Максимальный угол поворота колеса автомобиля в градусах
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.
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.
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.
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.
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.
Что понимают под схождением и развалом передних колёс.
Когда развал и схождение колёс на автомобиле установлен правильно, соблюдены все рекомендации завода изготовителя транспортного средства, это обеспечит хорошую устойчивость при движении по любым дорогам. Износ резины будет происходить равномерно по всей площади колеса, управление становиться лёгким и надежным.
Под развалом понимают положение колеса по отношению к дороге. Нормальное положение считается таким, когда наклон верха колеса направлен наружу. Эта величина определена заводом и имеет определённое значение для разных моделей автомобилей. Плохо для автомобиля и для колеса непосредственно, когда наклон его верхней части направлен внутрь. В таком случае о хорошей устойчивости и управляемости приходится забыть, а износ резины сильно ускоряется.
Под схождением понимают расстояние между передними и задними точками дисков передних колёс. Развал колёс измеряется в градусах, а схождение колёс кроме градусов, можно определить с помощью расстояния в миллиметрах.
Когда необходимо проводить проверку развала и схождения.
Различные источники рекомендуют проводить регулировку при пробеге примерно 12-15 тысяч километров, или один раз в год.
Если владелец планирует эксплуатировать без особых проблем свой автомобиль длительное время, то экономить на этой операции не стоит. После каждой замены шаровых опор, сайлентблоков, рулевых тяг, амортизаторов необходимо проводить проверку и регулировку развала и схождения колёс.
Выполнить эту операцию сегодня достаточно просто. Нужно просто заехать в сервис, который выполняет такую операцию, и специалисты быстро и качественно выполнят эту работу. Но бывают случаи, когда такую работу необходимо выполнить самостоятельно в условиях гаража.
Выполняем развал и схождение самостоятельно.
Не будем повторяться о важности этой операции. Процесс этот важный и отнестись к нему необходимо с полной серьёзностью. Для выполнения её необходим инструмент и приспособления:
- Наличие смотровой ямы.
- Отвес.
- Мел или фломастер.
- Набор ключей.
- Раздвижная линейка со шкалой.
- Автомобиль устанавливается на площадке таким образом, чтобы передние колёса стояли прямо. На внешней стороне покрышке наносят две метки, одна вверху, а другая снизу.
- Прикладывают отвес к крылу таким образом, чтобы он был в плоскости с нанесёнными метками. Далее штангенциркулем или другим измерительным инструментом измеряют расстояние от шнура до диска колеса возле верхней и нижней метки. Если разница составляет около 3 миллиметров, это нормально.
- Далее необходимо провернуть колёса, прокатив автомобиль вперёд, чтобы нанесённые метки расположились горизонтально.
- Снова проводятся замеры от шнура до диска колеса в вертикальной плоскости.
Как самостоятельно регулировать развал — схождение на автомобиле
Схождение колёс проверяют с помощью раздвижной линейки. Для этого на внутренней части колёс впереди по ходу автомобиля делают две метки и измеряют расстояние. Далее необходимо перекатить автомобиль таким образом, чтобы метки оказались сзади по ходу автомобиля. Замер, полученный между метками, должен быть больше предыдущего примерно на 1 мм.
Этого можно достичь проворачиванием рулевых тяг.
Хочется напомнить, что подобные самостоятельные регулировки, являются временными, поэтому, надолго не откладывайте проверку на специальном оборудовании передней подвески автомобиля.Удачи на дорогах!
Выбор и покупкаУстройство автоПрактика ремонтаЭксплуатацияАксессуарыКаско
Регулируем развал-схождение своими руками
Развалом называется угол, образующийся между вертикалью и плоскостью, в которой происходит вращение колеса. Это динамический параметр, который меняется при крене и загруженности машины. От данного угла напрямую зависит эффективность использования машины, в частности, время, в течение которого шины будут изношены.
Под схождением понимают угол, образующийся между вектором, направленным в сторону движения авто, и плоскостью, в которой происходит вращение колеса. Если развал будет выставлен безошибочно, то это обеспечит оптимальный контакт протекторов и дорогой.
Нарушение правильной настройки развала-схождения происходит после большого пробега или постоянных поездок по плохим дорогам. Проявляться это будет в том, что покрышки будут иметь изношенный вид, а сам автомобиль будет значительно терять в устойчивости. Поэтому специалисты советуют, даже после устранения мелких неисправностей ходовой, обязательно выполнять настройку развала-схождения.
