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.

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.