Зачем колёсам нужны углы

Речь конечно же пойдёт не об угловатых колёсах, а об углах их установки, называемых в просторечии сход-развал. А также, для чего нужен этот сход-развал.

Основных углов установки колёс, которым периодически требуется регулировка, всего три. В технике они получили названия кастер, развал и схождение. Благодаря им автомобиль устойчив при движении, а расход топлива автомобиля и износ протектора его колёс минимален.

Что такое кастер

Понятие «кастер» появилось, как название продольного угла наклона шкворня, вокруг оси которого вращается поворотный кулак переднего управляемого колеса. Шкворень применяется в передней зависимой подвеске, которая поначалу часто встречалась в конструкции легковых автомобилей. По сути кастер, это продольный наклон оси поворота управляемого колеса, где оси шаровых шарниров и опорных подшипников играют роль шкворня. Например в таких, как наиболее распространённые сейчас независимые передние подвески типа «МакФерсон» (McPherson). У многорычажных передних подвесок, ось поворота колеса (воображаемый шкворень) проходит по осям шаровых шарниров.

Из-за продольного наклона оси поворота назад (положительный кастер), появляется эффект недостаточной поворачиваемости, благодаря которому улучшается устойчивость автомобиля при движении по прямой, а управляемые колёса всегда стремятся занять нейтральное положение. Чем больше угол наклона, тем сильней это стремление. Стоит отпустить руль после поворота, как передние колёса сами поворачиваются в положение для движения прямо. Этому же способствует и наклон «шкворня» в поперечной плоскости, который обеспечивает поднятие передка автомобиля, при малейшем отклонении управляемых колёс от положения, при котором автомобиль движется прямо. При этом передние колёса весом автомобиля всегда стремятся возвратиться в исходное положение, что помогает сохранять машине прямолинейное движение.

У переднеприводных машин продольный наклон «шкворня» не превышает 8 градусов (чаще всего 1-2 градуса), а у заднеприводных он может достигать 10, а то и 12 градусов (обычно 4-5). При таком кастере управляемые колёса наклоняются внутрь поворота, при его прохождении. Помимо улучшения управляемости, кастер влияет и на безопасность движения. В случае потери связи с одним из управляемых колёс (поломка наконечника рулевой тяги, например), управление автомобилем частично сохраняется, позволяя снизить скорость и остановиться.

Однако от чрезмерного продольного наклона «шкворня» назад ухудшается сцепление колёс со скользкой и неровной дорогой, а также увеличивается усилие на рулевом колесе (у авто без усилителя) и минимальный радиус разворота.
При нулевых и отрицательных углах осей поворота, ухудшается управляемость, появляется потребность в постоянном отлавливании автомобиля на дороге (подруливании), т.е. появляется избыточная поворачиваемость. Усилие на руле при этом минимально.

Развал

Термин «развал колёс» означает отклонение плоскости вращения колеса от вертикали. При положительном развале, расстояние, измеренное по внутренним поверхностям колёс вверху больше, чем внизу, а при отрицательном развале, наоборот.
Угол развала увязан с таким параметром конструкции передней подвески, как плечо обката колеса. Плечо обкатки, это расстояние между срединой пятна контакта протектора, контактирующего с дорогой и осью «шкворня», т.е. осью поворота переднего колеса.
Если центр протектора находится снаружи оси «шкворня», плечо является положительным, а если центр протектора находится с внутренней стороны от оси поворота колеса, то плечо обката отрицательное. При совпадении оси «шкворня» и центра протектора, плечо будет нулевым.

При положительном плече обкатки, любая неровность дороги передаётся колесом на руль в виде ударов и рывков. Для компенсации положительного плеча обкатки нужен положительный развал. При нулевом, или отрицательном плече обкатки, развал колёс нужен близкий к нулю, т.к. при таком угле поперечного наклона «шкворня» самое низкое сопротивление качению и самое оптимальное сцепление шины с дорогой по причине наибольшей площади соприкосновения. Также при нулевом, или отрицательном развале, автомобиль гораздо устойчивей в поворотах.

Схождение

Последний угол из серии «сход-развал» это схождение (сход). Как следует из названия, колёса сходятся под углом к продольной оси машины. То есть, расстояние между внутренними краями колёс спереди и сзади разное. Если спереди расстояние меньше, то схождение положительное, а если сзади, то отрицательное. Схождение может быть и нулевым, т.е. расстояния спереди и сзади между внутренними поверхностями колёс одинаковы.

