во время движения само стремится занять положение позади этой оси, что создаёт динамическую стабилизацию. Это можно уподобить поведению колёсика рояля или офисного стула — при качении оно всегда само занимает положение позади своей оси (во многих европейских языках такое колёсико как раз и называется «кастером» или «кастором»). При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота.

По той же причине вилку переднего колеса на мотоциклах и велосипедах тоже всегда наклоняют назад.

Благодаря наличию положительного кастера заднеприводный автомобиль продолжает ехать прямо при отпущенном руле, даже несмотря на воздействие возмущающих сил — неровностей дороги, бокового ветра и так далее. Колесо, имеющее положительный кастер, старается занять положение, соответствующее прямолинейному движению, даже если лопнула одна из рулевых тяг.

Отсюда вытекает совершенная недопустимость при тюнинге заднеприводных автомобилей чрезмерно лифтовать заднюю подвеску — при этом кузов вместе с осью поворота передних колёс наклоняется вперёд, и кастер становится нулевым или даже отрицательным, при этом эффект динамической стабилизации передних колёс сменяется их динамической дестабилизацией, что значительно затрудняет управление автомобилем и делает его опасным. Большинство передних подвесок автомобилей имеют возможность регулировки кастера в небольших пределах для компенсации нормального износа в процессе эксплуатации.

Рис. 10: Изменение значения угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастера) при изменении положения кузова

Для переднеприводного автомобиля положительный кастер намного менее актуален, так как передние колёса уже не свободно катятся, а тянут машину за собой, и небольшое его положительное значение сохраняют лишь для большей устойчивости при торможении.

Влияние кастора на управляемость автомобиля

Кастор влияет на стабилизирующий момент и на изменение развала колес при повороте руля. Чем больше кастор, тем больше стабилизирующий эффект при вывернутых колёсах.

Из-за того, что точка контакта колеса (при положительном касторе) с поверхностью лежит несколько позади оси поворота, при отклонении колеса от прямолинейного движения возникают боковые силы, стремящиеся вернуть колесо в начальное положение.

Кроме того, если в начальный момент отклонения колес от нейтрального положения при прохождении поворота только внешнее колесо имеет необходимый отрицательный развал, то по мере увеличения отклонения колес в сторону поворота внешнее колесо приобретает ещё больший отрицательный развал, а отрицательный развал внутреннего колеса уменьшается или даже становится положительным. Таким образом, кастор благоприятно влияет на сцепление управляемых колес в поворотах.

При повороте в одну из сторон одно из колес стремится приподнять шасси, другое же само приподнимается. Таким образом, для поворота колес необходимо не только преодолеть силы трения, но и затратить некоторое количество энергии на приподнимание шасси. Благодаря этому и выше описанным боковым силам водитель может «чувствовать» автомобиль.

При дефектах кузова, после ударов, этот угол обычно изменяется неодинаково. Разница между этими углами на левом и правом колёсах обычно приводит к уводу автомобиля с прямой линии даже при идеально отрегулированных остальных углах и качественной резине.

Параметры кастера для легковых автомобилей

Параметры кастора для грузовых автомобилей