что такое развал колеса
Что такое развал-схождение и как часто его надо делать
Схождение и развал — два параметра настройки подвески, одинаково важных и влияющих на управляемость автомобиля. Настройки подвески необходимо проверять или делать заново при каждом серьезном вмешательстве в конструкцию — например, при замне рулевых тяг или нижнего поперечного рычага подвески.
Развал — угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колёса наклонены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу.
Схождение
Схождение — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. Очень часто говорят о суммарном схождении двух колёс на одной оси. В некоторых автомобилях можно регулировать схождение как передних колёс, так и задних. Схождение измеряют в градусах/минутах, и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах — это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками колёс(в справочниках обычно приводятся данные по штатным колёсам, при произвольном диаметре колеса необходим пересчёт). Это определение верно только в случае неповреждённых, правильно смонтированных колёс. Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Одним из первых признаков неправильно установленного схождения является визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При схождении в 5 и более мм покрышка полностью сотрётся менее чем за 1000 км. Иногда вместо схождения колёс может требоваться выставить их расхождение (например, на задней оси с независимой подвеской колёс).
Кастер
Кастер или кастор — 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, кастр позволяет ездить на велосипеде, не держась за руль. На обычных автомобилях кастер имеет положительное значение (например 2,35 градуса у Mitsubishi Outlander XL). Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов больше, что делает ход автомобиля устойчивее, а также повышается стремление авто к прямолинейному движению. И наоборот, на цирковых велосипедах или на погрузчиках кастр 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.
Как часто надо делать сход-развал
Итак, регулировке подвергаются три основных параметра подвески, о них и следует рассказать в теоретической части статьи.
Развал – это угол наклона колес по отношению к поверхности дороги. Он может быть отрицательным – если верхняя часть колеса имеет наклон к центру автомобиля, и положительным – если верхняя часть колеса, соответственно, наклонена от центра машины. И каждого из положений есть свои положительные стороны и недостатки. Например, если угол развала отрицательный, то увеличивается пятно контакта колеса с дорогой, улучшается сцепление с дорогой, но при этом резина быстрее изнашивается.
Второе важное понятие, это кастер – угол продольного наклона оси поворота колеса, или, проще говоря, горизонтальное положение колес в арках. Это положение влияет на управляемость: немного увеличенный кастер делает рулевое управление более острым, но в случае излишне увеличенного кастера руль становится тяжелым.
Третье понятие, которое следует знать, – это схождение. Суммарным схождением называют сумму всех углов между продольной осью автомобиля и плоскостью, проходящей через центр левого и правого колес. Схождение может быть положительным (для передних колес) – в таком случае автомобиль становится более стабильным на высоких скоростях, но при этом возрастает недостаточная поворачиваемость. Отрицательно схождение передних колес делает рулевое управление более точным, но при этом увеличивается износ резины и все неровности дороги отзываются на руле – появляется так называемое «биение».
Как проводят саму процедуру? В разных мастерских ее проводят по-разному. Некоторые мастера подходят к делу ответственнее: прежде чем отрегулировать сход-развал, специалист сначала проверяет давление в колесах, обычно используя для этого переносной компрессор. Далее на все колеса устанавливаются датчики, а при помощи специальной распорки зажимается ножной тормоз. Особенно квалифицированные мастера также осматривают подвеску на наличие видимых неисправностей – однако такие специалисты встречаются крайне редко. Автомобиль «загоняют на яму» и «прожимают». Данные с датчиков передаются в компьютер, после чего результаты заносятся в таблицу, при этом первая строка – это показатели автомобиля с грузом в багажнике, следующая строка – без него. Все потому, что даже небольшой дополнительный вес способен повлиять на результаты замера. При этом большинство рабочих сервисных мастерских обычно опускают этот момент и проводят замеры с нагруженным автомобилем.
Две самые частные причины, по которым автомобилисты приезжают делать сход-развал — это плохая управляемость или увод автомобиля в сторону, а или же повышенный износ покрышек.
