кросс продольный наклон что это
Углы установки колес и их влияние на управляемость автомобиля
Развал – это угол установки колес по отношению к поверхности дороги при взгляде на автомобиль спереди. Если провести воображаемую линию через центр колеса перпендикулярно к дороге, то это будет нулевой развал.
Если колеса верхней стороной направлены внутрь(«домиком») – это отрицательный угол развала.
Если колеса верхней стороной направлены наружу – это положительный угол развала.
ВЛИЯНИЕ РАЗВАЛА НА ПОВЕДЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ
Значения развала для спортивных автомобилей обычно находятся в пределах
Какие у этого плюсы:
— В повороте корпус автомобиля кренится, тем самым создавая положительный развал и уменьшая площадь пятна контакта колеса с дорогой.Отрицательные значения развала компенсируют этот эффект.Как итог – больше сцепления и больше стабильности в поворотах.
— Отрицательный развал на обоих колесах создает дополнительную стабильность на прямой, т.к. колесо с отрицательным развалам старается катиться по траектории, направленной внутрь(подобно конусу, который катится по окружности вокруг своей вершины)
— При повороте внутреннее колесо разгружается и даже иногда полностью поднимается, тем самым позволяя опорному колесу еще сильнее уводить автомобиль внутрь поворота.
Отрицательный развал имеет и свои минусы:
— Повышенный износ внутренний кромки шины при езде по прямой.
— Нестабильность на разгонах и торможениях по прямой(т.к. площадь пятна контакта мала)
Идеальным вариантом было бы иметь колеса, установленные перпендикулярно к дороге при любых условиях. Но, по сравнению с гоночными, на обычных гражданских автомобилях этого сложнее добиться из-за более мягкой подвески с большими ходами, создающей большие крены при поворотах. Так же большую роль играет износ шин – для обычного автомобиля он должен быть экономичным, а гонщики могут позволить себе покупать покрышки чаще(по крайней мере хотелось бы, чтобы это было так 🙂 )
КАСТЕР — это продольный угол наклона оси поворота колеса.
Это линия проходящая чаще всего через верхнюю и нижнюю точки крепления стойки.
Положительный кастер – когда ось поворота колеса завалена в сторону задней части машины, при взгляде на автомобиль сбоку. Такая конфигурация создает стабилизирующий момент, возвращающий колеса в исходное положение и способствующий прямолинейному движению автомобиля.
КАК КАСТЕР ВЛЯЕТ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ
Чем больше кастер смещен в сторону позитивного, тем более стабильна машина будет на прямой, но тем сильнее возрастет усилие на руле при повороте.
Кроме того, при повороте внутреннее колесо будет приподнимать машину, а внешнее опускать, тем самым создавая боковой крен, который совсем не желателен.
Влияет главным образом на 3 параметра – износ шин, стабильность прямолинейного движения и управляемость на входе в поворот.
Схожде́ние — это угол/расстояние между направлением движения и плоскостью вращения колеса.
Отрицательным считается схождение, когда колеса смотрят в разные стороны по ходу движения.
ВЛИЯНИЕ СХОЖДЕНИЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ
В гражданских автомобилях с помощью схождения компенсируют эффект криволинейного качения колеса при углах развала, отличных от 0, чтобы износ резины был минимален.
Стоит избегать чрезмерных значений схождения, т.к. при сильно отрицательном схождении будут изнашиваться внутренние кромки шин, и наоборот – при очень положительном сильно нагружены будут внешние кромки шины.
Еще один положителный эффект от этого – из-за постоянного трения шины остаются чище, обеспечивая лучшее сцепление на торможении и в повороте.
Схождение бывает статическое и динамическое.
Дело в том, что в движении углы установки колес могут изменяться – это зависит от кинематики подвески и податливости соеденительных шарниров.
Развал, схождение, кастор: все, что нужно знать об углах установки колес
Она, если не копать слишком глубоко, в этом случае проста — знакома и понятна всем, кто хоть немного касался технической литературы. Вкратце напомним.