Положительное схождение, чаще всего, применяется на заднеприводных автомобилях с многорычажной передней подвеской и положительным плечом обкатки управляемых колёс. Это нужно потому, что при такой конструкции подвески надо компенсировать изменение угла схождения, т.к. из-за сопротивления качению колёс при движении вперёд, рычаги подвески, выбрав люфты в шарнирах, отклоняются назад, меняя начальный угол схождения.

У переднеприводных автомобилей, как правило, схождение близко к нулю, или даже отрицательное. Связано это с тем, что передние ведущие колёса, выбирая люфты подвески, стремятся увеличить угол схождения.

Когда надо регулировать сход-развал

Со временем, при большом пробеге, шарниры в передней подвеске и рулевом управлении изнашиваются. Из-за увеличившихся зазоров в шарнирах, рычаги подвески приобретают некую свободу, а углы установки передних колёс начинают выходить за те значения, при которых подвеска работает оптимально. Наступает момент, когда необходимо отрегулировать сход-развал.

Верными признаками неправильных углов установки передних колёс является повышенный износ их протектора и изменившаяся в худшую сторону управляемость авто. Последствием чрезмерно положительного развала становится равномерный износ наружной части протектора обеих колёс. При слишком отрицательном развале, протектор изнашивается с внутренней стороны колёс.

Пилообразный износ наружной части протектора является последствием большего, чем надо, положительного схождения, а если «пила» на внутренней стороне протектора обеих колёс, то схождение сильно отрицательно. При слишком большом положительном схождении автомобиль сам стремится занырнуть в поворот, прохождение которого даже на самой малой скорости сопровождается визгом покрышек, как в сценах автомобильной погони на экране телевизора.

Причина того, что автомобиль тянет в одну сторону, чаще всего кроется в большой разнице углов развала левого и правого колёс, или продольного наклона правого и левого «шкворней».

Исходя из всего выше сказанного, рекомендуется содержать переднюю подвеску в исправном состоянии. После появления признаков её износа, подвеску надо перебрать с последующей обязательной проверкой и регулировкой схода-развала.

Проверять углы установки надо и после попадания одного из колёс в глубокую выбоину, коими изобилуют дороги страны. Особенно, когда это вызвало пробой подвески и смятие борта диска.

Как проверить и отрегулировать сход-развал

Очень большое число производителей в последнее время конструируют переднюю подвеску таким образом, что регулировка кастера не возможна. Всё чаще выпускают авто, у которых уже и угол развала заложен конструктивно и его регулировка не предусмотрена. Тем не менее, рассмотрим некоторые рекомендации по регулировке схода-развала у тех авто, где они пока что нужны.

Прежде чем начинать проверку углов установки колёс, нужно проверить техническое состояние передней подвески. Тоже самое надо сделать и с рулевым управлением. Все их шарниры, опорные и ступичные подшипники, а также колёсные диски и шины должны находиться в исправном состоянии. Давление колёс должно быть одинаковым и иметь значение, рекомендованное изготовителем.

Перед началом проверки, вал рулевой колонки выставляется в нейтральное положение. Это необходимо сделать потому, что у многих современных реечных рулевых колонок рейки имеют переменный шаг зубов, разный в центре и по краям рейки. Соответственно, номинальный зазор между шестерней и рейкой будет, когда они находятся в нейтральном положении. Тоже самое с колонками, имеющими червячный механизм. Наименьший зазор между червяком и шестерней в центральной части червяка, который увеличивается к его краям.

После этой операции регулировка ведётся в последовательности: кастер, развал и последним схождение.

У многорычажных подвесок угол наклона «шкворня» регулируется прекосом верхнего, или нижнего рычага. Для этого между болтом крепления оси рычага и его подрамником (или кузовом) устанавливается нужный по толщине пакет прокладок. В авто с подвеской типа «МакФерсон» кастер регулируется набором шайб на растяжке стойки. А развал в таких подвесках, чаще всего, регулируется перемещением поворотного кулака относительно стойки при помощи эксцентрикового болта. Также развал может регулироваться перемещением шаровой опоры в отверстиях нижнего рычага.

Развал в многорычажных подвесках регулируется шайбами, подложенными под оба болта оси одного из рычагов (верхнего, или нижнего). При этом шайбы, которыми регулировался кастер, остаются на месте.

Схождение, чаще всего, регулируется смещением наружных наконечников по резьбе рулевых тяг.

В любом случае, проверку и регулировку схода-развала лучше доверить специалисту, специализирующемуся на этом виде ремонта, а также имеющему соответствующие навыки и оборудование.

Вам также может понравиться

Добавить комментарий