Однако проверить и отрегулировать сход-развал следует и на новом автомобиле. Завод-изготовитель выставляет средние параметры с расчетом на то, что дилер пред продажей подготовит автомобиль и сделает необходимую доводку. Но, как показывает практика, продавцы в большинстве своем этот момент опускают.
Производители же рекомендуют осуществлять эту процедуру каждые 15-20 тысяч километров, то есть приблизительно пару раз в год. Чтобы не тратить деньги попусту, следует регулировать сход-развал после сезонной смены покрышек.
Есть и другие ситуации, при которых следует отрегулировать сход-развал. Во-первых, после некоторых ремонтных работ: замены наконечников, шаровых опор, рулевых тяг, рулевого редуктора или рейки, маятникового рычага, стоек, пружин и сайлент-блоков. Во-вторых, при определенном поведении автомобиля – например, если машинууводит в сторону, а руль стоит криво, или если автомобиль начинает «плавать» в колее, а также если запаздывает в управлении. В-третьих, сход-развал нужно сделать после изменения высоты посадки автомобиля (обычно это делается при помощи специальных подставок или утолщенных резинок, которые устанавливаются под пружины подвески). И наконец, четвертое – сход-развал следует сделать, если руль перестал «возвращаться» при выходе из поворота, или если у автомобиля разный радиус поворота влево и вправо.
Итак, сход-развал нужно делать при плохой управляемости автомобиля, повышенном износе резины, после некоторых ремонтных работ, связанных с подвеской, а также после каждой перебортовки колес или установке новой резины. При этом мастеру следует предварительно осмотреть подвеску автомобиля, поинтересоваться у водителя о грузах в багажнике и, если они тяжелые, вынуть их на время регулировки. Также специалист должен проверить давление воздуха в колесах, диагностировать свободный ход рулевого колеса и осмотреть диски колес на предмет деформации. Невыполнение какой-либо из перечисленных процедур может повлиять на показатели датчиков.
Полезно? Жмем лайк и делимся со своими подписчиками!
Развал-схождение, что это и зачем это нужно
Обычно для машин, которые бегают по нашим дорогам, данную операцию автосервисы рекомендуют проводить с интервалом 10-15 тыс. км на отечественных авто и до 30 тыс. км на иномарках.
Внеплановая проверка и регулировка углов развала-схождения понадобится в следующих случаях:
— Вы поймали на дороге большую яму и замяли колёсный диск;
— Ремонтировалась ходовая часть, например, была замена наконечников рулевых тяг, замена рычагов подвески, замена сайлентблоков;
— При изменении клиренса авто, например, установка вставок («домиков»), установка укороченных пружин;
— Машину стало уводить в сторону;
— Сильный износ покрышек;
— Плохо самовозвращается руль при выходе из поворотов.
Зачем делать развал схождение
Результатом правльно сделанного развала схождения будет:
— Устойчивость автомобиля
— Управляемость автомобиля
— Снижение заносов автомобиля
— Снижение износа шин
— Экономия топлива
Что такое «развал-схождения»
Развал Правильный угол развала колес обеспечивает хорошее сцепление с дорогой и стабильность управления автомобилем. Не правильная установка развала может повлечь за собой неравномерный износ покрышек и проблемы с управлением. Развал колеса — это угол между центральной плоскостью колеса и перпендикуляром к поверхности дороги.
Развал измеряется в градусах, при этом колеса должны находиться в положении прямолинейного движения. Колесо с углом развала в 0 градусов вертикально по отношению к дороге. Развал положителен, если верх колеса отклоняется наружу, и отрицателен, если наклон внутрь.
Схождение Самый критический угол установки колес — это угол схождения. Чрезмерно положительное или отрицательное схождение вызывает повышенный износ покрышек. Схождение — это разница расстояний, измеренных по передним и задним точкам дисков колес, в горизонтальной плоскости. Схождение измеряется в миллиметрах. Схождение может так же выражаться в угловых мерах, тоесть в градусах. Если расстояние измеренное по передним точкам меньше расстояния измерянного по задним точкам, то говорят о положительном схождении, если наоборот — об отрицательном или обратном схождении. Схождение считаеться нулевым, если колеса параллельны друг другу.
