Разва́л — между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колёса направлены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу.
Развал на автомобиле с независимой или полунезависимой подвеской меняется с изменением крена автомобиля, и ещё с изменением загрузки. В тяжёлых грузовиках «Татра» развал задних колёс на незагруженном автомобиле настолько велик, что автомобиль едет опираясь только на внешние покрышки.
Развал обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах. Отрицательный развал улучшает устойчивость в поворотах.
Положительный развал применяется лишь в двух местах:
- на автомобилях с подвеской типа «Макферсон».
- на гоночных автомобилях, предназначенных для езды по овалам, на внутренних колёсах.
На двухрычажных подвесках развал, как правило, можно менять. Существует несколько способов изменения угла развала на автомобилях с таким типом подвески. Если необходимо изменить угол развала на несколько градусов, этого изменения можно добиться посредством установки болтов со смещенным центром, так называемых “Эксцентриков”. Такие болты устанавливаются вместо штатного крепления колеса и во время езды влияют на угол развала. Вариант изменения угла развала для многорычажной подвески — установка тяг стабилизатора регулируемой длины. Для автомобилей с независимой подвеской можно изменить угол развала, установив рычаги подвески с шарнирами .
Таким образом можно будет отрегулировать угол развала колес, а затем закрепить колесо в нужном положении, затянув крепежные болты. На автомобилях с подвеской «Макферсон» уменьшение клиренса путём простого укорочения пружин приведёт к изменению всех четырёх углов установки колёс. Для изменения клиренса нужно менять весь узел крепления подвески.
Изначально измерялся при помощи отвесов и уровней различных систем, в настоящее время используются либо оптические датчики с компьютерной обработкой результатов, либо гравитационные датчики наклона.
Схождение
Схожде́ние — 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 (знаки °’) 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. В противном случае применяется процедура «ран-аут» (run out), вычитающая биение колеса из величины схождения.
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.
Кастр (продольный угол наклона оси поворота колеса)
Кастр, кастер или кастор (en:Caster angle) — 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.
Патент Артура Кребса (1896) гласит: «Чтобы обеспечить устойчивость переднего моста, то есть, чтобы автоматически устанавливать оси колёс параллельно… передняя ось располагается на некотором расстоянии позади проекции оси рулевого механизма…»
На автомобилях без усилителя руля кастр не превышает 6°, на усиленных бывает больше — у Škoda Superb 7°40″. Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов выше, 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.
Поперечный угол наклона оси поворота колеса
Угол поперечного наклона (en:Kingpin inclination, KPI) — ( угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на поперечную плоскость автомобиля. Этот угол обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт веса автомобиля. Название «KPI» (kingpin inclination — наклон шкворня) несколько устарело: в современных подвесках переднеприводных автомобилей нет рулевых шкворней, колёса поворачиваются вокруг амортизирующей стойки.
У большинства машин без усилителя руля эта цифра не превышает 10°, у лёгких и усиленных бывает и больше: так, у Volkswagen Polo Sedan весом в 1,2 тонны — целых 13°.
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).
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.
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.
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 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.