Помимо этого, регулировку развала-схождения нужно выполнять после:
Предваряя процесс настройки своими руками развала-схождения, уточним, что вначале следует выполнить диагностику ходовой автомашины. Если ходовая нуждается в устранении неисправностей, выполнение любых настроек развала или схождения будет бесполезной тратой времени. Поэтому вначале устраняют любые неисправности рулевого управления, а также подвески, и только затем приступают к работам по настройке развала и схождения.
Вообще специалисты рекомендуют предварительно убедиться:
а) в исправности ходовой автомобиля (подробнее о проверке ходовой);
б) в том, что давление в шинах находится в норме;
в) что багажник пустой.
Важно! При устранении неисправностей ходовой части автомобиля, обязательно все разбираемые детали помечаете краской (можно использовать и керн), в их первоначальном расположении друг относительно друга. Кроме того, нужно запомнить количество оборотов, которые будут сделаны при откручивании наконечников, расположенных на рулевых тягах. Всё это, в дальнейшем, поможет избежать дополнительных манипуляций, во время настройки развала-схождения.
Поэтапная регулировка развала-схождения на ВАЗ-2109
Процесс регулировки угла развала колес
- Устанавливаем автомобиль на горизонтальной площадке;
- Отмечаем мелом пару меток на колёсном ободе (первую сверху, вторую снизу);
- Далее нужно приложить шнур, к которому подвешен отвес, к крылу.
Развал схождение колес своими руками
Угол развала на автомобилях, имеющих задний привод, должен быть от +1 до +3 мм.
Угол развала на автомобилях, имеющих передний привод, должен быть от -1 до +1 мм.
Видео: Как сделать развал схождение. Часть 1 (ниже часть 2)
Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь
Процесс регулировки угла схождения колес на ВАЗ-2109
Чтобы правильно отрегулировать угол схождения, все измерения нужно делать телескопической линейкой, расположившись в смотровой яме. При этом руль следует выставить так, как если бы автомобиль ехал прямо.
Расстояние между передними и задними колесами должно быть одинаково. Если равенство расстояний не соблюдено, то нужно регулировать рулевые тяги. Регулировка осуществляется в сторону удлинения рулевых тяг, если задние колёса расположены ближе друг к другу, чем передние. И наоборот, рулевые тяги укорачивают, при расположении задних колёс дальше друг от друга, нежели передние колёса.
Видео: Как сделать развал схождение.
Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь
Процесс регулировки рулевых тяг на ВАЗ-2109:
После всех проделанных манипуляций по регулировке развала-схождения, остаётся поочерёдно посмотреть, со стороны передних колёс – в створ задних колёс. Если спица руля будет стоять горизонтально, то будет видно, какое (правое или левое) смещение имеют колёса. При сильно выраженном смещении, одна из тяг выкручивается на несколько оборотов, а другая затягивается (на то же число оборотов). Таким образом, смещение устраняется полностью.
Углы установки колес автомобиля
От правильной регулировки колес автомобиля зависят многие факторы: управляемость автомобиля, срок службы покрышек, расход топлива. Так давайте разберемся в углах установки колес автомобиля — на что влияют и для чего нужны.
Для чего нужны углы установки колес?
К рекомендациям фирм-производителей автомобилей по установке колес следует относиться с полной ответственностью. Для каждой модели авто эти рекомендации различны. Эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин конкретной модели автомобиля.
Периодически при эксплуатации авто (через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на машине были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов по ходовой это просто необходимо делать сразу. В любом случае следует помнить, что регулировка углов развала и схождения управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления автомобиля.
Максимальный угол поворота колес
Он характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо автомобиля при полностью вывернутом руле. И чем меньше этот угол, тем больше точность и плавность управления. Ведь для поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем.
Но не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус поворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет очень тяжело.
РАЗВАЛ СХОЖДЕНИЕ КОЛЕС СВОИМИ РУКАМИ
Плечо обката
Плечо обката — кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения колеса и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения будет смещаться наружу колеса, а при положительном значении — внутрь.
Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. Но в практике, из-за конструкции автомобиля, сделать это очень сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Вот и получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при проезде поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению.