Продольный наклон шкворня (кастер) Основные функции продольного наклона шкворня — это улучшение стабильности управления и обеспечение тенденции к самоустановке управляемых колес. Неправильный угол продольного наклона шкворя может вызвать чрезмерную трудность вращения рулевого колеса. Продольный наклон шкворня — это угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на вертикальную плоскость, проходящую через ось действия тяги. Продольный наклон шкворня измеряется в градусах. Продольный наклон шкворня положителен, если верхняя часть оси отклонена назад, продольный наклон шкворня отрицателен, если верхняя часть оси отклонена вперед.
Стенд «развал-схождения» относится к числу одного из самых распространенных видов гаражного оборудования на автомобильных сервисных станциях. Важность правильной регулировки колес трудно переоценить. От правильно проведенной регулировки «развал-схождения» зависит не только долговечность автомобильных шин, которая, в свою очередь, влияет на безопасность автомобиля во время движения, но также исправность и надежность подвески и рулевой системы автомобиля.
Сложность задач, решаемых при регулировке «развал-схождения», заключается в многообразии форм и размеров автомобилей, применении дисков колес различных типов и габаритов.
Современный стенд «развал-схождения» способен производить все необходимые измерения и регулировку углов колеса, а также размеров колес и габаритов рамы автомобиля. Стоит также отметить, что проведение работ по «развал-схождению» собственно уже мало зависит от имеющихся производственных условий и может осуществляться неспециализированным персоналом.
Что именно делают при развале-схождении
Как правило при прохождении стенда вы получаете распечатку, в которой расписаны значения всех углов. В ней можно увидеть обычно следующие значения:
— углы развала правого и левого колёс (для передней и задней подвески);
— углы схождения правого и левого колёс (для передней и задней подвески);
— смещение передней и задней оси авто;
— продольный и поперечный угол наклона оси поворота колеса;
— повёрнутость задней оси (угол движения автомобиля).
Для всех параметров будет указаны допустимый диапазон значений для вашей марки автомобиля, значение до регулировки, значение после регулировки.
В самом начале проверяется, что все измеряемые углы находятся в допустимых диапазонах. Если какие-то значения выходят за пределы нормы, то их регулируют с помощью специальных регулировочных узлов, которые предусмотрены конструкцией подвески.
Надо заметить, что регулировка развала и сходимости исключена в случаях повреждений дисков и изменения их геометрии. Колёсные диски должны обладать одинаковыми параметрами (диаметр, вылет, ширина). Покрышки справа и слева должны быть одинаковы по размеру и быть одной модели. Давление в шинах должно быть одинаковым.
Перед началом регулировки опытный мастер должен внимательно осмотреть машину, произвести диагностику ходовой части, проверить давление в колесах. При обнаружении недостатков поставить в известность клиента и отсрочить выполнение СР до устранения неисправностей.
Обязательной составной частью подготовительных операций является операция «компенсации биения обода колеса». Практически любой колесный диск имеет искажения геометрической формы. Чтобы исключить влияние этих искажений на результаты регулировки и проводится операция «компенсации». Внешне это выглядит так: вывешивается передний (или задний) мост автомобиля, навешиваются приборы на колеса, и каждый прибор индивидуально регулируется под то колесо на котором он находится. В принципе этих тонкостей знать рядовому автолюбителю необязательно. Но если вы вдруг заметили, что мастер пропустил эту операцию, это должно вас насторожить. Исключение составляют стенды последнего поколения (т. н. 3D-технология), где «компенсация» производится без вывешивания мостов, а путем прокатывания машины взад-вперед.
Следующий этап: общая диагностика геометрии ходовой части согласно показаниям приборов и выявление недостатков, которые могут влиять на устойчивость и управляемость автомобиля независимо от качества регулировкиРС (смещение лонжеронов, смещение мостов и т. п.).
