Гонки.МЕ

Помощь по настройкам — давление шин, развал и схождение колес

Константин Шерыхалин, 30 Августа 2013 в 17:09:08

На гоночных машинах устанавливаются специально сконструированные шины. Они подразделяются на четыре типа сликов и два типа дождевых шин с протектором: сверхмягкие (supersoft), мягкие (soft), средние (medium) и жесткие (hard), а также промежуточные (intermediate) и дождевые (wet). Основное правило заключается в том, что чем мягче состав, тем выше сцепные свойства покрышек. Но при этом мягкая резина сильнее подвержена перегреву и поэтому быстрее изнашивается. Дождевые шины, как правило, делают мягче сухих, с тем, чтобы обеспечивать сцепление с дорогой в условиях мокрой трассы, поэтому не следует оставаться долгое время на сухом асфальте на дождевых покрышках, так как они быстро перегреются и пойдут пузырями.

Поскольку шины являются единственной деталью автомобиля взаимодействующей с дорожным полотном, можно извлечь уйму полезной информации, измеряя температуру каждой покрышки в процессе заездов. Это самый важный индикатор работы подвески. Измерения производятся в трех местах поверхности шины: на внешней и внутренней сторонах, а также по центру. На изображённом на рисунке экране меню «Давление в шинах и Развал колёс» (Tire pressure and Camber) можно видеть значения температуры соответствующих покрышек. Значения указаны так, как если смотреть на колесо сверху: наружная температура сверху над правым колесом и снизу под левым колесом. Используя эти значения можно точно настраивать угол развала колёс, давление в шинах, а также получать информацию об эффективности пружин и амортизаторов. Когда все три значения на одном колесе равны, это значит, что покрышка равномерно прогревается в течение круга.

Покрышки обеспечивают максимальное сцепление с дорогой при оптимальной температуре, соответствующей их типу. Чем выше температура, тем большие нагрузки прикладываются на колесо при переносе веса. Меньшая температура означает, что колесо нагружается не достаточно (или слишком сильно разгружается).

Настройка угла развала колёс и давление в шинах позволяет точно отрегулировать пятно контакта покрышки с дорогой. Регулировка развала определяет, насколько вертикально установлено колесо относительно дороги за счёт наклонения верхнего края колеса к кузову либо от него. Это позволяет даже регулировать износ каждого колеса по отдельности на основе измерения температуры внутри и снаружи покрышки. Вот примеры двух максимальных вариантов развала:

На первом рисунке показан максимальный положительный развал 2 градуса (развал измеряется в градусах угла наклона колеса). Развал считается положительным, когда верхние края колёс наклонены в сторону от кузова. Но не будем лукавить: вероятно, вам никогда не придётся использовать положительный развал на гоночной машине Формулы 1. При таких настройках внешняя часть передней покрышки несёт на себе основную нагрузку, из-за этого она нагревается быстрее остальной поверхности шины. И этот нагрев означает сильный износ с внешнего края колеса, не говоря уже о том, что пятно контакта и сцепление с дорогой значительно меньше. Положительный развал используют в гонках на прямой, где важнее ровная езда, чем поворачиваемость. Помните, что основной целью является достижения максимального сцепления с дорогой.

На соседнем рисунке показано максимальное значение отрицательного развала. Развал считается отрицательным, когда верхние края колёс наклонены к кузову машины. В нормальных условиях такой экстремальный отрицательный развал приведёт к перегреву внутреннего края колеса, неравномерному износу покрышки и уменьшению сцепления с трассой. Однако небольшой отрицательный развал является наиболее эффективной настройкой для получения максимального сцепления. Когда машина поворачивает с небольшим поперечным креном, вес переносится на внешнюю часть колеса, которая и принимает на себя основную нагрузку в процессе поворота. Отрицательный развал позволяет внешнему колесу принимать вертикальное положение под воздействием нагрузок.

