Назначение и виды углов установки колес автомобиля

С целью обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации, для каждого автомобиля производителем рассчитаны углы установки колес.

Геометрия подвески и колёс уточняется и выверяется при ходовых испытаниях.

Назначение углов установки колёс

Заданное изготовителем пространственное положение колёс обеспечивает:

• Адекватную реакцию колёс и подвески на усилия и нагрузки, возникающие во всех режимах движения.
• Хорошую и предсказуемую управляемость машины, безопасное выполнение сложных и скоростных манёвров.
• Низкое сопротивление движению, равномерность износа протекторов.
• Высокую топливную экономичность, снижение эксплуатационных затрат.

Виды основных углов установки

Передняя

Передняя

Плечо обкатки

Передняя

Не регулируется.

Наименование	Ось автомобиля	Возможность регулировки	Что зависит от параметра
Угол развала	Передняя	Да, кроме неразрезных ведущих мостов и зависимых подвесок.	Устойчивость в поворотах и равномерность износа протектора
	Задняя	Да, в многорычажных устройствах.
Угол схождения	Передняя	Да, во всех конструкциях.	Прямолинейность траектории, равномерность износа шин.
	Задняя	Регулируется только в многорычажных подруливающих конструкциях
Поперечный угол наклона оси поворота	Регулировка не предусмотрена.	Поперечная стабильность в поворотах.
Продольный угол наклона оси поворота	В зависимости от конструкции.	Облегчает выход из поворота, поддерживает прямолинейность движения
Поддерживает направление при равномерном перемещении и при торможении.

Развал

Угол между средней плоскостью колеса и вертикальной плоскостью. Может быть нейтральным, положительным и отрицательным.

• Положительный развал — средняя плоскость колеса отклоняется наружу.
• Отрицательный — колесо наклонено к кузову.

Развал должен быть симметричным, углы наклона колёс одной оси должны быть одинаковы, иначе машину будет тянуть в сторону большего развала.

Создаётся положением цапфы полуоси и ступицы, в независимых рычажных подвесках регулируется положением поперечных рычагов. В конструкциях типа MacPherson развал определяется взаимным положением нижнего рычага и стойки-амортизатора.

В устаревших подвесках шкворневого типа и в неразрезных мостах классических внедорожников развал не регулируется и задан конструкцией поворотных кулаков.

Нейтральный (нулевой) развал в ходовой части легковых автомобилей практически не встречается.

Подвески с отрицательным развалом колёс распространены в конструкциях спортивных и гоночных машин, для которых важна устойчивость в скоростных виражах.

Отклонения положительного угла развала от предусмотренной изготовителем величины в любом случае влечёт за собой негативные последствия:

• Увеличение развала вызывает неустойчивость машины на виражах, приводит к увеличению трения шин о дорожное покрытие и быстрому износу протекторов с наружной стороны.
• Уменьшение развала приводит к нестабильности автомобиля, вынуждает водителя постоянно подруливать. Снижает сопротивление качению, но приводит к повышенному износу внутренних сторон шин.

Схождение

Угол между продольной осью машины и плоскостью вращения колеса.

Плоскости вращения колёс сходятся навстречу друг другу и пересекаются впереди автомобиля — схождение положительное.

В эксплуатационной документации величина схождения может указываться в угловых градусах или в миллиметрах. В этом случае схождение определяется как разница расстояний между ободами дисков в крайних передних и задних точках на высоте оси вращения, и вычисляется как средняя величина по результатам двух-трёх замеров при перекатывании машины по ровной поверхности. Перед проведением измерений необходимо убедиться в отсутствии бокового биения дисков.

На виражах передние колёса движутся по кривым разного радиуса, поэтому крайне важно, чтобы их индивидуальные схождения были равны и сумма не превышала величин и допусков, установленных изготовителем.

Независимо от типа подвески, управляемые колёса легковых автомобилей имеют положительное схождение и симметрично развёрнуты внутрь по отношению к направлению движения «вперёд».

Отрицательное схождение одного или обоих колёс не допускается.

Отклонения схождения от установленной величины затрудняют управление автомобилем и удержание его на траектории при скоростных маневрах. Кроме того:

• Уменьшение схождения снижает сопротивление качению, но ухудшает сцепление с дорожным покрытием.
• Увеличение схождения приводит к повышенному боковому трению и ускоренному неравномерному истиранию протекторов.