Нет нужды знать и тем более помнить значения углов для своего автомобиля, которые есть в каждом мануале и должны быть в программах у сервисов, предлагающих услугу регулировки развала-схождения. Вряд ли кто-то сейчас будет делать ее самостоятельно, вооружившись веревкой-рулеткой и отвесом или уровнем. Тем не менее надо понимать, что износ «резины» при ушедших углах — лишь видимый результат. Из незримого — ухудшившаяся управляемость из-за меньшей площади контакта шин с дорогой. Руль, рвущийся из рук от изменившегося плеча обкатки — расстояния между осью вращения колеса и осью его поворота. Наконец, нестабильное поведение на прямой.
Иной раз можно наблюдать сильно положительный развал.
Характерный пример этого — Tatra, которая с переходом на хребтовую раму и подвеску с качающимися полуосями (слева направо: прототип 1926 года, T111 1951-го и T813 1967-82 гг.) получила в порожнем варианте заметный положительный развал колес задней тележки. Но при загрузке углы выводятся в ноль, обеспечивая полное пятно контакта и равномерный износ шин
Конкретно отрицательный развал — удел спортсменов.
Есть еще один угол, о значении которого забывают или принижают его — продольного наклона оси поворота. Кастор или кастер.
С кастором тоже «играют», но также лишь в спорте и при тюнинге.
Ну а что нужно знать об углах установки колес в практическом плане, применительно к эксплуатации? Еще раз скажем: то, что они уходят! И главный виновник здесь — сайлентблоки рычагов. Их резина со временем деформируется, ось получает свободу, угол развала меняется. При этом колеса, вставшие «домиком», уводят в минус и схождение. Что интересно: при небольшом изменении угла развала куда более значительно изменяется схождение. Такова конструкция подвески. Получается так: колеса «домиком» совсем чуть-чуть, а износ шин не обязательно неравномерный, но сильный, поскольку, в первую очередь, именно сбитое схождение «съедает» колеса. А уже во вторую — неправильный развал.
Впрочем, применительно к конкретным моделям автомобилей вряд ли грамотный мастер возьмется точно сказать — здесь проходит столько, там вдвое меньше. Многое зависит от качества установленных запчастей и от стиля езды. То же касается кастора, но не везде.
Так когда же все-таки нужно регулировать углы установки колес, с какой периодичностью? И как выбрать сервис, в котором механики все сделают грамотно и с первого раза?
— Владельцам некоторых автомобилей можно не беспокоиться — развал у них не регулируется, только схождение. Речь, например, о внедорожниках с цельными мостами. У них регулируется только схождение спереди, иногда, как на старом мостовом Cherokee, кастор. А если развал нарушен, то виновна в том, скорее всего, погнувшаяся балка. Так бывает, например, у TLC 80. Здесь — либо выправлять, либо покупать другую.
На большинстве «бюджетников» и некоторых моделях C-класса (да и не только) сзади нечего регулировать, поскольку там используется торсионная балка. При нормальной эксплуатации углы держатся весь срок службы автомобиля.
Также есть ряд моделей (даже марок) и с передними независимыми подвесками, где не предусмотрена возможность регулировки развала. Производитель при этом подразумевает, что при исправных и неповрежденных элементах подвески основные углы (развал и кастор) будут в пределах допустимых значений. Это многие Volvo, Mazda, едва ли не все Audi, BMW кроме X5, Honda Accord последних поколений, Ford Focus I и II. Конструкция может быть как McPherson, так и двух- или многорычажка. Что надо знать в этом случае? Во-первых, схождение регулируется все равно, поскольку в сайлентблоках происходит естественная усадка, и углы все же меняются. Во-вторых, при нарушении развала/кастора уже надо менять изношенные (помятые) элементы. С другой стороны, могу точно сказать, что при подобном решении допуски по развалу больше и углы обычно держатся дольше — производитель здесь, как правило, закладывает несколько больший запас прочности.