Для борьбы с положительным плечом оката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал колес. Это хоть и уменьшало плечо обката автомобиля, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.
Угол кастера
Кастер отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если говорить просто, то кастер заставляет автомобиля ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если вы убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если же на автомобиль действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать очень плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.
Главная функция кастера — это наклон колес в сторону поворота руля автомобиля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит и на управляемость автомобиля. Если автомобиль двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение. А вот в повороте все иначе.
При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. И чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо автомобиля тоже наклоняется в сторону поворота. Но везде нужно знать меру, ведь при очень большом кастере, колесо автомобиля будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.
Поперечный наклон оси поворота
В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. А так как на внешнее колесо в повороте приходится основная нагрузка, вся ось сильно теряет в сцеплении. Это, конечно, можно частично компенсировать кастером и развалом. Тогда сцепление внешнего колеса будет хорошим, а у внутреннего — практически исчезнет.
Схождение колес автомобиля
Существует два вида схождения автомобиля: положительное и отрицательное. Определить тип схождения очень просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди автомобиля, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное. Если будет положительное схождение передних колес, то автомобиль будет легче заходить в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость.
На задней оси при положительном схождении колес, автомобиль при прямолинейном движении будет более устойчивым, а если будет отрицательное схождение — то автомобиль будет вести себя неадекватно, и рыскать из стороны в сторону.
Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения автомобиля от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.
Развал колес
Развал колес, как и схождение, может быть как отрицательным, так и положительным.
Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь, то это отрицательный развал, а если будут отклоняться наружу автомобиля — то это уже положительный развал. Развал колеса необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном.
Изменение угла развала колес сказывается на поведении автомобиля на прямой, ведь колеса стоят не перпендикулярно дороге, а значит имеют не максимальное сцепление. Но это сказывается только на заднеприводных автомобилях при трогании с места с пробуксовкой.
Если повернуть руль до упора, выйти из машины и посмотреть на нее спереди, можно заметить, что колеса повернуты под разными углами: одно вывернуто сильнее, чем другое. Но это не неисправность, а наоборот, точный инженерный расчет, который в этом году празднует свой юбилей – ему исполняется ровно 200 лет. Почему рулевое управление так спроектировано, и почему нельзя было бы сделать иначе?
О твет на этот вопрос лежит на поверхности: представьте себе, что автомобиль движется по кругу по часовой стрелке – в этом случае окружность, по которой будет двигаться переднее правое колесо, будет меньше, чем окружность, описываемая левым. Соответственно, при постоянной скорости автомобиля колеса на одной оси будут вращаться с разной скоростью. Если бы колеса были повернуты на одинаковый угол, то внутреннее колесо, стремясь двигаться так же, как наружное, постоянно проскальзывало бы и вызывало проскальзывание наружного – при этом поведение автомобиля в повороте было бы непредсказуемым, а износ шин – катастрофическим. Наглядно это можно видеть на многоосных тележках грузовиков и прицепов: не поворачивающиеся колеса в повороте движутся с проскальзыванием, и шины изнашиваются быстро и неравномерно. Соответственно, для решения этих проблем и обеспечения правильного движения управляемых колес по их траектории они и поворачиваются на разные углы.
Сама проблема проскальзывания внутреннего колеса в повороте была актуальна задолго до массового распространения автомобилей – ведь те же проблемы были и у конных повозок. Собственно, именно на конной повозке рулевое управление, решающее эту проблему, и дебютировало: в 1817 году его изобрел Георг Ланкеншпергер, а в 1918 году запатентовал в Англии его агент Рудольф Аккерман. С тех пор принцип поворота управляющих колес на разные углы в повороте так и называется – принцип Аккермана.
Чтобы обеспечить нужные углы поворота колес, геометрия рулевой трапеции рассчитывается по единой условной схеме. В ней поперечная рулевая тяга короче управляющей оси и смещена за нее, а поворотные рулевые рычаги лежат на линии между осью поворота передних колес и центром задней оси автомобиля. Для того, чтобы проще было понять это сложное на первый взгляд объяснение, достаточно взглянуть на простую схему ниже.
Соответственно, при повороте колес в такой схеме они оказываются повернуты на разные углы – внутреннее поворачивается больше, а наружное меньше. При этом центры окружностей, по которым движутся колеса, совпадают, а радиус окружности для наружного колеса — это фактически радиус разворота автомобиля "от бордюра до бордюра" с поправкой на ширину шины.
