Сход развал на авто что это
Теоретический курс, что такое РУУК «Сход-развал»и для чего он нужен.
Подавляющему большинству автовладельцев наверняка известно, что их четырехколесные железные друзья нуждаются в периодическом проведении процедуры, которую обычно называют не иначе как «развал-схождение». Автосервисы, специализирующиеся на ремонте узлов ходовой части автотранспорта, занимают широкую нишу на рынке услуг по ремонту автомобилей. Почти на любой СТО найдется оборудование для ремонта ходовой части – замены амортизаторов, рулевых наконечников, шаровых опор, а также других запчастей. В этой статье мы попытаемся разобраться, что представляют из себя таинственные углы установки колес, которые необходимо тщательно и порой довольно часто регулировать.
Итак, процедура «развал-схождение» заключается в настройке углов установки колес, чтобы в конечном итоге они оказались в положении, перпендикулярном земле, будучи параллельными друг другу. Цель данных корректировок – повышение срока эксплуатации покрышек и самого автомобиля, сохранение верной траектории движения транспортного средства по дорожному покрытию как при езде по прямой, так и при маневрировании. Как правило, проверке и регулированию подвергаются 4 угла положения колес: кастер (от английского caster), схождение, развал и положение оси. Каждая из названных составляющих правильного положения колес нуждается в отдельном рассмотрении.
Кастер – это угол между проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость транспортного средства и вертикалью. Благодаря продольному наклону достигается самовыравнивание управляемых колес во время движения. Говоря простым, понятным языком, машина самостоятельно выходит из поворота – рулевое колесо, отпущенное и обладающее свободным ходом, самостоятельно возвращается в положение, характерное для прямолинейного движения (по ровному дорожному покрытию, с отрегулированными должным образом механизмами). Разумеется, все это происходит при положительном кастре. На обычных машинах величина данного угла составляет порядка 6 градусов. На спортивных автомобилях его значение корректируется в большую сторону на несколько градусов, что способствует более устойчивому ходу транспортного средства и повышению стремления последнего к прямолинейному движению.
При проверке кастра обычно приходится поворачивать передние колеса вправо-влево на угол порядка 20-40 градусов. Тут надо отметить, что порой, пытаясь сэкономить время, недобросовестные мастера могут установить лишь схождение и развал, не проверяя кастер. Естественно, такой подход нельзя назвать верным. Без правильного регулирования кастра дальнейшие операции не несут в себе большого смысла, а являются, по сути, обычной акцией, направленной на «выдаивание» денег из кошелька автовладельца.
Завершив установку кастра, переходят к проверке и регулированию развала – угла между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Если колеса «смотрят» верхней стороной наружу – развал положительный, направлены внутрь – развал отрицательный. На автотранспорте с полунезависимой либо независимой подвеской изменение развала происходит в случае крена автомобиля, а также при увеличении (уменьшении) степени загрузки. Например, в тяжелых грузовых машинах марки «Татра», имеющих подвеску на качающихся полуосях, значение развала задних колес при отсутствии груза столь велико, что машина двигается, опираясь лишь на внешние шины. Однако даже в подвеске, оборудованной двойными поперечными рычагами, заданная изначально положительная величина развала при максимально возможном ходе сжатия меняется на отрицательное значение.
Именно развал обеспечивает наибольший контакт протектора покрышки с дорожным покрытием при езде машины и устойчивость при прохождении поворотов, оказывая влияние на управляемость автомобиля, а также характер и интенсивность износа протектора. В большинстве случаев (исключение – транспортные средства с подвеской «макферсон») значение развала для передних управляемых колес находится в диапазоне от 0 до 45 минут. Существенный отрицательный развал является свидетельством нарушения регулировки подвески или ее износа. За счет правильной установки этого угла можно достигнуть снижения усилия на управляемых колесах и уменьшения передачи на детали рулевого управления рывков, которые неизменно возникают в процессе переезда неровностей, присутствующих на дороге.