Казалось бы, такое решение — мечта для «развальщика»: крутанул схождение, и готово. А если не «бьется» развал — извольте на замену деталей за отдельные деньги. Однако часто бывает, что основные углы вроде находятся в поле допуска, но назвать их сочетание идеальным нельзя, желательна коррекция, при том что регулировка не предусмотрена! Как объяснить владельцу машины, что углы «в зеленой зоне», но при этом возможен увод в сторону и износ резины? Например, модели с внутреннего рынка Японии обычно требуют корректировки углов под наше правостороннее движение. Тут получается, что водитель находится справа, и уклон наших дорог также вправо. В Японии эти факторы взаимно компенсировались. Если не подправить углы под наши условия, наверняка будут и правый увод автомобиля, и неравномерный износ колес. Когда предусмотрена регулировка развал/кастор — проблем нет. Отрегулировал, и душа спокойна, не стыдно человеку через полгода в глаза смотреть. А когда регулировать нечем? Поэтому по мне лучше, чтобы регулировка была предусмотрена, особенно при эксплуатации в наших условиях.
Сзади при многорычажных схемах или McPherson развал и схождение регулируются всегда либо почти всегда. Выходят за рамки допусков по тем же причинам (сайлентблоки), правда, здесь бывают исключения. В частности, вспоминается Nissan R`nessa и Serena то ли первого, то ли второго поколения. На них независимая подвеска с упругим элементом в виде поперечной рессоры собрана на подрамнике — ничего необычного. Однако сам он со временем рвется — по металлу. Как тут углы установишь? Только менять весь узел!
В любом случае присматривать за углами надо. У нас есть постоянные клиенты, которые раз в полгода (например, при сезонной смене шин) заезжают на проверку. Так им спокойней, тем более что перед и во время регулировки мы осматриваем подвеску. Иногда маленький люфт в рулевом наконечнике виден только по шкале схождения на стенде — руками не прощупывается.
Хотя, конечно, если машина нормально управляется, а износ «резины» в пределах сезона незаметен, то повторять процедуру можно с меньшей частотой. Другое дело переход на нештатный колесный размер с вылетом. И тем более ремонт подвески. Тут тоже есть варианты. Например, при замене шаровых на детали того же производителя, что были установлены, развал можно не делать. Но в противном случае, а также, разумеется, при смене сайлентблоков регулировка углов обязательна. Да что сайлентблоки — даже новые пружины изменяют кастор, а вместе с ним и развал, и схождение. Больше это заметно на McPherson. На «Жигулях» вообще замены чего ни коснись, после всего нужно ехать на стенд. И еще одно наблюдение по качеству запчастей — какое-то время назад в продаже попадались шаровые опоры, с которыми развал не выводился в нужные значения. Хотя с виду они не сильно отличались от оригинала.
А как выбрать сервис? Я предлагаю следующий вариант: по телефону поинтересоваться, сделают ли «Ниву», Mitsubishi Pajero второго поколения или Nissan Terrano первого? Если да, то можно смело ехать с любым другим автомобилем.
«Крутизна» стенда не играет решающей роли. Опытный мастер все сделает на отвесах и уровнях. Современное же оборудование (сейчас за рубежом есть такое, что видит углы без отражателей — пока автомобиль заезжает в бокс) лишь упрощает работу, сокращает время операции. Смотреть нужно за мастером — проверил ли он давление в шинах, сделал ли дефектовку подвески?
Стоит отметить — при каких-то проблемах с управляемостью не всегда надо пенять на углы установки колес. «Резина» попадается с дефектами. Рейки зажимают так, что руль после поворота не возвращается обратно. Столь же бездумно обжимают шаровые и рулевые наконечники.
Еще один нюанс. Совсем небольшая разница в износе колес на передней оси гарантированно приводит к уводу в сторону. Например, при сезонной замене покрышек владелец не подписал, где какая стояла, и при следующей «переобувке» получается смесь передних и задних колес на одной оси. Внешне это почти незаметно, а машину «тянет». Сложно также бывает объяснить клиенту, какова связь ржавых и заклинивших направляющих тормозных суппортов на увод с прямолинейного движения. Словом, не все в силах того, кто делает развал-схождение.