Поперечный угол наклона оси поворота

Угол между вертикальной плоскостью и осью поворота колеса.

Оси поворота управляемых колёс должны быть направлены внутрь машины. При повороте наружное колесо стремится приподнять кузов, а внутреннее — опустить. В результате в подвеске возникают усилия, противодействующие крену кузова и облегчающие возврат узлов подвески в нейтральное положение.

Поперечный наклон осей поворота зафиксирован креплением поворотного кулака к элементам подвески и может измениться только после экстремального воздействия, например, при заносе с боковым ударом о бордюр.

Разница углов поперечного наклонов осей вызывает постоянный увод автомобиля от прямой траектории, вынуждая водителя непрерывно и напряжённо подруливать.

Угол продольного наклона оси поворота

Расположен в продольной плоскости и образуется вертикальной прямой и прямой, проходящей через центры поворота колеса.

Линия центров поворота в рычажной подвеске проходит через шаровые опоры рычагов, в конструкциях типа «MacPherson» через верхний и нижний узлы крепления стойки-амортизатора, в зависимой балке или неразрезном мосту — по осям шкворней.

Иногда этот показатель называют «кастор».

Справка. В интерфейсе компьютерного стенда проверки схода-развала, написано по-русски «кастор».

Значение параметра может быть:

• Положительным, ось поворота колеса направлена относительно вертикали «назад».
• Отрицательным, ось поворота направлена «вперёд».

В легковых автомобилях производства СССР и России и продающихся на территории РФ иномарках, кастор отрицательного значения не встречается.

При положительных значениях угла продольного наклона, точка контакта колеса с поверхностью находится позади оси поворота. Боковые усилия, возникающие в движении при повороте колеса, стремятся вернуть его в исходное положение.

Положительный кастор позитивно влияет на развал колёс в поворотах и обеспечивает выравнивающие и стабилизирующие усилия. Чем больше значение кастора, тем выше эти оба эффекта.

К недостаткам подвесок с положительным кастором относят большие усилия, необходимые для поворота руля неподвижного автомобиля.

Причиной изменения кастора может быть лобовое столкновение колеса с препятствием, попадание автомобиля одной стороной в яму или выбоину, уменьшение дорожного просвета в результате просадки изношенных пружин.

Плечо обката

Расстояние между плоскостью вращения управляемого колеса и осью его поворота, измеренное на опорной поверхности.

Непосредственно влияет на управляемость и устойчивость в движении.

Плечо обката — радиус, по которому колесо «обкатывается» вокруг оси поворота. Может быть нулевым, положительным (направленным «наружу») и отрицательным (направленным «внутрь»).

Рычажные и зависимые подвески конструируются с положительным плечом обката. Это позволяет разместить внутри диска колеса тормозной механизм, шарниры рычагов и рулевых тяг.

Достоинства конструкций с положительным плечом обката:

• Колесо выносится наружу, освобождая место в подкапотном пространстве;
• Уменьшаются усилия на руле при парковке, так как колесо катится вокруг оси поворота, а не проворачивается на месте.

Недостатки конструкций с положительным плечом обката: при наезде одного из колёс на препятствие, отказе тормозов одного борта или пробое колеса руль вырывает из рук водителя, повреждаются детали рулевой трапеции, при большой скорости машина уходит в занос.

Уменьшить вероятность опасных ситуаций позволяют конструкции типа «MacPherson», с нулевым или отрицательным плечом обката.

При подборе незаводских дисков необходимо учитывать параметры, рекомендованные изготовителем, в первую очередь вылет. Установка широких дисков с увеличенным вылетом изменит плечо обката, что скажется на управляемости и безопасности машины.

Изменение значений углов установки и их регулировка

Положение колёс относительно кузова изменяется по мере износа деталей подвески, и нуждается в восстановлении после замены шаровых шарниров, сайлентблоков, рулевых тяг, стоек и пружин.

Диагностику и регулировку геометрии ходовой части рекомендуется совмещать с регулярным ТО, не дожидаясь, пока неисправности сами «вылезут наружу».

Схождение выставляют, изменяя длину рулевых тяг. Развал — добавлением и снятием регулировочных шайб, вращением эксцентриков или «развальных» болтов.

Регулировка кастора встречается в редких конструкциях и сводится к снятию или установке регулировочных прокладок различной толщины.