В машинах с подвеской «макферсон» устанавливают нулевой либо даже немного отрицательный развал, что обусловлено другими установочными параметрами подвески этого типа, которые вызваны особенностями ее конструкции. Кроме того, отрицательный развал используется на гоночных машинах, которые часто ездят по овальным траекториям. На 2-хрычажных подвесках развал обычно регулируется без особых трудностей. На машинах с подвеской «макферсон» при уменьшении светового просвета посредством укорочения пружин поменяются все 4 угла установки колес. По этой причине для того чтобы изменить клиренс, необходимо менять полностью узел крепления подвески. В настоящее время для проверки соответствия развала требуемому значению применяются гравитационные датчики наклона или оптические датчики с обработкой результатов измерений с помощью компьютера.
Схождением называют угол между плоскостью вращения колеса и направлением движения автомобиля. Нередко, упоминая данный параметр, имеют ввиду суммарное схождение 2-х колес на одной оси. В отдельных моделях автомобилей возможна регулировка схождения и задних, и передних колес. Схождение может измеряться в градусах (минутах) или в миллиметрах. Во втором случае от расстояния между задними кромками колес отнимают расстояние между передними кромками. Само собой, подобный алгоритм действий актуален лишь для исправных, правильно установленных колес. В противном случае из величины схождения нужно вычитать биение колеса. Именно неотрегулированное (или неверно отрегулированное) схождение служит чаще всего главной (но не единственной) причиной быстрого изнашивания шин. Один из самых первых и явных признаков того, что схождение отрегулировано неправильно, это визг шин при прохождении поворотов на небольшой скорости. Если схождение превышает 30-40 минут, вам обеспечен очень быстрый износ резины.
Еще один параметр – угол поперечного наклона (находится между проекцией оси поворота колеса на поперечную плоскость машины и вертикалью). Благодаря углу поперечного наклона управляемые колеса выравниваются самостоятельно, за счет массы автомобиля. Перед тем как начать проверку и регулирование углов установки колес, мастер должен тщательно осмотреть транспортное средство, проверить состояние ходовой части, убедиться в соответствии давления в шинах нормальному значению. Узлы рулевого управления и подвески должны находиться в исправном состоянии. Болтающиеся и поврежденные рулевые наконечники, разбитые сайлентблоки, ступичные подшипники, шаровые опоры не принимаются. Перед началом регулирования багажное отделение нужно освободить от лишнего груза (помимо штатных инструментов и запасного колеса), так как загрузка дополнительного веса может привести к искажениям показаний.
Проверка РУУК каждые 20-30 тыс. км поможет вам избежать лишних трат на покупку изношенной резины и вышедших из строя элементов подвески. Поводом для внепланового обращения на РУУК являются сильные удары по подвеске полученные в результате наездов на неровности дороги, ремонт и замена элементов подвески автомобиля а также изменения управляемости.Первым и самым заметным признаком необходимости проведения осмотра подвески и регулировки УУК является изменения положения руля при прямолинейном движении «автомобиль движется прямо а рулевое колесо повернуто в право либо лево»
.
P.S Далее буду периодически выкладывать практические регулировки на разнообразных автомобилях с фото и пояснениями…
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!
Криворукого мастера никакой 3D-стенд не спасет. Что нужно знать про развал-схождение
На стенд развала-схождения обычно ездят после ремонта ходовой части или если машину вдруг начало «вести» в сторону. А может, стоит проверять углы установки колес чаще? Если да, то почему? И что нужно знать, выбирая СТО или мастера для этой процедуры?
Зачем это нужно?
Углы установки колес измеряются в градусах и минутах (в одном градусе 60 минут). Параметры и допуски, а также дополнительные условия, которые необходимо соблюдать при проверке, определяет производитель. Углы установки колес в значительной степени влияют на поведение автомобиля на дороге, во многом определяя характер управляемости, а также курсовую устойчивость.
Соответственно нарушение параметров приводит к ухудшению заданного баланса: автомобиль начинает хуже слушаться руля, становится слишком «нервным» или, наоборот, не желает ехать в поворот. Нарушенный развал в долгосрочной перспективе приводит к неравномерному износу шин, а «сбитое» схождение способно уничтожить шины всего за несколько сот километров.