Вообще это в чем-то даже творческая работа. Приходится периодически иметь дело с нестандартными конструкциями и так же по-особому на них «реагировать». Был как-то не старый еще переднеприводный Lincoln, уже не помню какой модели. Так у него развал регулировался по верхним чашкам стоек, каждая из которых состояла из двух частей, прихваченных точечной сваркой. Ее надо было высверлить, поймать угол и потом посадить на болты…
Вылет колесных дисков, диаметр колеса, угол наклона шкворня. Часть 1. Теория.
Вылет колесного диска очень тесно связан с диаметром используемого колеса и поперечным углом наклона шкворня подвески вашего авто.
Зачастую наблюдаю картину когда человек выбирает диски исходя из критериев красоты, при этом начисто забывая или вовсе не зная, о том что некоторые из параметров колесного диска сильно влияют на управляемость авто, а также на надежность некоторых его узлов.
Так на что же этот параметр, вылет, влияет?
Дело в том что конструктор проектируя подвеску авто, конструирует ее под конкретное колесо, заданного диаметра и ширины. И положение этого конкретного колеса относительно осей поворота этого самого колеса, строго задано конструкцией и обусловлено условиями управляемости.
Тут надо сказать что ось вращения у колеса не одна, как можно подумать и даже не две если это колесо управляемое, их три. Так же хочу заметить, что управляемое колесо это не только то что поворачивается при повороте руля, им может быть и колесо не связанное с рулевой системой.
Вернемся к вылету.
Сдвигая колесо относительно единственного правильного, заданного конструкцией положения, либо диском с неправильным вылетом или же проставками, вы обрекаете себя на потери стабильности в поведении авто. Тоже самое происходит при изменении диаметра колеса, даже на штатных дисках оси уползают в сторону от положенных им мест.
Так как же быть? Если хочется колеса побольше, да по шире, да так что бы красиво смотрелись в арках и при этом не потерять в управляемости.
Видимо придется капнуть поглубже и определить чем же руководствуется конструктор проектируя интересующий нас узел.
Дабы не лезть в дебри подвескостроения немного упростим и не будем рассматривать ось поперечного крена, хотя наш узел оказывает влияние и там.
В данном случае нас интересует ось «шкворня», это ось вокруг которой поворачивается колесо когда вы крутите руль, технически грамотные люди скажут в моей машине нет шкворней, у меня шаровые опоры или же блокшарниры и будут правы, но в техническом Русском языке эту ось принято так называть.
Как определить точки прохождение этой оси если шкворней как таковых нет?
Тут все просто, она проходит через центры сфер шаровых опор или же блокшарниров одного колеса, это если подвеска многорычажная.
Если подвеска типа Макферсон, это один нижний рычаг и амортизационная стойка, то ось проходит опять же через центр сферы шаровой опоры и центр верхней опоры стойки там где она крепится к кузову.
И так, ось мы нашли. Определимся с ее положением в пространстве относительно авто и поверхности на которой находится наше авто. Казалось бы она должна быть строго вертикальной, а нет, приглядитесь она наклонена как в продольном так и в поперечном направлениях.
Угол наклона относительно вертикали в продольном направлении, это если смотреть сбоку на авто, так сказать в профиль это, продольный угол наклона шкворня или еще его называют кастер. В нашем случае он нас не интересует.
Угол наклона в поперечном направлении, это если смотреть на авто спереди, так сказать в фас, это поперечный угол наклона шкворня, вот на нем мы остановимся поподробнее.
Собственно у этого угла два назначения.
Он обеспечивает статическую ориентацию колес. Но это нам пока не интересно.
А вот то что с помощью этого угла можно изменять плечо обката колеса относительно нашей оси, это то к чему мы шли.
Итак у нас появился новый термин. Плечо обката. Что же это за зверь. Все просто, мысленно протягиваем нашу ось шкворня до поверхности дороги, там же на дороге находим центральную продольную ось пятна контакта нашего колеса. Так вот расстояние от оси шкворня до продольной оси пятна в плоскости дороги и есть наше плечо.