В автоспорте подход может меняться: к примеру, на некоторых гоночных автомобилях ситуация с углами поворота колес может быть даже обратной для компенсации бокового увода колеса в скоростных поворотах, а в дрифте передние колеса стараются сделать параллельными даже в поворотах, чтобы снизить износ передних шин при постоянном движении в управляемом заносе. Но это – крайности, не актуальные для обычных серийных машин.
Кстати, в самом начале мы не зря упомянули не только разные пути, которые проходят в повороте колеса, но и разные скорости их вращения. Для того, чтобы обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разными скоростями, как мы уже рассказывали, нужен дифференциал.
Управляемость автомобиля — это его способность легко изменять направление движения при повороте рулевого колеса и удерживать заданное направление движения.
Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо.
Углы установки управляемых колес
Во время движения автомобиля очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес при движении прямо. Для улучшения устойчивости автомобиля при его движении и облегчения управляемости конструктивно предусматриваются углы установки управляемых колес.
Рис. Углы установки управляемых колес:
γ – угол продольного наклона оси; α – угол развала; β – угол поперечного наклона оси; θв – внутренний угол поворота; θн – наружный угол поворота; А – расстояние между внутренними поверхностями передней части шин; В – расстояние между внутренними поверхностями задней части шин
Угол развала обеспечивает перпендикулярное расположение колес по отношению к поверхности дороги при движении автомобиля, а также передачу сил реакции дороги на внутренний подшипник, что разгружает наружный подшипник колеса меньшего размера, а значит, уменьшает толчки, передаваемые на рулевой механизм.
Угол развала может быть положительным, когда верхняя часть колеса отклонена наружу относительно кузова автомобиля, отрицательным, когда верхняя часть колеса отклонена внутрь, и нулевым, когда плоскость колеса совпадает с вертикалью.
Неправильная установка углов развала колес может являться следствием:
- повышенного износа протектора шины. Если угол развала имеет отклонение в положительную сторону, то износ отмечается на внешней стороне протектора, если в отрицательную, изнашивается внутренняя сторона
- ухудшения управляемости автомобиля. При повышенной разнице углов развала левого и правого колес, автомобиль уводит в левую либо в правую сторону при движении на ровной дороге с отпущенным рулевым колесом. Увод автомобиля будет в ту сторону, где находится колесо, угол развала которого имеет более положительное значение. Как правило, разница углов развала левого и правого колес у большинства автомобилей ограничивается значением 0°30′ (минут)
- повышенного потребления топлива
- ускоренного износа элементов подвески в связи с возрастанием действующих на них нагрузок
Все вышесказанное относится как к передним, так и к задним колесам автомобиля.
При диагностировании геометрии подвески углы развала колес проверяются всегда, на автомобилях всех марок, а регулировке подлежат лишь в тех случаях, когда это предусмотрено конструкцией.
Значение угла развала передних колес для различных автомобилей варьируется от -2° до 2…4°. Задние колеса, как правило, имеют более значительные углы развала. На автомобилях BMW, например, задние колеса имеют угол развала более -3°.
Угол схождения колес (разность расстояний между внутренними поверхностями задней и передней частей шин переднего либо заднего моста (Б – А)) необходим для того, чтобы обеспечить параллельное качение колес, так как при движении автомобиля из-за установки колес с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колес на угол 0,5-1,0″ от вертикальной плоскости автомобиля, что приводит к качению колес по расходящимся дугам. Кроме того, угол схождения предохраняет колеса от проскальзывания при наличии люфта в сочленениях рулевых тяг, подшипниках колес.
Схождение колес может измеряться не только в линейных (мм), но и в угловых величинах (градусах), причем в последнее время измерение в угловых величинах предпочтительнее.
Общее схождение может быть положительным, когда расстояние А меньше, чем Б, отрицательным, когда расстояние А больше, чем Б, и нулевым, когда А равно Б. Помимо общего схождения различают индивидуальное схождение для каждого колеса, определяемое как угол между плоскостью колеса и осью симметрии в плане.
