Схождение и развал колес

Регулировки кастора, схождения и развала колес
О регулировках кастора, схождения и развала колес заднеприводного ВАЗ подручными средствами
Схождение и развал колес подробно
Для повышения устойчивости автомобиля при движении, легкости управления и снижения износа шин служат углы установки передних управляемых колес. К таким углам относятся: схождение и развал колес, продольный и поперечный наклон геометрической оси поворота (кастер, или, устаревшее, кастор) управляемого колеса.

Схождение (а) и развал (б) колес

Передние колеса автомобиля (а иногда и задние) устанавливают не параллельно, а под определенными углами друг к другу. Положение колеса относительно вертикальной плоскости называется развалом колеса, а относительно горизонтальной — схождением. Схождение и развал бывают как положительными, так и отрицательными.
Несмотря на то что наименьшее сопротивление движению и меньший износ шин будут в случае, когда колеса катятся в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля, их все же устанавливают с развалом и схождением. Дело в том, что при движении автомобиля его колеса нагружены силами взаимодействия с дорогой. Например, на передние колеса автомобиля с задним приводом большую часть времени действуют силы, направленные против движения и стремящиеся развернуть колеса наружу. В подвеске автомобиля имеются упругие элементы, которые имеют определенную эластичность и дают возможность колесам повернуться наружу. Для того чтобы при движении колеса катились параллельно продольной плоскости автомобиля, их предварительно устанавливают с небольшим положительным схождением. У автомобилей с передними ведущими колесами, у которых большую часть времени на эти колеса действует сила тяги, совпадающая с направлением движения, колеса устанавливаются с отрицательным схождением. Установка колес с развалом обусловлена более сложными причинами. Колеса при движении автомобиля по возможности должны находиться в положении, когда они перпендикулярны дорожной поверхности (нулевой угол развала). Если колесо катится под углом к вертикали, сцепление шины с дорогой уменьшается, а пятно контакта шины с дорогой изменяет свою форму, что приводит к появлению боковой силы, которая стремится дестабилизировать движение автомобиля.
Можно создать такую независимую подвеску, в которой колесо будет перемещаться в вертикальной плоскости без наклона при движении по любой прямолинейной дороге. Гораздо труднее сохранить вертикальность колеса, когда кузов автомобиля, к которому присоединен направляющий элемент, накреняется при прохождении автомобилем поворота. Поэтому конструкторы современных подвесок выяснили, что лучше позволить изменяться развалу, но сделать его направленным противоположно крену кузова, поскольку это сохраняет вертикальное положение колес при поворотах. Такой подход обеспечивает улучшение сцепных свойств при прохождении поворотов и, как следствие, улучшение устойчивости и управляемости.
Для самовозврата колес к прямолинейному движению после поворота служит угол поперечного наклона шкворня (кастер). Наличие такого наклона приводит к возникновению стабилизирующего момента на управляемых колесах, который зависит от величины этого угла наклона и силы тяжести, приходящихся на управляемые колеса, но не зависит от скорости движения. Эти углы лежат в пределах 6–10°.
Наклон геометрической оси в продольной плоскости заключается в смещении нижнего конца этой оси относительно вертикали. Данный угол наклона служит для сохранения прямолинейного движения колес при движении с большими скоростями. Создаваемые реактивные усилия на плечах, представляющих собой расстояния от точек касания с дорогой, стремятся вернуть колеса в положение прямолинейного движения. Этот угол обычно равен 1–3,5° и зависит от боковой упругости шин.
О регулировках кастора, схождения и развала колес
О регулировках кастора, схождения и развала колес заднеприводного ВАЗ
Схождение и развал колес подробно

Развал схождение: регулировка, проверка,

При конструировании современных автомобилей инженеры уделяют особое внимание рулевому управлению, ходовой части и системе подвески, делая все возможное для повышения уровня устойчивости, маневренности и управляемости ТС. Поскольку во время движения автомобиля основная нагрузка приходится на колеса, возникает необходимость в их правильной регулировке – развал-схождение. Такая процедура оказывает влияние на износ шин, устойчивость машины и поможет снизить нагрузку на колеса.

Что такое развал-схождение колес?

Два параметра настройки подвески, от которых зависит устойчивость автомобиля на дороге и его управляемость, называют развалом и схождением. Они характеризуются положением передних и задних колес автомобиля относительно друг друга и поверхности дороги, а формируются из линейных и угловых величин.

Это величина угла между линией направления движения и плоскостью вращения колеса. Схождение может измеряться как в миллиметрах (разница расстояний между задними и передними кромками колес), так и в угловых величинах.

Расположенные строго по направлению движения колеса, параллельные друг другу имеют нулевой угол схождения. Если расстояние между передними точками колес меньше, чем между задними (повернуты внутрь) – положительный угол схождения колес. Наоборот, отрицательное схождение.

От схождения колес зависит острота реакции на вращение рулевого колеса, предсказуемость траектории движения ТС. Данный параметр нужен для снижения увода автомобиля.

Правильное значение схождения – положительный либо нулевой угол, в противном случае настройка осуществлена неверно.