Вы спросите а почему собственно центральная ось пятна контакта? Да потому что там находится центр средоточия сил возникающих между колесом и дорогой, при разгоне, торможении, наезде на препятствие и т.д. Справедливости ради нужно сказать что эта ось может сдвигаться в зависимости от характеристик самой покрышки и условий на данный момент, но это уже удел тончайших настроек при борьбе за сотые доли секунд.
В идеале плече обката должно быть равно 0, это то к чему стремиться конструктор проектируя подвеску.
Теперь давайте подвигаем колесо изменяя вылет диска.
При сдвиге плечо растет.
Теперь поиграем с диаметром колеса.
И опять плечо растет.
А теперь углом поперечного наклона.
Чем же чревато увеличение плеча обката?
Тут все просто, вспомним физику 6 класс. Длина рычага(плечо), силы, крутящий момент, помните?
Так вот, если рассматривать одно колесо, осью нашего простейшего рычага, в авто является ось шкворня. С одной стороны на него дейсвуют силы возникающие между колесом и дорогой, с другой стороны дейсвуют силы создаваемые рулевой системой, то есть, грубо говоря, руками водителя. Если крутящие моменты создаваемый этими силами равны и противонаправленны то колесо остается в заданном положении.
Как мы помним из курса физики, крутящий момент на нашей оси зависит от длинны рычага и силы действующей на рычаг, а если точнее то равен произведению этих величин. То есть если длинна рычага(плечо) равно 0, то и крутящий момент на оси тоже равен 0.
И получается что если плечо обката равно 0, то водителю не нужно упираться и противостоять воздействию сил возникающих на колесе.
В реальном авто все несколько сложнее, поскольку колес на оси два и они взаимодейсвуют друг с другом через рулевую систему. Тут надо рассматривать систему из трех рычагов. Но сути это не меняет, при больших плечах обката в условиях когда силы на колесах одной оси не равны компенсировать разные моменты на осях шкворней придется рулевой системой, то есть руками.
Тут нужно добавить. Все выше сказанное справедливо и для задних ведущих, казалось бы не управляемых колес.
Дело в том что у многих современных авто задняя подвеска устроена так что колесо поворачивается так же как и переднее но только на маленькие не заметные глазу углы. Делается это с помощью дополнительных рычагов, углы поворота зависят от крена кузова. Но поскольку эти так сказать «рулевые» рычаги установлены зачастую на довольно мягкие сайлентблоки при большом плече обката, колесо при разгоне и торможении будет рулить само собой, соответственно вектор тяги колеса будет несколько не параллелен курсу, а это потеря стабильности в поведении авто.
Что такое кастор, и на что он влияет
Если процедура регулировки углов развала-схождения колес является традиционной и хорошо известной, то еще один угол, имеющийся в рулевом управлении, зачастую вовсе неизвестен – отчасти за счет отсутствия возможности его регулировки на большинстве автомобилей. Сам он, однако, играет весьма важную роль в формировании правильной управляемости автомобиля. Угол этот называется кастор (или кастер). Что это за угол, и на что он влияет?
Кастор – это угол между осью поворота колеса и вертикалью. Практически во всех автомобилях управляющее колесо поворачивается не вокруг вертикальной оси, а вокруг оси, слегка отклоненной от вертикали. Если встать сбоку от автомобиля и мысленно провести две эти оси – вертикальную и ось поворота – то угол между ними и будет являться кастором. Невооруженным взглядом заметить угол кастора сложно, поскольку обычно он небольшой и составляет пару-тройку градусов, в целом не превышая 10 градусов.
Проще всего увидеть угол кастора на двухколесной технике – мотоциклах и велосипедах. У них кастор фактически совпадает с углом наклона вилки – чем больше «завалена» вилка относительно вертикали, тем больше кастор. Самый большой кастор демонстрируют выставочные образцы чопперов с очень длинной вилкой и колесом, сильно вынесенным вперед.