Неправильная установка углов развала колес может являться следствием:
- ускоренного износа протектора шины. Если схождение больше норм – излишне положительное, то износ отмечается на наружной части протектора на обоих колесах, если схождение излишне отрицательное, то износ происходит на обоих колесах на внутренней части протектора
- повышенный расход топлива из-за увеличения сопротивления движению
Схождение колес измеряется всегда и регулируется на всех марках автомобилей изменением длины рулевых тяг.
Колеса переднеприводных автомобилей обычно имеют небольшое схождение, как положительное, так и отрицательное (порядка ± 2 мм). На заднеприводных, как правило, только положительное при величине не более 5мм.
Угол поперечного наклона оси определяется углом, образуемым осью подвески с вертикальной плоскостью. Такой наклон совместно с углом развала уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси подвески с дорогой и точкой центра контакта шины, что уменьшает плечо момента, который необходимо приложить при повороте колес автомобиля, а значит, облегчает управление автомобилем.
При поперечном наклоне шкворня (оси поворота управляемых колес) повернуть колесо вместе с цапфой всегда труднее, чем вернуть его в исходное положение – движение по прямой. Это объясняется тем, что при повороте колеса вместе с цапфой передняя часть автомобиля приподнимается на величину б (водитель прилагает сравнительно большое усилие к рулевому колесу).
При возвращении управляемых колес в положение, соответствующее движению по прямой, масса автомобиля помогает поворачиванию колес и водитель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.
Как правило, этот угол является положительным и достаточно большим (от +5°до +20°) и в эксплуатации не регулируется.
Угол продольного наклона оси служит для стабилизации управляемых колес моментом, возникающим за счет плеча (расстояние от оси подвески до центра контакта шины) боковой силы.
Благодаря продольному наклону шкворня колесо устанавливается так, что его точка опоры по отношению к оси поворота (оси шкворня) отнесена назад на некоторую величину и колесо всегда стремится занять исходное положение, т. е. положение автомобиля при движении по прямой. При этом колесо находится сзади подвески и тянется за ней, это стабилизирует прямолинейный ход колеса с избегание угловых колебаний его. При движении задним ходом появляется противоположный эффект – колесо толкается подвеской, поэтому рулевое колесо удерживается труднее.
Продольный угол наклона оси поворота может быть положительным, когда ось поворота наклонена в сторону водителя, отрицательным, когда она наклонена от водителя, и нулевым, когда ось поворота совпадает с вертикалью.
Слишком большие углы наклона оси поворота приводят к резкому возрастанию усилий, прикладываемых к рулевому колесу при выполнении поворотов.
Неотрегулированность продольных углов наклона оси поворота приводит главным образом к неустойчивому движению автомобиля. Траектория движения автомобиля отклоняется в сторону того колеса, у которого ось поворота наклонена больше. На большинстве автомобилей разница продольных углов наклона оси поворота левого и правого колес не должна превышать 0°30′.
Углы продольного наклона осей поворота колес подлежат проверке. Возможность регулировки предусмотрена далеко не на всех автомобилях.
Оси поворота колес переднеприводных автомобилей имеют небольшие, обычно положительные углы продольного наклона (порядка +2°…+3°). У заднеприводных автомобилей диапазон изменения этого параметра намного больше (от +2° до +14°).
Разность внутреннего и наружного углов поворота необходима для исключения проскальзывания колес при их повороте.
При заходе автомобиля в поворот происходит постепенное перерастание схождения колес в расхождение благодаря специальной конструкции тяг управления колесом. Колесо внутреннего радиуса поворачивается сильнее, чем наружное, что автоматически усиливает изменение направления и облегчает усилие на руль. Это также необходимо и потому, что на повороте внутренние колеса имеют меньший радиус поворота, чем наружные.
При возвращении управляемых колес в положение, соответствующее движению по прямой, масса автомобиля помогает поворачиванию колес и водитель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.
Шины с небольшим внутренним давлением воздуха также имеют стабилизирующие свойства, поэтому утлы наклона шкворней в легковых автомобилях меньше или совсем отсутствуют. Однако на автомобилях, где давление воздуха в шинах невелико, возникает боковой увод под действием поперечной силы, вызывающей боковой прогиб шины, при этом колеса смещаются в сторону.