Одно важное замечание: при измерении температуры покрышки следует учитывать количество пройденных кругов и то, на сколько агрессивно пилотировалась машина. При установленном отрицательном развале внутренняя часть колеса будет сильнее нагреваться на прямых. Однако этот нагрев (и соответственно износ) не соизмерим с тепловыми нагрузками на шину при жёстком прохождении поворотов. Здесь надо учитывать одно интересное наблюдение. Если установить отрицательный развал, затем выехать на трассу и пройти два круга, атакуя на 80% возможностей машины, значения температуры могут дать неверную информацию, показывая более высокую температуру внутри покрышки, чем она могла бы быть при более активной езде. Для наилучших результатов следует пройти не менее трёх кругов, атакуя чуть менее чем на 95% возможностей автомобиля.

Давление в шинах позволяет увеличивать или уменьшать температуру средней части покрышки по отношению к краям. В высокотехнологичных гонках колёса накачивают азотом вместо воздуха, впрочем, по регламенту FIA, разрешен любой не взрывоопасный газ.

Борта формульных колёс достаточно жёсткие, так что если давление в шине слишком низкое, колесо имеет тенденцию изгибаться в сторону (по направлению статического веса машины) и вдавливает середину покрышки внутрь, к колёсному диску. В этих условия внешние края нагреваются значительно сильнее, так как они соприкасаются с дорогой гораздо сильнее центра. Если колесо перекачано, центральная часть покрышки будет выступать вверх сильнее краёв. В этом случае покрышка не соприкасается всей поверхностью с дорожным полотном. Результат — повышенная температура и износ.

Понимание связи между давлением в шинах и углом развала колёс не возможно недооценить. Необходимо постоянно контролировать температуру шин при изменении регулировок, и, что более важно, анализировать температуру после каждого круга.

Все эти факторы одинаково влияют на работу подвески. Если пружины недостаточно жёсткие это повлияет на величину развала колёс. Так как более мягкие пружины могут поглотить больше веса, статический дорожный просвет уменьшится. При сжатии подвески колёса начнут наклоняться, а рычаги перемещаться вверх. Это в свою очередь приведёт к необходимости изменять развал, чтобы вернуть колёса в вертикальное положение. И так далее. Но не волнуйтесь, когда поведение машины начнут вам нравиться всё больше и больше, изменения в настройках будут делаться всё меньше и меньше.

Схождение колёс — это статический угол между их продольными осями, если смотреть на машину сверху. Может быть направлено внутрь (если передние края колёс направлены к кузову, то схождение считается отрицательным) или наружу (если передние края колёс направлены в сторону от кузова, схождение считается положительным). Причиной, по которой на большинстве машин передние колёса устанавливаются с небольшим отрицательным схождением, является обеспечение стабильности при движении по прямой. Машина с нулевым схождением передних колёс, будет вести себя очень нервно на прямой, рыская и блуждая из-за малейшей кочки, трещины или ямки на дороге. При установке отрицательного схождения, каждое колесо всё время пытается «довернуть» машину к центру траектории. За счёт этого на рулевом колесе возникает ощущение центрирования автомобиля и обеспечивается стабильность при прямолинейном движении.

Нужно ли устанавливать схождение задних колёс — это вопрос спорный. Отрицательным моментом схождения задних колёс является увеличение и неравномерность износа шин, что снижает преимущества, достигаемые за счёт этого схождения. Но с другой стороны, некоторые умники советуют устанавливать небольшое положительное схождение задних колёс, для больше стабильности задней оси при ускорениях.

Но будьте разумны. Слишком сильное отрицательное схождение приводит к повышенному нагреву внешних краёв шин, создаёт дополнительное трение, и несколько снижает скорость. Соответственно слишком большое положительное схождение приводит к перегреву внутреннего края колеса. Эти последствия следует устранять небольшими корректировками угла развала.

Сход-развал спорт-кар

Любые ремонтно-профилактические мероприятия, затрагивающие резьбовое соединение ходовой части транспортного средства, требуют восстановления исходных (заводских) настроек рассматриваемого узла. Идеальным решением данной задачи является обращение в специализированный сервисный центр, где имеется необходимое оборудование и высококвалифицированный персонал. В Москве такой компанией является сервис ВАО.