Для восстановления параметров, заданных конструктивно и, возможно, изменившихся в результате аварии или ДТП, может понадобиться полная разборка подвески с обмером и дефектовкой каждого узла и детали и проверка основных опорных точек кузова автомобиля.

Развал и схождение. Когда и зачем регулировать углы установки колес

Российские дороги — суровое испытание даже для самых крепких автомобилей. Провалы в размытом асфальте, колдобины, открытые люки и прочие сюрпризы — все это сильно нагружает «ходовку» и приводит к частой замене деталей, павших в неравном бою с ямами. Другое следствие разбитых дорог — периодический «уход» углов установки колёс за рамки заводских допусков. Процедура их регулировки в народе известна как «сход-развал» или «развал-схождение». Разберемся, для чего она нужна и как правильно ее проводить.

Что такое развал и схождение

Углы установки колёс (УУК) рассчитываются инженерами индивидуально для каждой модели автомобиля, чтобы обеспечить наилучшую управляемость и плавность хода. Колёса могут регулироваться в нескольких плоскостях.

Развал — это угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Говоря проще, именно развал определяет, наклонено ли колесо в какую-то сторону или стоит на дороге ровно. Наружу колесо отклоняется при положительном развале, а внутрь — при отрицательном.

Идеального развала не существует: для разных типов машин оптимальный развал колес отличается. Так, для гоночных автомобилей обычно выставляют отрицательный развал (добиваясь повышенной устойчивости при вхождении в повороты, правда, ценой быстрого износа протектора), а на тяжелых грузовиках — положительный развал, который после загрузки кузова за счет дополнительной массы становится нулевым.

При регулировке развала обычных легковых машин стремятся достичь нулевого положения — перпендикулярности колёс плоскости земли, без отклонений в стороны. Такая регулировка позволяет сбалансировать комфорт, управляемость и безопасность автомобиля, а также добиться минимального и равномерного износа покрышек.

Схождение — не менее важный параметр, который характеризует угол между плоскостью вращения колес и направлением движения. Иначе говоря, параллельность колес друг другу, если смотреть на них сверху. Колеса обладают положительным схождением, если повернуты внутрь. При развернутых наружу колесах схождение называют отрицательным (иногда встречается термин «расхождение»). Как и в случае с развалом, схождение называют нулевым, если плоскости колес параллельны.

Плюсом положительного схождения является повышенная стабильность на высоких скоростях, однако поворачиваемость автомобиля становится недостаточной (то есть машина неохотно входит в повороты, стремясь уйти с траектории наружу). Отрицательное схождение повышает отзывчивость колес на поворот руля, но усиливает рысканье машины.

Неправильное схождение колес сильно отражается на поведении автомобиля. Кроме неравномерного износа протектора, о сбитом схождении могут сигнализировать следующие признаки:

• увод автомобиля с прямой траектории (необходимо постоянно подруливать);
• нестабильное поведение при смене дорожного покрытия и на неровностях;
• рысканье при разгоне и торможении;
• сопротивление входу в поворот (недостаточная поворачиваемость).

Для регулировки схождения на обычном легковом автомобиле при стандартной городской эксплуатации следует руководствоваться рекомендациями производителя. Как правило, допустимым считается отклонение от продольной оси не более чем на 0°30′ (тридцать минут). Приведение колес к нулевому схождению позволит уверенно и безопасно управлять автомобилем в большинстве ситуаций.

Еще один важный параметр геометрии колёс — кастор, угол между вертикалью и осью поворота колеса. Подавляющее большинство легковых автомобилей имеют положительный кастор, т. е. ось поворота наклонена назад. И наоборот, кастор является отрицательным, если ось поворота вынесена вперед относительно центра колеса. При совпадении оси поворота с вертикалью кастор называют нулевым.

Положительный кастор позволяет колёсам самостоятельно выравниваться на выходе из поворота при отпущенном руле, что повышает стабильность и безопасность движения. На серийных автомобилях изменение кастора зачастую не предусмотрено, поэтому на стенде «развала-схождения» его не регулируют.

Как часто делать «сход-развал»

Регулировать углы установки колёс следует при первых признаках неправильного развала или схождения, описанных выше. Рекомендуется проверять «сход-развал» и при сезонной смене шин, особенно если старый и новый комплекты отличаются размером и степенью износа.