Исходя из геометрической логики, кастор может быть положительным, нулевым и отрицательным. Кастор является положительным, когда ось поворота колеса пересекается с поверхностью дороги по ходу движения впереди пятна контакта колеса с дорогой – иными словами, ось поворота «завалена» назад. Кастор будет нулевым, если ось поворота колеса будет совпадать с вертикалью. Ну а отрицательный кастор создается, если ось поворота колеса «завалена» вперед, и ее пересечение с поверхностью дороги находится позади пятна контакта.
Во всех гражданских автомобилях кастор положительный – именно такой угол обеспечивает пресловутый эффект самовыравнивания колес и стабилизации автомобиля на прямой.
Основная задача кастора – создание эффекта самовыравнивания колес при отпущенном руле и равномерном движении вперед. Этот эффект знаком каждому водителю: при выходе из поворота достаточно приотпустить руль, и он сам будет возвращаться в околонулевое положение. Такая настройка рулевого управления повышает безопасность и стабильность автомобиля при движении по прямой, а также обеспечивает более четкий ноль.
Еще одна роль кастора – изменение развала управляющих колес в поворотах. При положительном касторе развал колес в повороте меняется в отрицательную сторону, что благоприятно сказывается на положении колеса, пятне контакта и, как следствие, управляемости.
Параметры установки управляемых колёс
Рассмотрим переднюю подвеску автомобиля.
В связи с её конструктивными особенностями (например, такими, как размещение внутри колёс тормозного механизма и части деталей подвески), плоскость вращения колеса и ось его поворота в большинстве случаев не совпадают и оказываются на определённом расстоянии друг от друга. Это расстояние, измеренное на уровне поверхности земли, и называется плечом обката (обкатки).
Таким образом, плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги (в ненагруженном состоянии автомобиля). При повороте колесо «обкатывается» вокруг оси своего поворота по этому радиусу.
Оно может быть нулевым, положительным и отрицательным (все три случая показаны на иллюстрации).
В течение десятилетий на большинстве автомобилей использовались сравнительно большие положительные значения плеча обката. Это позволяло уменьшить усилие на рулевом колесе при парковке по сравнению с нулевым плечом обката (потому что колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте) и освободить место в подкапотном пространстве за счёт выноса колёс «наружу».
Однако со временем стало ясно, что положительное плечо обката может быть опасным — например, при наезде колёс одного борта на участок обочины, имеющий отличный от основной дороги коэффициент сцепления, отказе тормозов одной стороны, проколе одной из шин или нарушении регулировки руль начинает сильно «рваться из рук». Этот же эффект наблюдается при большом положительном плече обката и при проезде любой неровности на дороге, но плечо всё же делали достаточно малым, чтобы при нормальном вождении он оставался малозаметен.
Начиная с семидесятых-восьмидесятых годов, по мере увеличения скоростей движения автомобилей, и в особенности — с распространением подвески типа «Макферсон», легко допускающей это с технической стороны, стали массово появляться автомобили с нулевым или даже отрицательным плечом обката. Это позволяет минимизировать описанные выше опасные эффекты.
Citroёn ещё на модели DS 1956 года применил оригинальную конструкцию передней подвески, в которой ось поворота колеса лежала на центральной плоскости его вращения, что стало возможным благодаря исключительно компактной ступице, вместе с шаровыми шарнирами полностью разместившейся внутри имевшего большой вылет колеса, и выносу тормозных механизмов к главной передаче. Соответственно, плечо обкатки оказалось равно нулю. Однако распространения эта конструкция не получила.
Отрицательное плечо обката впервые было применено в 1966 году на американских Oldsmobil Toronado и Cadillac Eldorado. В 1972 году на Audi 80 большое (—18 мм) отрицательное плечо обката было дополнено диагональной схемой разделения тормозных контуров, которая позволила повысить эффективность торможения в случае выхода из строя одного из контуров системы (при положительном плече обката машина с такой тормозной системой при выходе из строя одного из контуров становилась бы при торможении неустойчивой). Впоследствии оба конструктивных решения стали применяться массово.[2]
Например, на «классических» моделях ВАЗ плечо обката было большим положительным, на «Ниве» ВАЗ-2121 благодаря более компактному тормозному механизму с плавающей скобой его уменьшили почти до нуля (24 мм), а на переднеприводном семействе LADA Samara — плечо обката стало уже отрицательным. Mercedes-Benz как правило предпочитал на своих заднеприводных моделях иметь нулевое плечо обкатки.
Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс. Поэтому при подборе незаводских «дисков» (по принятой в технической литературе терминологии эта часть именуется «колесо» и состоит из центральной части — диска и внешней, на которую сажается шина — обода) для автомобиля следует соблюдать указанные заводом-изготовителем допустимые параметры, особенно — вылет, так как при установке колёс с неправильно подобранным вылетом плечо обката может сильно измениться, что весьма существенно сказывается на управляемости и безопасности автомобиля, а также на долговечности его деталей.
Например, при установке колёс с нулевым или отрицательным вылетом при предусмотренном с завода положительном (к примеру, слишком широких) плоскость вращения колеса сдвигается наружу от не меняющейся при этом оси поворота колеса, и плечо обката может приобрести излишне большое положительное значение — руль при этом начинает «рваться из рук» на каждой неровности дороги, усилие на нём при парковке превышает все допустимые величины (из-за увеличения плеча рычага по сравнению со штатным вылетом), а износ ступичных подшипников и других компонентов подвески существенно увеличивается.
Развал и схождение.
Развал — угол наклона плоскости вращения колеса, взятый между ней и вертикалью. Считается положительным, если верхняя часть колеса наклонена наружу, и отрицательным — если внутрь.
В большинстве случаев под «развалом» понимают статический развал управляемых колёс, задаваемый при техническом обслуживании автомобиля.
Основное назначение статического развала управляемых колёс — уменьшать передачу на руль их движения, возникающего вследствие наезда на мелкие неровности покрытия. Вместо того, чтобы передаваться через рулевую трапецию на руль, благодаря развалу они гасятся за счёт упругости покрышек, что снижает количество корректирующих движений руля и, соответственно, утомляемость водителя. Кроме того, развал обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах, влияя, следовательно, на устойчивость и управляемость, а также влияет на интенсивность и характер износа протектора шин. С точки зрения кинематики подвески развал, наряду с углом поперечного наклона оси поворота управляемого колеса, оказывает влияние на величину радиуса обката, но влияние его ощутимо меньше, чем второго упомянутого параметра.
Также развал позволяет компенсировать наличие определённого конструктивно необходимого зазора в конических роликовых подшипниках ступиц колёс (в настоящее время применяется только на устаревших моделях) — благодаря наклону оси колеса зазор выбирается весом автомобиля.
В случае подвески большинства типов, за исключением «макферсона», статический развал передних управляемых колёс имеет небольшое положительное значение (колёса наклонены наружу) — обычно в пределах от 0’ до 45’, редко до 2°. Большой же отрицательный развал («колёса домиком») является признаком износа подвески либо её неправильной регулировки. Такое его значение позволяет снизить усилия на управляемых колёсах и уменьшить передачу на рулевое управление рывков, возникающих при проезде неровностей дороги. Однако в автомобилях с подвеской «макферсон» (о ней см. ниже) используется нулевой или небольшой отрицательный развал, что связано с отличием иных установочных параметров данной подвески, вызванным её конструктивными особенностями.
Стоит отметить, что на практике угол развала задаётся весьма грубо (допуск при его установке обычно сравним с его величиной) и, к тому же, довольно сильно меняется при работе подвески (даже у имеющей весьма совершенную кинематику подвески на двух поперечных рычагах как правило при максимальном ходе сжатия изначально заданный положительный развал сменяется отрицательным). Так что на практике его установка преимущественно влияет на равномерность износа протектора передних шин — неправильно выставленный развал приводит к повышенному износу внутренней или наружной стороны протектора шины. Кроме того, развал должен быть одинаковым с обеих сторон, так как при одностороннем наклоне колес автомобиль начинает «вести» в сторону при движении по прямой.