Понятие РС вмещает в себя не только регулировку развала и схождения, но и замер и по возможности регулировку еще нескольких параметров, о которых я расскажу ниже.
Оптика, лазер или компьютер?
Перед клиентом всегда стоит вопрос, куда ехать: на оптический или на компьютерный стенд? Разрешу извечные споры на эту тему: можно сделать ОДИНАКОВО ПЛОХО как на первом, так и на втором. В конечном итоге все зависит от мастерства «развальщика» и от того, с какой любовью он относится к своему оборудованию и вообще — к своей профессии. Стенд может быть наикрутейшим, но если он не проходит регулярную проверку и не откалиброван должным образом, то вся его точность сводится на «нет».
Оптические стенды более просты, но надежны в эксплуатации. Правда, точность измерения на порядок ниже. Существенным недостатком оптических стендов является то, что он единовременно может диагностировать только одну ось (переднюю или заднюю). Как правило делается только «передок» и мы не видим, что творится с задним мостом. Между тем, погрешности углов заднего моста могут влиять на управляемость и устойчивость автомобиля в несколько раз сильнее, чем передний мост. На оптическом стенде не видно очень важного параметра — повернутости заднего моста, которая задает т. н. «угол движения» автомобиля. Поэтому при регулировке на оптическом стенде всегда остается вероятность того, что руль будет иметь некоторый наклон при движении а/м по прямой.
Компьютерный стенд с замкнутым контуром измерения свободен от этого недостатка. Кроме того, на нем знающий специалист легко может выявить все недостатки в геометрии кузова (была машина в аварии или нет), поскольку диагностируются оба моста одновременно, их взаимное расположение по отношению к оси симметрии автомобиля (повернутость, смещение и т. д.). Но оговорюсь сразу: существуют компьютерные стенды с незамкнутым контуром измерения и стенды старых годов выпуска с несовершенными программами. Их функциональность гораздо ниже предыдущих. Поэтому надо знать, куда ехать.
Еще один «плюс» компьютерной регулировки состоит в получении документальной распечатки результатов регулировки. Другое дело, что не каждый в состоянии понять, что обозначают те или иные напечатанные там параметры.
Наиболее частые неисправности, проявляющиеся после регулировки РС
Руль стал стоять неровно при движении по прямой Причин несколько:
1. Повышенный свободный ход рулевого управления. СР был выполнен без учета этого момента и при движении свободный ход выбирается влево или вправо, что приводит к небольшому наклону руля.
2. Автомобиль имеет повернутость заднего моста. СР был выполнен на оптическом стенде (он не видит и не учитывает этот параметр), либо на компьютерном стенде, но с выключенной функцией измерения угла движения автомобиля.
3. Разное давление в покрышках передних или задних колес (операцию выравнивания давления мастер должен был выполнить перед регулировкой СР).
4. Имеются скрытые дефекты ходовой части, которые по какой-либо причине не были обнаружены при дефектовке оной.
5. Иногда бывают случаи, когда руль изменяет угол своего положения даже при обычной перестановке передних колес между собой.
Примечание: Если помимо наклона руля одновременно присутствует увод автомобиля в сторону, то сначала нужно найти и устранить причину увода, а затем уже смотреть истинное положение руля.
Автомобиль уводит в сторону при движении по прямой
1. Проверьте влияние передних покрышек на увод, несмотря даже на то, что у вас новая резина. Поменяйте между собой левое и правое передние колеса. Если увод при этом переходит на противоположную сторону, то дело в резине. Пускайте колеса по кругу и ищите пару, на которой машина поедет ровно. Данная причина увода в последнее время встречается очень часто. Во всем виновато качество изготовления. Как говорят специалисты — это т. н. силовая неоднородность каркаса покрышки.
2. При выполнении РС был продиагностирован только передний мост автомобиля. Нужно продиагностировать задний мост. Возможно, причина кроется в нем (погнутости, деформации, смещения и т. д.).
3. Имеются скрытые дефекты ходовой части, которые не были обнаружены при дефектовке.