Работы по восстановлению заводских параметров ходовой специалисты называют сход развал. И здесь необходимо напомнить, что под термином «развал» подразумевается угол установки колес относительно вертикали, который оказывает непосредственное влияние на множество параметров, включая:

• безопасность и качество вождения;
• управляемость транспортным средством;
• степень износа покрышек.

Отметим тот факт, что при нулевом угле развала линия, перпендикулярная дорожному полотну, проходит точно по центру колеса транспортного средства. О положительном значении рассматриваемого параметра свидетельствует направленный наружу верхний край колес, а об отрицательных значениях – завал верхней части колеса в сторону кузова авто.

Специфика спорткаров

Регулировка углов установки колес является очень важной для эксплуатации машины процедурой, поскольку при грамотном исполнении она обеспечивает максимально комфортное управление транспортным средством. В противном случае высока вероятность потери управляемости, а интенсивность износа резины увеличится на порядок.

При восстановлении параметров развала схождения необходимо учитывать класс автомобиля, ведь заводские значения углов установки колес для обычной машины, внедорожника и спорткара могут существенно отличаться.

Дело в том, что наибольшая площадь контакта шин с дорожным полотном наблюдается при перпендикулярном позиционировании колес к дороге, иначе – при нулевом угле развала. Однако эта идеальная ситуация, при которой задействовано 100 процентов контактного пятна, возможна только во время прямолинейного движения по абсолютно ровной поверхности.

На практике подобное положение дел практически исключено. К тому же, ситуация резко меняется во время прохождения поворотов, когда колеса транспортного средства подвержены влиянию сил, стремящихся отклонить их от перпендикулярного положения. В результате профиль автопокрышки деформируется, а основная нагрузка приходится на внешний край резины, который интенсивно истирается.

Личный автотранспорт чаще всего используется для неспешной, размеренной и комфортабельной езды. Поэтому на обычных машинах развал управляемых колес делается нулевым. В случае с автомобилями, оснащенными стойками МакФерсон, допускаются незначительные отрицательные значения рассматриваемого параметра.

Иначе обстоят дела со спортивными авто, сход развал которых определяется спецификой эксплуатации транспортного средства. Оптимальное контактное пятно спорткаров, используемых для дрифта, обеспечивает отрицательный угол развала, который варьируется в пределах от -0,5 до -5,5 градуса.

Машины, которые участвуют в кольцевых гонках, настраивают так, чтобы на задних колесах угол развала был порядка 1,5 градуса, тогда как на передних это значение составляло минус 2-3 градуса. Подобное расхождение настроек обусловлено тем, что передняя ость таких авто подвержена большим нагрузкам.

Во время гонки на виражах возникает крен кузова, создающий положительные развал, что и компенсируется за счет увеличенных отрицательных углов изначальной настройки колес. В итоге транспортное средство демонстрирует отличное сцепление с гоночным треком, а также великолепную отзывчивость на рулевое управление и четкое вхождение в повороты.

Наши преимущества

Владельцам спорткаров, практикующим агрессивную манеру езды или участвующим в гонках, для настройки оптимальных параметров ходовой следует обращаться в техцентр «Восток-Авто». Профиль нашего сервисного центра имеет спортивный уклон, а персонал обладает огромным опытом работ по настройке углов положения колес спортивных авто.

Отметим и тот факт, что заказывая профессиональное оборудование, мы ориентировались именно на спортивную технику. Поэтому в нашем распоряжении имеется низкий стенд развал схождения, на которых легко заезжает любая кузовная гоночная машина или же серийный спорткар с заниженной пневмоподвеской.

К неоспоримым достоинствам нашего сервисного центра можно отнести:

• наличие самого «продвинутого» 3D стенда для развал схождения, ориентированного на машины низкой посадки;
• выставление углов положения колес с дозагрузкой.
• выставление углов положения колес с дозагрузкой, регламентированной производителем конкретной модели авто;
• привлечение опытных гоночных механиков, знающих все тонкости эксплуатации спорткаров.

Мероприятия по настройке параметров развала схождения спортивного автомобиля в сервисе ВАО занимают порядка 45-ти минут. Если же в подвеске машины обнаружены дополнительные неисправности, то наши специалисты устранят и эту проблему в предельно сжатые сроки.

Углы установки колес автомобиля

Правильные углы установки колес – один из важнейших факторов, обеспечивающих нормальную управляемость, стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении и при прохождении поворотов. Оптимальные для каждой модели параметры геометрии подвески закладываются на этапе проектирования. Заданные значения углов установки колес подвержены изменению и требуют периодической регулировки по причине естественного износа узлов и элементов ходовой части или после ремонта подвески.

Назначение углов установки колес

Корректно настроенная геометрия подвески позволяет автомобилю более эффективно воспринимать силы и моменты, возникающие в пятне контакта колеса с дорожной поверхность во время различных режимов движения. Этим обеспечивается предсказуемое поведение автомобиля, а именно: стабильность движения по прямой, устойчивость в поворотах, стабилизация при разгонах и торможении. Также благодаря отсутствию излишнего сопротивления качению колес происходит более равномерный износ шин, что позволяет увеличить срок их службы.

Заданные производителем значения углов установки колес являются оптимальными для конкретного автомобиля и соответствуют его назначению и особенностям настройки подвески. Однако, в случае необходимости, конструктивно предусмотрена возможность их изменения либо регулировки. Количество параметров, которые можно регулировать для каждого автомобиля, индивидуально.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Параметр	Ось автомобиля	Регулируемый параметр	На что влияет
Угол развала колес (Camber)	Передняя Задняя	Да (зависит от автомобиля)	Устойчивость движения в повороте Преждевременный износ шин
Угол схождения колес (Toe)	Передняя Задняя	Да	Устойчивость при прямолинейном движении Преждевременный износ шин
Поперечный угол наклона оси поворота (KPI)	Передняя	Нет	Стабилизация автомобиля при движении
Продольный угол наклона оси поворота (Caster)	Передняя	Да (зависит от автомобиля)	Стабилизация автомобиля при движении
Плечо обкатки	Передняя	Нет	Стабильность автомобиля при торможении Стабилизация автомобиля при движении

Развал колес

Развал колес (англ. camber) – это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:

• положительный (+) – когда верхняя часть колеса наклонена наружу (от кузова автомобиля);
• отрицательный (-) – когда верхняя часть колеса наклонена внутрь (к кузову автомобиля).

Положительный и отрицательный углы развала колес

Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка.

Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• хорошая устойчивость авто в поворотах;
• ухудшается сцепление колес при прямолинейном движении;
• повышенный износ внутренней стороны шины.

Слишком большой положительный угол:

• хорошее сцепление колес с дорогой;
• ухудшается устойчивость в поворотах;
• повышенный износ наружной стороны шины.

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) – угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Схождение колес автомобиля

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах. При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Положительное и отрицательное схождение колес

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шины с внутренней стороны;
• острая реакция авто на рулевое управление.

Слишком большой положительный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шин с наружной стороны.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы,
стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика – плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают – то плечо обкатки нулевое.

Значение плеча обкатки

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Изменение значений углов установки колес и их регулировка

Углы установки колес подвержены изменениям вследствие естественного износа деталей, а также после их замены на новые. Все без исключения рулевые тяги и наконечники имеют резьбовое соединение, которое позволяет увеличить или уменьшить их длину для регулировки величин углов схождения колес. Схождение задних колес, равно как и передних, регулируется на всех типах подвесок, за исключением задней зависимой балки или моста.

Регулировка развала на стойке Макферсон

Регулировка значений развала для задней и передней оси предусмотрена далеко не на всех автомобилях: она отсутствует на зависимой подвеске, на подвеске МакФерсон (за исключением небольшого ряда моделей авто, у которых верхний крепеж стойки – это болт с эксцентриком). Присутствует настройка camber, как правило, на обоих осях подвесок с верхними и нижними поперечными рычагами.

Неправильный сход-развал задних колес на переднеприводном автомобиле оказывает меньшее влияние на его управляемость и неравномерный износ шин, поскольку задняя часть менее нагружена. Параметры caster и KPI, регулировка которых в конструкции подвески автомобиля, как правило, не предусмотрена, должны всегда соответствовать допустимым значениям.