При движении автомобиля работа его подвески может вызывать существенное изменение изначальной установки развала колёс, появляющийся вследствие этого развал называется динамическим. Он оказывает существенное влияние на поведение автомобиля на дороге, его устойчивость и управляемость (см. ниже).
Схождение — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса; считается положительным, если передний край колес направлен внутрь и отрицательным, если наружу относительно продольной оси автомобиля («расхождение»). Может измеряться и в миллиметрах — как расстояние между кромками колёс (что на практике более удобно при регулировке подвески).
На управляемых колёсах схождение в основном необходимо для того, чтобы скомпенсировать возникающий в результате наличия у них положительного развала увод (динамическую дестабилизацию), что существенно снижает износ шин. Оба угла взаимосвязаны и регулируются исключительно в связке. Если нарушен развал — тогда нельзя выставить схождение, то есть, первым регулируется всегда развал. Динамическое изменение схождения на передних управляемых колёсах, возникающее при работе подвески, на практике не играет большой роли, поскольку легко компенсируется управляющим воздействием со стороны водителя.
На неуправляемых колёсах задней оси значение схождения может меняться при работе подвески, причём характер этого изменения оказывает существенное влияние на устойчивость и управляемость автомобиля. В независимой задней подвеске (а также и в зависимой, допускающей регулировку схождения) всегда выставляют небольшое положительное схождение, что улучшает устойчивость автомобиля к заносу, в то время, как даже небольшое «расхождение» колёс задней оси (выставленное ли при регулировке, или возникшее при работе подвески) может привести к повышенной склонности к заносу (избыточная поворачиваемость) и, соответственно, ухудшению устойчивости и управляемости. Излишне большое положительное значение схождения, напротив, приводит к сильной недостаточной поворачиваемости (склонность к сносу передней оси), что также может негативно сказаться на управляемости, особенно на неровном покрытии.
Кастор (угол продольного наклона шкворня)
Положительный кастор (автомобиль движется справа налево).
Кастер, или кастор, — это продольный угол оси поворота колеса, взятый между ней и вертикалью.
При наклонённой назад (положительный кастор) оси поворота колесо во время движения само стремится занять положение позади этой оси, что создаёт эффект динамической стабилизации, который 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, что обеспечивает «самовозврат» рулевого колеса в нейтральное положение, так называемую «обратную связь» в рулевом управлении. 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.
Поэтому на заднеприводных автомобилях оси поворота передних колёс всегда наклоняют назад. Точнее говоря, на автомобилях общего назначения (не спортивных) в течение десятилетий, примерно до 60-х годов в Европе и середины 70-х в Северной Америке, значение кастора в передней подвеске было близким к нулю (инструкцией по обслуживанию рекомендовалось обычно устанавливать его в пределах 0…+1°), что соответствовало наименьшему усилию на руле (при большом положительном кастере водителю приходится бороться с возникающими при повороте управляемых колёс дополнительными силами, стремящимися вернуть их в нейтральное положение, что существенно увеличивает усилие на руле); и лишь после существенного ужесточения требований к управляемости автомобилей производители перешли на большие значения положительного кастера (2…3°, а на современных моделях и до 6…8°), что со временем, в сочетании с другими мерами, направленными на улучшение управляемости массовых автомобилей (увеличение ширины шин, переход к отрицательному плечу обката, и так далее), сделало применение усилителя рулевого управление необходимым на автомобилях большинства классов.
По той же причине вилку переднего колеса на мотоциклах и велосипедах тоже всегда наклоняют назад.
Отсюда вытекает и 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. В особенности это касается сравнительно старых моделей, имеющих обычно весьма небольшое положительное значение кастера.
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.
Угол поперечного наклона шкворня
Угол поперечного наклона шкворня (оси поворота колеса) отвечает за весовую стабилизацию управляемых колёс автомобиля. Благодаря наличию у оси его поворота поперечного наклона колесо стремится вернуться к нейтральному положению в повороте под воздействием массы автомобиля (самовозврат руля в повороте).