4. Некачественно выполнен РС. Требуйте переделать.
До регулировки РС машину не вело, но был износ резины, после РС появился увод
Скорее всего причина в резине (см. пункт выше). Автомобиль раньше ехал ровно потому, что увод, создаваемый резиной, был уравновешен уводом в противоположную сторону, создаваемым неправильным РС. Устраняем одну причину увода (в нашем случае — РС), вторая остается — появляется увод.
Все о углах установки колес часть 1.
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.
При выборе этого параметра «производитель» в каждом конкретном случае руководствовался разными соображениями, которые он считал приоритетными. Итак, к чему стремятся конструкторы автомобильных подвесок при выборе УУК? Конечно, к идеалу. Идеалом для автомобиля, который движется прямолинейно, считается такое положение колес, когда плоскости их вращения (плоскости качения) перпендикулярны поверхности дороги, параллельны друг другу, оси симметрии кузова и совпадают с траекторией движения. В этом случае потери мощности на трение и износ протектора шин минимальны, а сцепление колес с дорогой, наоборот, максимально. Естественно, возникает вопрос: что же заставляет преднамеренно отклоняться от идеала? Забегая вперед, можно привести несколько соображений. Во-первых, мы судим об углах установки колес на основании статической картины, когда автомобиль неподвижен. Кто сказал, что в движении, при ускорении, торможении и маневрировании автомобиля она не меняется? Во-вторых, сокращение потерь и продление срока службы шин не всегда является приоритетной задачей. Прежде чем рассказывать о том, какие факторы принимают в расчет разработчики подвесок, условимся, что из большого числа параметров, описывающих геометрию подвески автомобиля, мы ограничимся лишь теми, что входят в группу первичных (primary) или основных. Они называются так потому, что определяют настройку и свойства подвески, всегда контролируются при ее диагностике и регулируются, если таковая возможность предусмотрена. Это хорошо известные схождение, развал и углы наклона оси поворота управляемых колес. При рассмотрении этих важнейших параметров нам придется вспомнить и о других характеристиках подвески.
Схождение (TOE) характеризует ориентацию колес относительно продольной оси автомобиля. Положение каждого колеса может быть определено отдельно от других, и тогда говорят об индивидуальном схождении. Оно представляет собой угол между плоскостью вращения колеса и осью автомобиля при его наблюдении сверху. Суммарное схождение (или просто схождение) колес одной оси. как и следует из названия, представляет собой сумму индивидуальных углов. Если плоскости вращения колес пересекаются впереди автомобиля, схождение положительное (toe-in), если сзади — отрицательное (toe-out). В последнем случае можно говорить о расхождении колес.
В регулировочных данных иногда схождение приводится не только в виде угловой, но и линейной величины. Это связано с тем. что о схождении колес также судят по разности расстояний между закраинами ободьев, замеренных на уровне их центров сзади и спереди оси.
В различных источниках, в том числе и серьезной технической литературе, часто приводится версия о том, что схождение колес необходимо для компенсации побочного действия развала. Мол, из-за деформации шины в пятне контакта «разваленное» колесо можно представить как основание конуса. Если колеса установлены с положительным углом развала (почему — пока неважно), они стремятся «раскатиться» в разные стороны. Чтобы этому противодействовать, плоскости вращения колес сводят.(рис.20)
Версия, надо сказать, не лишена изящества, но не выдерживает критики. Хотя бы потому, что предполагает однозначную взаимосвязь между развалом и схождением. Следуя предлагаемой логике, колеса, имеющие отрицательный угол развала, обязательно должны устанавливаться с расхождением, а если угол развала нулевой, то и схождения быть не должно. В действительности это совсем не так.
