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

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	Передняя	Регулировка не предусмотрена.	Поперечная стабильность в поворотах.
Продольный угол наклона оси поворота	Передняя	В зависимости от конструкции.	Облегчает выход из поворота, поддерживает прямолинейность движения
Плечо обкатки	Передняя	Не регулируется.	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.