Также регулировка углов установки колёс обязательна, если:

• автомобиль побывал в ДТП (особенно с повреждениями ходовой части);
• был совершен наезд на препятствие с сильным ударом по колесу или ходовой части;
• проводились технические работы по ремонту или замене элементов подвески и автошин.

Последний пункт заслуживает отдельного внимания. Регулировка УУК обязательна при замене многих элементов подвески, влияющих на её геометрию:

• шаровых опор;
• сайлентблоков;
• шарниров равных угловых скоростей (ШРУС);
• рулевых наконечников;
• рычагов подвески.

Необходимость регулировки УУК при замене амортизаторов и пружин не очевидна, и остаётся на усмотрение автовладельца. Но если речь идёт не о простом амортизаторе, а об амортизационной стойке в подвеске типа «МакФерсон», то регулировать развал и схождение нужно обязательно.

Подготовка машины к регулировке УУК

Перед регулировкой углов установки колёс стоит проверить состояние ходовой части автомобиля:

• убедиться в отсутствии люфтов ступичных подшипников;
• осмотреть рулевые наконечники, тяги, рычаги подвески, колесные диски на предмет механических повреждений и деформаций;
• оценить состояние сайлентблоков и пружин подвески;
• проверить свободный ход рулевого колеса.

Выше упоминалась особенность регулировки развала у грузовых автомобилей: на них выставляют положительный развал, который за счет последующей загрузки кузова приводится к оптимальному нулевому положению. Для легковых автомобилей вопрос груза в багажнике тоже актуален: набитая битком машина может ощутимо просесть, что обернется некорректной регулировкой УУК. Поэтому перед заездом на стенд автомобиль необходимо избавить от лишней поклажи.

Перед регулировкой также следует проверить давление в шинах и при необходимости привести его в норму. Читайте в отдельной статье, как сделать это правильно.

Оборудование для регулировки УУК. Компьютерные стенды Hunter

Самостоятельно сделать сход-развал возможно (при наличии знаний и измерительных инструментов), но точность такой процедуры все же уступает работе, выполненной на профессиональном оборудовании.

Основным инструментом для регулировки УУК в современном автосервисе является стенд — комплекс, состоящий из компьютерной «базы» и навесных приборов, прикрепляемых к колёсам автомобиля.

По принципу работы стенды делятся на несколько типов:

1. Оптические. Пионеры среди своих собратьев, оптические стенды применялись еще несколько десятилетий назад. В основе их работы — использование специальных трубок с направленными световыми лучами, которые проецируются на измерительную плоскость. Положение световой точки позволяет определить угол наклона колес. Такие стенды обладают низкой точностью измерений и сегодня почти не используются.
2. Лазерные. Потомки оптического стенда, эти аппарат используют уже не световой, а лазерный луч, который направляется на измерительную плоскость и возвращается обратно. При нулевых углах установки колёс луч должен вернуться в ту же точку, из которой вышел. На данный момент лазерные стенды постепенно сдают позиции: несмотря на доступную цену, сложность использования и большая погрешность измерений заставляют автосервисы отказываться от данного оборудования.
3. Компьютерные: наиболее популярные стенды на текущий момент. В зависимости от технологии отличаются ценой, стоимостью и сложностью обслуживания, скоростью и точностью измерения. В качестве передающих датчиков могут использовать корды (кордовые стенды) или инфракрасные излучатели (ИК-стенды), однако самым точным и универсальным стендом, способным измерять все возможные углы колёс и геометрию кузова, является 3D-стенд. Отличие данного типа в том, что он строит трехмерную проекцию автомобиля с помощью камер и специальных фотоэлементов. Единственным минусом 3D-стенда является его высокая стоимость, которая, однако, перекрывается многофункциональностью, простотой использования, высокой точностью и скоростью измерений.

В автосервисах «Гиперавто» регулировка УУК выполняется на одном из самых современных 3D-стендов Hunter HawkEye Elite американской компании Hunter Engineering. На сегодня HawkEye Elite является самой продвинутой разработкой компании, занятой в автомобильной промышленности с 1930 года. Официальное программное обеспечение WinAlign, база по автомобилям всех рынков (включая внутренний японский), регулярная поверка и калибровка приборов и технологичность оборудования — все это позволяет максимально быстро проверить углы установки колёс и отрегулировать их с высочайшей точностью.