Это угол, отражающий величину отклонения центральной плоскости колеса от вертикального положения. Т.е. на сколько градусов «развалены» колеса транспортного средства, и в какую сторону (наружу или внутрь).

Угол развала колеса, расположенного строго перпендикулярно к поверхности дороги равняется 0. Если расстояние между верхними точками колес на одной оси немного больше, чем между нижними точками – положительный угол. Подобное положение колес подходит для нагруженных ТС, а для легковых автомобилей применятся в основном для специализированных трасс.

Отрицательным угол считается, когда колеса наклонены внутрь, к центру оси машины. Такое положение колес улучшает управляемость автомобиля при вхождении в крутые повороты.

Стоит понимать, что номинальное значение развала зависит от конструктивных особенностей и вида подвески. Для подвесок Макферсон преимущественно выставляют отрицательный либо нулевой угол. В некоторых ситуациях настраиваются индивидуальные значения (например, для спортивных авто), но только, когда человек знает, что и для чего он делает.

Регулировка развала-схождения колес

Регулировка параметров обычно производится в автосервисах на специальном оборудовании с использованием компьютерной техники. Но выполнить регулировку можно и самостоятельно, имея необходимый инструмент и знания.

Самостоятельная регулировка

Для выполнения настройки в гаражных условиях потребуется подготовить: набор ключей, линейки (специальная и обыкновенная); шнур с грузиком; кусок мела.

Проверка и регулировка развала

Для начала нужно произвести замеры.

• Загоняем авто на ровную поверхность (в гараж со смотровой ямой) и выставляем колеса ровно. Должно остаться немного места для перемещения ТС, которое нужно будет для осуществления замеров.
• Мелом делаем на ровно выставленных колесах метки вверху и внизу.
• Далее нужно приложить шнур с грузом к крылу авто таким образом, чтобы шнур был в строго параллельном положении относительно сделанных мелом меток. Шнур можно прикрепить к крылу лентой или скотчем для удобства.

• Линейкой замеряется расстояние между шнуром и ободом колеса снизу и сверху.
• Затем авто следует прокатить вперед, чтобы метки повернулись на 90 градусов и повторить ранее проделанные манипуляции (метки, замеры).
• После авто снова двигается до тех пор, пока последние две метки не поменяются местами. Верхняя метка переместится вниз, а нижняя в верхнюю часть. И снова все замеряется.

Разница в замерах не должна сильно отличаться. При нормальном угле разница должна быть от 1 до 3 мм. Если показатели сильно разнятся необходимо провести регулировку.

• Автомобиль следует поднять посредством домкрата и демонтировать колесо.
• Используя ключи, следует отсоединить от поворотного кулака кронштейн стойки.
• На поворотном кулаке имеется болт. Путем его смещения производится регулировка по ранее проставленным меткам.
• После этого колесо возвращается на место, и вновь производятся замеры.

Проверка и регулировка схождения

• Автомобиль загоняют на ровную поверхность и выравнивают колеса.
• В передней части с внутренней стороны колеса (ближе к ободу) наносят две метки.
• На телескопической линейке делают натяг. Концы упирают в метки, а подвижную шкалу перемещают до тех пор, пока «0» не совпадет с неподвижным указателем.
• После начинают двигать авто, пока линейка не окажется в задней части колеса.

Теперь нужно посмотреть имеются ли отклонения. Для ТС с передним приводом оно должно быть в пределах 0-1. Если показания иные, необходимо произвести регулировку.

• Для настройки необходимо изменить длину рулевых тяг. Путем послабления контргайки выкручивают либо вкручивают тягу, в зависимости от того, что нужно сделать – укоротить иди удлинить.
• После закручивают контргайку и заново замеряют.

По окончании регулировочных работ, правильность настройки можно проверить на дороге. В случае, если все сделано верно, биение в руль будет отсутствовать, машину не будет уводить в сторону.

В автосервисе

Специалисты для регулировки развала-схождения колес используют лазерные, оптические и компьютерные стенды. Их главная задача заключается в точном измерении угловых и линейных величин. Такая техника имеет широкие функциональные возможности и обеспечивает высокую точность измерений.

После измерения величин, в случае если обнаружены отклонения, осуществляется регулировка. В сервисах обычно используют компьютерные стенды, оборудованные датчиками и компьютером для анализа и обработки полученной информации, с последующим выводом результатов на монитор. Подобные системы не только позволяют измерять углы развала и схождения, но и сразу осуществлять их правильную регулировку.

Стоимость диагностики и регулировки колес варьируется в пределах 900–1500 рублей для отечественных автомобилей, 1000–1500 для иномарок. За работу с крупногабаритным транспортом придется заплатить от 1500 рублей.

Кроме этого потребуются дополнительные траты – снятие/установка колеса (150–300 руб.), регулировка рулевого редуктора (ок.500 руб.) и т. п.

Когда необходимо произвести регулировку развала-схождения колес

Развал-схождение сбито, если:

• при движении прямо руль отклоняется немного в сторону, а не находится прямо параллельно;
• при повороте колеса «визжат»;
• ощущается запоздалая реакция на поворот руля;
• при движении транспортное средство тянет в какую-либо сторону;
• слишком «мягкий» или «жесткий» руль;
• наблюдается сильный и неравномерный износ протектора шин.

В обязательном порядке регулировку этих параметров необходимо выполнять после:

• рулевого управления, ремонта подвески, ходовой части;
• замены шаровых опор, втулок, амортизаторов, пружин;
• наезда на препятствия, попадания в яму;
• сезонной замены покрышек;
• изменения высоты посадки машины;
• пробега в 10–15 тыс. км.

Как определить неисправность рулевой рейки — читайте в специальном выпуске нашего интернет-издания.

Ошибки и последствия

Причиной неправильной регулировки, как правило, становятся некорректно снятые данные. Чтобы исключить ошибки, следует:

• замерить давление во всех шинах и довести его до нужного значения;
• выполнить коррекцию поперечного и продольного наклона ТС;
• осуществить проверку ходовой части и устранить неисправности.

Последствия неправильной регулировки

• «Неверный» развал колес вызывает проблемы с управлением, становится причиной неравномерного и повышенного износа протектора и деталей подвески.

• Неправильно настроенное схождение колес становится причиной неравномерного и ускоренного износа шин. При чрезмерном отрицательном схождении сильно изнашивается внутренняя сторона, положительный угол провоцирует износ внешней стороны.

Своевременная регулировка схода и развала колес гарантирует комфортное управление автомобилем, равномерное распределение нагрузки на подвеску, отзывчивость колес и руля, нормальное сцепление с дорогой.

Если параметры настроены неверно, управление автомобилем существенно усложняется, повышается риск попадания в аварию. Кроме этого изнашиваются элементы системы рулевого управления, амортизаторы, покрышки и увеличивается расход топлива. Во избежание проблем, лучше следить за правильностью настроек параметров.

Углы установки колес автомобиля

Правильные углы установки колес – один из важнейших факторов, обеспечивающих нормальную управляемость, стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении и при прохождении поворотов. Оптимальные для каждой модели параметры геометрии подвески закладываются на этапе проектирования. Заданные значения углов установки колес подвержены изменению и требуют периодической регулировки по причине естественного износа узлов и элементов ходовой части или после ремонта подвески.

Назначение углов установки колес

Корректно настроенная геометрия подвески позволяет автомобилю более эффективно воспринимать силы и моменты, возникающие в пятне контакта колеса с дорожной поверхность во время различных режимов движения. Этим обеспечивается предсказуемое поведение автомобиля, а именно: стабильность движения по прямой, устойчивость в поворотах, стабилизация при разгонах и торможении. Также благодаря отсутствию излишнего сопротивления качению колес происходит более равномерный износ шин, что позволяет увеличить срок их службы.

Заданные производителем значения углов установки колес являются оптимальными для конкретного автомобиля и соответствуют его назначению и особенностям настройки подвески. Однако, в случае необходимости, конструктивно предусмотрена возможность их изменения либо регулировки. Количество параметров, которые можно регулировать для каждого автомобиля, индивидуально.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Развал колес

Развал колес (англ. camber) – это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:

• положительный (+) – когда верхняя часть колеса наклонена наружу (от кузова автомобиля);
• отрицательный (-) – когда верхняя часть колеса наклонена внутрь (к кузову автомобиля).

Положительный и отрицательный углы развала колес

Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка.

Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• хорошая устойчивость авто в поворотах;
• ухудшается сцепление колес при прямолинейном движении;
• повышенный износ внутренней стороны шины.

Слишком большой положительный угол:

• хорошее сцепление колес с дорогой;
• ухудшается устойчивость в поворотах;
• повышенный износ наружной стороны шины.

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) – угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Схождение колес автомобиля

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах. При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Положительное и отрицательное схождение колес

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шины с внутренней стороны;
• острая реакция авто на рулевое управление.

Слишком большой положительный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шин с наружной стороны.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы,
стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика – плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают – то плечо обкатки нулевое.

Значение плеча обкатки

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Изменение значений углов установки колес и их регулировка

Углы установки колес подвержены изменениям вследствие естественного износа деталей, а также после их замены на новые. Все без исключения рулевые тяги и наконечники имеют резьбовое соединение, которое позволяет увеличить или уменьшить их длину для регулировки величин углов схождения колес. Схождение задних колес, равно как и передних, регулируется на всех типах подвесок, за исключением задней зависимой балки или моста.

Регулировка развала на стойке Макферсон

Регулировка значений развала для задней и передней оси предусмотрена далеко не на всех автомобилях: она отсутствует на зависимой подвеске, на подвеске МакФерсон (за исключением небольшого ряда моделей авто, у которых верхний крепеж стойки – это болт с эксцентриком). Присутствует настройка camber, как правило, на обоих осях подвесок с верхними и нижними поперечными рычагами.

Неправильный сход-развал задних колес на переднеприводном автомобиле оказывает меньшее влияние на его управляемость и неравномерный износ шин, поскольку задняя часть менее нагружена. Параметры caster и KPI, регулировка которых в конструкции подвески автомобиля, как правило, не предусмотрена, должны всегда соответствовать допустимым значениям.