Допустим, в движении по прямой на одно из них оказывается случайное возмущающее воздействие от неровности дороги. Возросшая сила сопротивления поворачивает колесо в направлении уменьшения схождения. Через рулевой механизм воздействие передается на второе колесо, схождение которого, наоборот, увеличивается. Если изначально колеса имеют положительное схождение, сила сопротивления на первом уменьшается, а на втором — растет, что противодействует возмущению. Когда схождение равно нулю, противодействующий эффект отсутствует, а когда оно отрицательное — появляется дестабилизирующий момент, способствующий развитию возмущения. Автомобиль с такой регулировкой схождения будет рыскать по дороге, его придется постоянно ловить подруливанием, что недопустимо для обычного дорожного автомобиля.
У этой «монеты» есть и обратная, позитивная сторона — отрицательное схождение позволяет добиться от рулевого управления наиболее быстрой реакции. Малейшее действие водителя тут же провоцирует резкое изменение траектории — автомобиль охотно маневрирует, легко «соглашается» на поворот. Такая регулировка схождения сплошь и рядом используется в автоспорте.
Те, кто смотрят телепередачи о чемпионате WRC, наверняка обращали внимание на то, как активно приходится работать рулем тому же Лёбу или Гронхольму даже на относительно прямых участках трассы. Аналогичное воздействие на поведение автомобиля оказывает схождение колес задней оси — уменьшение схождения вплоть до небольшого расхождения увеличивает «подвижность» оси. Этот эффект часто используют для компенсации недостаточной поворачиваемости автомобилей, например, переднеприводных моделей с перегруженной передней осью.
Таким образом, статические параметры схождения, которые приведены в регулировочных данных, представляют собой некую суперпозицию, а иногда и компромисс между желанием сэкономить на топливе и резине и добиться оптимальных для автомобиля характеристик управляемости. Причем заметно, что в последние годы превалирует последнее.
Развал – параметр, который отвечает за ориентацию колеса относительно дорожного покрытия. Мы помним, что в идеале они должны быть перпендикулярны друг другу, т.е. развала быть не должно. Тем не менее у большинства дорожных автомобилей он есть. В чем фишка?
Справка.
Развал (camber) отражает ориентацию колеса относительно вертикали и определяется как угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Если колесо на самом деле «развалено», т.е. его вершина наклонена наружу, развал считается положительным. Если колесо наклонено к кузову – развал отрицательный.
До недавнего времени наблюдалась тенденция именно разваливать колеса, т.е. придавать углам развала положительные значения. Многим, наверняка, памятны учебники по теории автомобиля, в которых установка колес с развалом объяснялась стремлением перераспределить нагрузку между внешним и внутренним ступичными подшипниками. Мол, при положительном угле развала большая ее часть приходится на внутренний подшипник, который проще выполнить более массивным и прочным. В результате выигрывает долговечность подшипникового узла. Тезис не очень убедительный, хотя бы потому, что он если и справедлив, то только для идеальной ситуации – прямолинейного движения автомобиля по абсолютно ровной дороге. Известно, что при маневрах и проезде неровностей, даже самых незначительных, подшипниковый узел испытывает динамические нагрузки, которые на порядок превышают статические силы. Да и распределяются они не совсем так, как «диктует» положительный развал колес.
Иногда пытаются толковать положительный развал как дополнительную меру, направленную на уменьшение плеча обкатки. Когда у нас дойдет дело до знакомства с этим важным параметром подвески управляемых колес, станет понятно, что такой способ воздействия далеко не самый удачный. Он сопряжен с одновременным изменением ширины колеи и включенного угла наклона оси поворота колеса, что чревато нежелательными последствиями. Существуют более прямые и менее болезненные варианты изменения плеча обкатки. К тому же его минимизация не всегда является целью разработчиков подвески.
Более убедительно выглядит версия, что положительным развалом компенсируется смещение колес, происходящее при увеличении нагрузки на ось (в результате роста загрузки автомобиля или динамического перераспределения его массы при ускорении и торможении). Эласто-кинематические свойства большинства типов современных подвесок таковы, что с увеличением веса, приходящегося на колесо, угол развала уменьшается. Чтобы при этом обеспечить максимальное сцепление колес с дорогой, логично их предварительно чуть «развалить». Тем более что в умеренных дозах развал несильно отражается на сопротивлении качению и износе шин.
Достоверно известно, что на выбор величины развала также оказывает влияние общепринятое профилирование дорожного полотна. В цивилизованных странах, где существуют дороги, а не направления, их поперечное сечение имеет выпуклый профиль. Чтобы в этом случае колесо оставалось перпендикулярным к опорной поверхности, ему нужно придать небольшой положительный угол развала.
Просматривая спецификации на УУК, можно заметить, что в последние годы превалирует противоположная «развальная тенденция». Колеса большинства серийных автомобилей в статике устанавливаются с отрицательным развалом. Дело в том, что, как уже упоминалось, на первый план выходит задача обеспечения их наилучшей устойчивости и управляемости. Развал – это параметр, который оказывает определяющее влияние на так называемую боковую реакцию колес. Именно она противодействует центробежным силам, действующим на автомобиль в повороте, и способствует его удержанию на криволинейной траектории. Из общих соображений следует, что сцепление колеса с дорогой (боковая реакция) будет максимальным при наибольшей площади пятна контакта, т.е. при вертикальном положении колеса. На самом деле у колеса стандартной конструкции она достигает пика при небольших отрицательных углах наклона, что обусловлено вкладом упоминавшейся тяги развала. Значит, чтобы сделать колеса автомобиля предельно цепкими в повороте, нужно их не разваливать, а, наоборот, «сваливать». Этот эффект известен давно и столь же давно используется в автоспорте. Если предметно взглянуть на «формульный» болид, хорошо заметно, что его передние колеса установлены с большим отрицательным развалом.
Что хорошо для гоночных болидов, не совсем подходит для серийных автомобилей. Чрезмерный отрицательный развал вызывает повышенный износ внутренней зоны протектора. С увеличением наклона колеса сокращается площадь пятна контакта. Сцепление колес при прямолинейном движении уменьшается, в свою очередь снижается эффективность ускорения и торможения. На способность автомобиля удерживать прямолинейную траекторию избыточный отрицательный развал влияет так же, как и недостаточное схождение, автомобиль становится излишне нервозным. Виновна в этом все та же тяга развала. В идеальной ситуации вызванные развалом боковые силы действуют на оба колеса оси и уравновешивают друг друга. Но стоит одному из колес потерять сцепление с дорогой, как тяга развала другого оказывается некомпенсированной и заставляет автомобиль отклониться от прямолинейной траектории. Кстати, если припомнить, что величина тяги зависит от наклона колеса, нетрудно объяснить боковой увод автомобиля при неодинаковых углах развала правого и левого колес. Одним словом, при выборе величины развала также приходится искать «золотую середину».
Чтобы обеспечить автомобилю хорошую устойчивость, недостаточно в статике сделать углы развала отрицательными. Конструкторы подвески должны добиться, чтобы колеса сохраняли оптимальную (или близкую к ней) ориентацию на всех режимах движения. Выполнить это непросто, поскольку при маневрах любые изменения положения кузова, сопровождающиеся смещением элементов подвески (клевки, боковые крены и т.д.), приводят к существенному изменению развала колес. Как ни странно, эта задачка решается проще на спортивных автомобилях с их «зубодробительными» подвесками, отличающимися высокой угловой жесткостью и короткими ходами. Здесь статические величины развала (и схождения) меньше всего отличаются от того, как они выглядят в динамике.
Чем больше диапазон ходов подвески, тем больше изменение развала в движении. Поэтому тяжелее всего приходится разработчикам обычных дорожных автомобилей с максимально эластичными (для наилучшего комфорта) подвесками. Им приходится поломать голову над тем, как «совместить несовместное» – комфорт и устойчивость. Обычно компромисс удается найти, «поколдовав» над кинематикой подвески.
Существуют решения, позволяющие свести к минимуму изменение углов развала и придать этим изменениям желательный «тренд». Например, желательно, чтобы в повороте наиболее нагруженное внешнее колесо оставалось бы в том самом оптимальном положении – с небольшим отрицательным развалом. Для этого при крене кузова колесо должно еще больше «заваливаться» на него, что достигают оптимизацией геометрии направляющих элементов подвески. Помимо этого, стараются уменьшить сами крены кузова, применяя стабилизаторы поперечной устойчивости.
Справедливости ради стоит сказать, что эластичность подвески не всегда враг устойчивости и управляемости. В «хороших руках» эластичность, напротив, способствует им. Например, при умелом использовании эффекта «самоподруливания» колес задней оси. Возвращаясь к теме разговора, можно резюмировать, что углы развала, которые указываются в спецификациях для легковых автомобилей, будут значительно отличаться от того, какими они окажутся в повороте.
Завершая «разборку» со схождением и развалом, можно упомянуть еще об одном интересном аспекте, имеющем практическое значение. В регулировочных данных на УУК приводятся не абсолютные значения углов развала и схождения, а диапазоны допустимых величин. Допуски на схождение жестче и обычно не превышают ±10′, на развал – в несколько раз более свободные (в среднем ±30′). Это значит, что мастер, выполняющий регулировку УУК, может настроить подвеску, не выходя за пределы заводских спецификаций. Казалось бы, несколько десятков угловых минут – ерунда. Вогнал параметры в «зеленый коридор» – и порядок. Но давайте посмотрим, каков может быть результат. К примеру, в спецификациях для BMW 5-й серии в кузове Е39 указываются: схождение 0°5’±10′, развал –0°13’±30′. Это значит, что, оставаясь в «зеленом коридоре», схождение может принять значение от –0°5′ до 5′, а развал от –43′ до 7′. То есть и схождение, и развал могут быть отрицательными, нейтральными или положительными. Имея представление о влиянии схождения и развала на поведение автомобиля, можно намеренно «подшаманить» эти параметры так, чтобы получить желаемый результат. Эффект не окажется разительным, но он обязательно будет.
Рассмотренные нами развал и схождение – параметры, которые определяются для всех четырех колес автомобиля. Далее речь пойдет об угловых характеристиках, которые имеют отношение только к управляемым колесам и определяют пространственную ориентацию оси их поворота.
Известно, что положение оси поворота управляемого колеса автомобиля определяется двумя углами: продольным и поперечным. А почему бы не сделать ось поворота строго вертикальной? В отличие от случаев с развалом и схождением ответ на этот вопрос более однозначный. Здесь разные источники практически единодушны, по крайней мере в отношении продольного угла наклона – кастера.
Справедливо отмечают, что главная функция кастера – скоростная (или динамическая) стабилизация управляемых колес автомобиля. Стабилизацией в данном случае называют способность управляемых колес сопротивляться отклонению от нейтрального (соответствующего прямолинейному движению) положения и автоматически возвращаться к нему после прекращения действия внешних сил, вызвавших отклонение. На движущееся автомобильное колесо постоянно действуют возмущающие силы, стремящиеся вывести его из нейтрального положения. Они могут быть следствием проезда неровностей дороги, неуравновешенности колес и т.д. Поскольку величина и направление возмущений постоянно меняются, их воздействие носит случайный колебательный характер. Не будь механизма стабилизации, парировать колебания пришлось бы водителю, что превратило бы управление автомобилем в мучение и наверняка увеличило износ шин. При грамотно выполненной стабилизации автомобиль устойчиво движется по прямой с минимальным вмешательством водителя и даже с отпущенным рулевым колесом.
Отклонение управляемых колес может быть вызвано намеренными действиями водителя, связанными с изменением направления движения. В этом случае стабилизирующий эффект содействует водителю на выходе из поворота, автоматически возвращая колеса в нейтральное положение. А вот на входе в поворот и в его апексе «драйверу», напротив, приходится преодолевать «сопротивление» колес, прикладывая к рулевому колесу определенное усилие. Возникающая на рулевом колесе реактивная сила создает то, что называют чувством руля или информативностью рулевого управления и чему уделяют много внимания и разработчики автомобилей, и автомобильные журналисты.