Шайбы между ступицей и балкой позволяют изменить углы развала и схождения
Другими словами, заданные производителем параметры обеспечиваются взаимным расположением деталей ходовой части и не меняются. Скажем, если колеса вдруг стали «домиком», а развал не регулируется, причина наверняка кроется в деформации рычага или поворотного кулака. По-хорошему эта проблема решается заменой детали. Хотя заметим, что существуют технические решения (вовсе не «заводские»), которые позволяют выставлять и данные параметры, но это уже ближе к тюнингу и автоспорту.
Частота обращения
На развал-схождение принято обращаться после ремонта ходовой части. Конечно, далеко не все работы приводят к нарушению углов установки колес. Но, например, после замены рулевых тяг и наконечников, ремонта рулевой рейки, даже просто после снятия/установки этих деталей проверить схождение не будет лишним, даже если в ходе ремонта делались контрольные метки.
Углы могут «уйти» и после снятия/установки рычагов, замены шаровых опор, сайлент-блоков, пружин передней подвески. Мастера приводят пример, когда снятие/установка шаровой опоры с креплением на несколько болтов может приводить к изменению схождения на 30 минут с одной стороны при суммарном допуске 10 минут.
С задней подвеской все проще, хотя многое зависит от ее конструкции. Если это обычная балка, в ней ничего не регулируется, а менять по большому счету нечего. Но сложная «многорычажка» наверняка имеет «развальные» рычаги (тяги), да и вообще за позиционирование колеса в ней отвечает гораздо больше деталей. Деформация одного из рычагов или просевшие пружины уже могут нарушить углы установки колес. Соответственно после «пересыпки» такой подвески требуется как минимум проверка параметров развала и схождения.
Кстати, не будет лишним заехать на развал-схождение и перед покупкой подержанного автомобиля, особенно если есть сомнения по поводу геометрии кузова. По расположению колес и углам их установки уже можно судить, есть ли проблема, а если да, то насколько она критична. Например, можно ли выставить развал, схождение и кастер в заводские допуски.
Опытный и ответственный мастер может обеспечить высокую точность измерений и на старом оборудовании, просто времени на это уйдет больше, чем на современном 3D-стенде. Но последний хоть и повышает скорость работы, снижая влияние человеческого фактора на итоговый результат, все равно не гарантирует правильности измерений без следования регламенту. Другими словами, точность измерений зависит не столько от оборудования (разумеется, оно в любом случае должно быть исправно), сколько от правильности проведения процедуры проверки и регулировки, то есть от умения и дотошности мастера.
В свое время мы проводили эксперимент: загоняли на стенд автомобиль и проводили измерения без разгрузки подвески и проверки давления в шинах (а одно из колес было специально приспущено). В результате измерения хоть и вписались в допуски, но оказались некорректными. И это показательно!
Опытный мастер уточнит, а лучше проверит сам состояние сайлент-блоков, шаровых опор, рулевых тяг и наконечников. Если имеются люфты, то проводить измерение углов установки колес бессмысленно. Также необходимо проверять давление в шинах (хотя некоторые 3D-стенды могут «видеть» отличное по внешнему диаметру колесо).
Также нужно разгрузить подвеску, правильно установить датчики на колеса и обязательно произвести компенсацию биения: в компьютер стенда необходимо ввести корректировки по возможному несовпадению измерительной плоскости датчиков и плоскости вращения колес, что обычно происходит из-за неровных колесных дисков.
Следует также учитывать, что автомобили некоторых марок устанавливаются на стенд с дополнительной загрузкой, то есть с учетом массы водителя и пассажира, а, например, в BMW нужно загружать еще и заднее сиденье по центру. Так что технологии технологиями, но от педантичности оператора стенда по-прежнему зависит многое.
Ну и не забудем про саму поверку сложного и точного оборудования, которая должна проводиться с регулярностью раз в год. Сама плоскость, на которой измеряется автомобиль, должна быть идеально ровной. Это к вопросу о качестве монтажа стенда, а также о том, что выбирать развал-схождение стоит не по цене или расположению, а исходя из репутации мастера/СТО. Благо сейчас источников для поиска адекватных отзывов предостаточно.
Гаражи в нашей базе объявлений — больше 1000 предложений!
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.