Рис. Схема бокового увода колес
Управляемость автомобиля зависит и от состояния рулевого управления. Во время движения водитель постоянно пользуется рулевым колесом, не выпуская его из рук. Если рулевое колесо необходимо поворачивать с большим усилием, водитель быстрее устает, переставая реагировать на небольшие отклонения автомобиля, срезает углы по-, ворота и этим создает угрозу для безопасности движения. При нарушении регулировки подшипников ступиц передних колес, большом люфте в сочленениях рулевого механизма и рулевого привода, неправильной установке передних колес (схождение и развал) или шинах несоответствующего размера также значительно ухудшается управляемость автомобиля.
Движение автомобиля связано с выполнением различных маневров. Во время поворотов на автомобиль действует центробежная сила, при этом нарушается устойчивость автомобиля и водитель затрачивает значительно больше усилий, чем при движении по прямой. Чем длиннее автомобиль и чем круче повороты, тем больше должна быть ширина поезда.
Благодаря наличию рулевой трапеции передние колеса поворачиваются на неодинаковый угол и катятся без проскальзывания. Если полагать, что задние колеса катятся по следу передних, то радиусом поворота считают расстояние от центра поворота до середины задней оси. Наружным радиусом считается расстояние от центра поворота до крайней передней точки автомобиля, а внутренним радиусом — расстояние от центра поворота до ближайшей точки автомобиля у задней оси.
Минимальная величина радиуса поворота зависит от максимального угла поворота передних колес, который не у всех автомобилей одинаков, а у легковых больше, чем у грузовых.
Для автомобилей с прицепами ширина проезда на повороте должна быть еще больше. В этом случае внутренний радиус поворота определяется по ближайшей точке до центра поворота у задней оси последнего прицепа.
Во время движения на повороте возникает центробежная сила, приложенная в центре тяжести автомобиля. Эта сила направлена по радиусу от центра поворота (рис. 201); ее можно разложить на две составляющие, одна из которых (А) направлена вдоль оси автомобиля, а другая (Б)—в поперечном направлении, стремящаяся опрокинуть автомобиль или вызвать его занос.
Рис. Разложение центробежной силы на повороте
Поперечную составляющую центробежной силы определяют по формуле
C = Gv2/gR
где С — поперечная составляющая, приложенная к центру тяжести автомобиля, кгс; G — масса автомобиля, кг; v — скорость движения автомобиля, м/с; R — радиус поворота (до середины задней оси), м; g — ускорение свободно падающего тела, м/с2.
Из приведенной зависимости видно, что чем больше масса и скорость движения и меньше радиус поворота, тем больше будет поперечная составляющая центробежной силы и хуже устойчивость автомобиля на повороте. Наибольшее влияние на величину центробежной силы и ее поперечную составляющую оказывает скорость движения, так как в приведенной зависимости она берется в квадрате. Если скорость движения увеличить в 2 раза, то поперечная составляющая центробежной силы увеличится в 4 раза. Чтобы уменьшить центробежную силу на повороте, водитель должен снизить скорость движения.
Занос — это боковое скольжение задних колес при продолжающемся поступательном движении автомобиля вперед. Иногда занос может привести к повороту автомобиля вокруг своей вертикальной оси. Если резко повернуть управляемые колеса, то может оказаться, что инерционные силы станут больше, чем сила сцепления колес с дорогой, а автомобиль занесет, особенно это часто случается на скользких дорогах.
При неодинаковых тяговых силах, приложенных на колеса правой и левой сторон, возникает поворачивающий момент, приводящий к заносу. Непосредственной причиной заноса при торможении являются неодинаковые тормозные силы на колесах одной оси, неодинаковое сцепление колес правой и левой стороны с дорогой или неправильное размещение груза относительно продольной оси автомобиля. Причиной заноса автомобиля на повороте может быть также торможение его, так как при этом к поперечной силе добавляется продольная сила и их результирующая может превысить силу сцепления, препятствующую заносу.
Рис. Схема заноса автомобиля на повороте
Чтобы приостановить начавшийся занос автомобиля, необходимо сразу же прекратить торможение и, не выключая сцепление, повернуть колеса в сторону заноса. После прекращения заноса нужно выровнять колеса, чтобы он не начался в другом направлении.
Чаще всего занос получается при резком торможении на мокрой или обледенелой дороге; особенно быстро наступает занос на большой скорости, поэтому на скользкой или обледенелой дороге и на поворотах нужно уменьшать скорость, не применяя торможение. Кроме заноса, при определенных условиях может возникнуть опрокидывание автомобиля.
Читайте также: