Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Углы установки колес автомобиля — на что влияют и для чего нужны

От правильной регулировки колес зависят многие факторы: управляемость, срок службы покрышек, расход топлива. Давайте разберемся в них — на что влияют и для чего нужны.

Для чего нужны

К рекомендациям фирм-производителей по установке колес следует относиться с полной ответственностью. Для каждой модели рекомендации различны. Эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин.

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 это необходимо делать сразу. Следует помнить, что регулировка углов управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления.

Максимальный угол поворота

Характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо машины при полностью вывернутом руле. Чем меньше он, тем больше точность и плавность управления. Ведь для поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем.

Не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус разворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет тяжело. Приходится производителям искать «золотую середину», маневрируя между большим радиусом поворота и точностью управления.

Плечо обката

Это кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения смещается наружу колеса, а при положительном — внутрь.

Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. На практике, из-за конструкции машины, сделать это сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при прохождении поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению.

Для борьбы с положительным плечом обката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал. Это хоть и уменьшало плечо обката, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.

Угол кастера

Отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если просто, то он заставляет машину ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если на авто действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.

Главная функция кастера — наклон колес в сторону поворота руля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит на управляемость. Если машина двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение.

При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. Чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо тоже наклоняется в сторону поворота. Но нужно знать меру, ведь при большом кастере, колесо будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

Поперечный наклон оси

Отвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься. А т.к. весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката.

Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких «недугов» как положительный развал и плечо обката.

Во многих автомобилях применяется подвеска типа «МакФерсон». Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката. Ведь ось поворота состоит из опоры одного единственного рычага, которой можно поместить внутрь колеса. Эта подвеска не совершенна, ведь сделать угол наклона оси маленьким практически невозможно. В повороте он наклоняет внешнее колесо под невыгодным углом (как у положительного развала), а внутреннее колесо одновременно наклоняется в противоположную сторону.

В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. Т.к. 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

Существует два вида схождения: положительное и отрицательное. Определить просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди машины, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное.

Если положительное схождение, то авто легче заходит в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость, при прямолинейном движении будет более устойчивым. Если отрицательное схождение — то авто едет неадекватно, рыскает из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.

Развал колес

Бывает отрицательным и положительным.

Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь — это отрицательный развал. Если будут отклоняться наружу — положительный.

Развал необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. На серийных машинах делают нулевой или немного положительный развал. Если нужна хорошая управляемость — его делают отрицательным.

Регулировка задних колёс

На многих машинах не производиться регулировка углов задних колёс. Например, на переднеприводных машинах ВАЗ, где сзади установлена жёсткая балка. Нарушения могут быть только при серьезной аварии, когда погнётся задняя балка. Также не регулируются задние углы на внедорожниках с жестким мостом. На многих иномарках стоит многорычажная подвеска сзади. Значит, можно регулировать схождение и развал задних колёс.

Делать это нужно обязательно после удара об бордюр или аварии. Потому что любая машина очень чувствительна к изменению угла схождения задних колёс. Если он будет отрицательным, то автомобиль при прохождении поворота будет постоянно заносить. Если положительный — тоже плохо, у машины проявиться недостаточная поворачиваемость. В повороте машине будет стремиться ехать прямо.

Что делать сначала

Сначала регулируются углы установки задних колёс (есть возможно), а только потом — передних. Сначала выставляют кастер, потом — развал и последним (обязательно) — схождение. Также нужно следить, чтобы рулевое колесо стояло прямо. Для этого используют специальные приспособления для его фиксации.

Применение спортивных настроек скажется отрицательно на комфорте. Если сделать кастер слишком большим или большой отрицательный развал — увеличиться усилие на руле. Но это лучший способ изменить поведение машины на более спортивное.

Углы установки колес и их влияние на управляемость автомобиля

На этой страничке мы постараемся объяснить вам как влияют углы установки колес

 — развал,кастер и схождение — на поведение вашего автомобиля.

Для начала разберемся в основных понятиях об углах установки колес.

 

РАЗВАЛ

Возможно , самый простой для понимания параметр из трех.

Развал – это угол установки колес по отношению к поверхности дороги при взгляде на автомобиль спереди. Если провести воображаемую линию через центр колеса перпендикулярно к дороге , то это будет нулевой развал.

Если колеса верхней стороной направлены внутрь(«домиком») – это отрицательный угол развала.

Если колеса верхней стороной направлены наружу – это положительный угол развала.

 

ВЛИЯНИЕ РАЗВАЛА НА ПОВЕДЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ

 Значения развала для спортивных автомобилей обычно находятся в пределах

 -0,5…-5,5 градусов

Какие у этого плюсы:

 — В повороте корпус автомобиля кренится , тем самым создавая положительный развал и уменьшая площадь пятна контакта колеса с дорогой.Отрицательные значения развала компенсируют этот эффект.Как итог – больше сцепления и больше стабильности в поворотах.

 — Отрицательный развал на обоих колесах создает дополнительную стабильность на прямой,т.к. колесо с отрицательным развалам старается катиться по траектории , направленной внутрь(подобно конусу , который катится по окружности вокруг своей вершины)

 — При повороте внутреннее колесо разгружается и даже иногда полностью поднимается , тем самым позволяя опорному колесу еще сильнее уводить автомобиль внутрь поворота.

  

Отрицательный развал имеет и свои минусы:

— Повышенный износ внутренний кромки шины при езде по прямой.

— Нестабильность на разгонах и торможениях по прямой(т.к. площадь пятна контакта мала)

Исходя из всего вышесказанного , инженеры ищут компромисс и пытаются удержать развал около -0.5 градусов в время поворота при сжатой подвеске.

 Идеальным вариантом было бы иметь колеса , установленные перпендикулярно к дороге при любых условиях. Но , по сравнению с гоночными , на обычных гражданских автомобилях этого сложнее добиться из-за более мягкой подвески с большими ходами,создающей большие крены при поворотах. Так же большую роль играет износ шин – для обычного автомобиля он должен быть экономичным , а гонщики могут позволить себе покупать покрышки чаще(по крайней мере хотелось бы , чтобы это было так 🙂 )

  
 

КАСТЕР

КАСТЕР — это продольный угол наклона оси поворота колеса.

Это линия проходящая чаще всего через верхнюю и нижнюю точки крепления стойки.

Положительный кастер – когда ось поворота колеса  завалена в сторону задней части машины , при взгляде на автомобиль сбоку. Такая конфигурация создает стабилизирующий момент , возвращающий колеса в исходное положение и способствующий прямолинейному движению автомобиля.

 
КАК КАСТЕР ВЛЯЕТ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Чем больше кастер смещен в сторону позитивного , тем более стабильна машина будет на прямой , но тем сильнее возрастет усилие на руле при повороте.

Кроме того , при повороте внутреннее колесо будет приподнимать машину , а внешнее опускать , тем самым создавая боковой крен , который совсем не желателен.

 

СХОЖДЕНИЕ

 Влияет главным образом на 3 параметра – износ шин , стабильность прямолинейного движения и управляемость на входе в поворот.

 Схожде́ние — это угол/расстояние между направлением движения и плоскостью вращения колеса.

Отрицательным считается схождение , когда колеса смотрят в разные стороны по ходу движения.

ВЛИЯНИЕ СХОЖДЕНИЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ 

В гражданских автомобилях с помощью схождения компенсируют эффект криволинейного качения колеса при углах развала , отличных от 0, чтобы износ резины был минимален.

 Для спортивных автомобилей допустимо «играть» схождением в целях изменения характера управляемости автомобиля . Например , можно добавить немного отрицательного схождения для переднеприводного автомобиля , это поможет компенсировать его тенденцию к недостаточной поворачиваемости.

 Стоит избегать чрезмерных значений схождения , т.к. при сильно отрицательном схождении будут изнашиваться внутренние кромки шин , и наоборот – при очень положительном сильно нагружены будут внешние кромки шины.

 

Иногда эффект трения резины от чрезмерного схождения используют для того , чтобы поддерживать рабочую температуру шины . Если слики недостаточно прогреваются в поворотах и остывают на прямой , для обеспечения лучшего сцепления и достижения хорошего результата приходится жертовавать ресурсом резины.

Еще один положителный эффект от этого – из-за постоянного трения шины остаются чище , обеспечивая лучшее сцепление на торможении и в повороте.

 

Так же схождение может настраиваться и на задних колесах . Эффект от этого , обычно такой же как и на передней оси.

Схождение бывает статическое и динамическое.

Дело в том , что в движении углы установки колес могут изменяться – это зависит от кинематики подвески и податливости соеденительных шарниров.

Например – при разгоне ведущие колеса будут отталкиваться от поверхности дороги и стремиться вперед — к положительному схождению . На гражданских машинах в угоду комфорту используется более мягкая резина во втулках/сайлентблоках  – поэтому значения отклонений больше чем на спортивных машинах.

 

ИТОГ

Как видим , углы установки колес имеют важнейшее значение для управляемости вашего автомобиля и безопасной езды . Поэтому , если возможно , мы рекомендуем использовать заводские настройки  или те , которые вами проверены – как точку отсчета для дальнейшей настройки управляемости после установки подвески . Вложить деньги в новую качественную подвеску и не произвести точную регулировку углов установки колес – значит потратить деньги впустую , ведь так вы не сможете почувствовать всей разницы .

В арсенале КМС имеется необходимое оборудование для тонкой работы с углами установки колес — мы можем предложить услуги по регулировке всем «продвинутым» клиентам , желающим сбросить еще дополнительные секунды с времени круга.

  

Углы установки колес автомобиля

Схождение колес

Угол между плоскостью вращения колеса и осевой линией автомобиля (индивидуальное схождение каждого из колес). Также суммарное схождение — это сумма углов схождения левого и правого колеса.

Правильно отрегулированный статический угол суммарного схождения приведет к расположению колес параллельно при движении. Неправильно отрегулированное суммарное схождение приведет к повышенному износу шин, сопротивлению движению (и как следствие увеличенному расходу топлива).

В случае если суммарное схождение отрегулировано верно, но индивидуальные схождения двух колес не равны при горизонтально установленном рулевом колесе, на современных автомобилях возможны проблемы со вспомогательными системами (при наличии датчика положения рулевого колеса). Также при прямолинейном движении на любом автомобиле руль будет стоять не по уровню.

Схождение является наиболее важным углом установки колес, т.к. при отклонении от нормы всего на 15′ срок службы шины может упасть в два-три раза, в то время как допуск на углы развала и кастера у большинства производителей составляют от 30′ до 1 градуса. Также схождение передних колес является единственным углом поддающимся штатной регулировке абсолютно у всех автомобилей. Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter как для передней, так и для задней осей.

Развал колес

Угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью.

Уменьшает (при правильной установке) нагрузку на элементы рулевого управления и подвески, смягчает удары от дорожного покрытия. Способствует поддержанию прямолинейного движения, и увеличению срока службы шин.

Неверный угол развала вызывает увод автомобиля от прямолинейного движения и увеличенный износ шин. В отличие от схождения, в случае значительного отклонения от нормы развала неравномерный износ резины будет заметен только к концу службы шины.

Большинство автомобилей имеют штатную регулировку угла развала передних колес.

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter как для передней, так и для задней осей.

Угол продольного наклона шкворня (поворотной оси) или кастер

Обеспечивает стабильность движения при повороте транспортного средства. Неправильно отрегулированный угол продольного наклона оси поворота приведет к увеличению сопротивления рулевого колеса, вибрациям и уводу автомобиля от прямолинейного движения.

Многие автомобили не поддерживают регулировку кастера штатными средствами (например автомобили группы VAG) в этом случае угол кастера может использоваться для диагностики элементов подвески и кузова на наличие возможных повреждений.

Поскольку ось поворота во многих конструкциях подвески нематериальна, на нее невозможно установить какой-либо датчик. Поэтому кастер вычисляется по изменению схождения и развала колес при повороте на определенный угол (10 или 20 градусов).

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter.

Угол поперечного наклона шкворня (поворотной оси)

Обеспечивает стабильность движения и используется для уменьшения нагрузки на элементы подвески и рулевого управления при ударах от дороги.

Неверно выставленный угол продольного наклона может привести к потере стабильности и недостаточной отдаче рулевого колеса.

Угол поперечного наклона не подлежит регулировке штатными методами и его значительное отклонение от нормы говорит о наличии повреждений подвески либо кузова автомобиля.

Измеряется тем же способом, что и кастер.

Измеряется абсолютно всеми измерительными системами Hunter.

Смещение оси автомобиля

Смещение оси — расстояние между линиями проходящими через ось вращения колес и перпендикулярных осевой линии автомобиля.

Данный вспомогательный диагностический угол может быть использован для выявления неисправных элементов подвески или кузова.

В случае чрезмерного смещения, автомобиль теряет стабильность при движении и уменьшается отдача рулевого колеса.

Смещение передних колес измеряется всеми измерительными системами Hunter. Смещение задних колес измеряется всеми стендами использующими технологию 3D и только инфракрасными датчиками имеющими «замкнутый контур» (DSP708, DSP508, DSP308 или DSP258).

Расстояние от колесной арки до оси вращения колеса — Ride Height

Высота посадки используется как диагностическое средство для диагностики (пружин) подвески а также как требуемый параметр для определения углов установки колес в моделях автомобилей, где углы установки зависят от просадки пружин.

Стенды Hunter позволяют измерять высоту посадки несколькими способами.

Самый удобный способ — измерение с помощью дополнительного набора мишеней, устанавливаемых на крылья автомобилей. Функция поддерживается только 3D-стендами Hunter с премиум-консолью WA или 811.

Также высоту посадки можно измерить с помощью дополнительного инфракрасного пульта со встроенной электронной рулеткой 20-1885-1.

Также высота посадки у стендов Hunter традиционно измерялась инфракрасными датчиками DSP306/506 и DSP308/508 с помощью механического устройства (как показано на рисунке справа).

Доступно только для 811/WA консолей.

Максимальный угол поворота каждого из колес

Дополнительный диагностический угол позволяет провести диагностику элементов подвески и рулевой системы.

Позволяет выявить дефекты или неправильную установку релевого механизма, рулевых тяг и т.д.

Измеряется автоматически электронными поворотными пластинами или вручную по указателю на поворотных дисках (при наличии такого указателя).

Поддерживается всеми моделями компьютерных консолей Hunter (PA100 и WA100).

Углы симметрии

Данная функция позволяет быстро определить наличие повреждений кузова или элементов подвески.

Позволяет оценить шансы на приведение всех углов установки колес в норму и объяснить клиенту почему на его автомобиле после окончания регулировки остались «красные» значения.

Внимание!

Данная функция не предназначена для серъезной диагностики состояния кузова, а только для экспресс анализа состояния кузова и подвески. Для правильной профессиональной диагностики состояния кузова требуется использовать профильное оборудование проводящее измерение контрольных точек кузова, а не взаимного положения колес.

Измерение колесной базы и ширины колеи

Дополнительная опция для диагностики кузова.

Доступно только для компьютерных консолей WA100/WA300.

 

 

 

Важная взаимосвязь между кастером, развалом и схождением

Когда речь идет о большой тройке подвески автомобиля, кастер, вероятно, труднее всего визуализировать и о нем упоминают реже всего. Развал и схождение намного проще понять, но важно, чтобы мы понимали кастер, потому что, если мы этого не сделаем, покупатель может заметить снижение управляемости.

Возможно, кастер лучше всего определить как угол поворота передних колес. Поскольку это не то, что легко визуализировать, это может быть трудной для понимания концепцией. Во-первых, давайте углубимся в значение заклинателя.

Кастер положительный или отрицательный. Положительный кастер возникает, когда линия, проведенная перпендикулярно через точку поворота, пересекает землю перед пятном контакта шины. Отрицательный кастер возникает, когда эта линия пересекает землю за пятном контакта шины.

Чтобы облегчить понимание всего этого, давайте посмотрим на колесико, используемое на велосипеде.

Все велосипеды имеют большой положительный кастер. Вы можете убедиться в этом, взглянув на трубу рамы, удерживающую вилку на месте. Если вы протянете воображаемую линию от этой камеры до земли, вы обнаружите, что она пересекает землю намного раньше пятна контакта шины.

Важность всего этого заключается в том, что продольные силы, действующие на пятно контакта шины, находятся за пятном контакта и, следовательно, заставляют велосипед двигаться вперед по прямой линии.

Теперь представьте, что вы берете велосипед, не используя руль, и толкаете его вперед. Видишь, как стабильно? Теперь попробуйте потянуть его назад. Обратите внимание, что сразу же он становится неустойчивым и начинает вращаться. Нажимая, вы продемонстрировали концепцию положительного кастера; потянув, вы показали эффекты отрицательного заклинания.

Другим хорошим примером того, как работает позитивный заклинатель, является повседневная тележка для покупок. Взгляните на передние колеса. Затем толкните тележку вперед. Хотя вы можете легко поворачивать тележку, обычно она будет катиться вперед по прямой. Теперь попробуйте потянуть его на себя, и он станет неустойчивым и захочет повернуться. Это еще один пример отрицательного кастера в действии.

Эти принципы справедливы и для автомобиля вашего клиента. Вот почему вы не найдете отрицательного кастера, встроенного в переднюю подвеску автомобиля. Тем не менее, остается вопрос, сколько положительного заклинания следует использовать.

Чем больше положительный кастер, тем более самоцентрирующимся и отзывчивым будет транспортное средство. Кроме того, увеличение положительного кастера будет иметь эффект увеличения отрицательного развала на внешнем переднем колесе автомобиля в повороте. Это полезно для компенсации эффектов крена кузова, особенно в поворотах на низкой скорости.

К сожалению, слишком большое увеличение положительного заклинания имеет свои недостатки. Чем больше значение, тем больше требуется усилие на рулевом колесе, что, опять же, будет отмечено клиентом, особенно на низких скоростях.

Кроме того, увеличение положительного кастера может сделать транспортное средство «нервным» или слишком отзывчивым на высоких скоростях. Как и в большинстве других регулировок подвески, решение о том, какой кастер нужно установить, зависит от того, как и где ваш клиент намеревается использовать автомобиль.

Ежедневные поездки на работу, бездорожье или дорога с твердым покрытием — у каждого свои требования. Другими словами, настройка кастера для одного клиента может не подходить для другого.

Более того, настройки для автомобиля, который будет ежедневно использоваться на улице, никогда не должны превышать настройки, рекомендованные производителем автомобиля. Caster может быть нелегко визуализировать, однако выбор правильной настройки для автомобиля вашего клиента может повлиять на то, как этот клиент будет воспринимать характеристики своего автомобиля. В этом смысле результаты легко увидеть.

Развал и схождение
Имейте в виду, что слишком большой кастер будет влиять и на другие настройки подвески, особенно на развал. Это настройка подвески, которую лучше всего видно спереди автомобиля. Положительный развал возникает, когда верхняя часть колеса наклонена наружу от центра автомобиля. Отрицательный развал – это когда верхняя часть колеса наклонена к машине. Мы все знаем, что это такое; мы видим его каждый день в пробках и хотели бы провести 10-минутный семинар для этого автомобилиста. Эй, это сэкономит ему или ей деньги.

Различия в градусах положительного или отрицательного развала могут идеально подходить для некоторых автомобилей. Тем не менее, слишком маленький кастер приведет к тому, что транспортное средство будет «бродить» и заставит его чувствовать себя неустойчивым на высоких скоростях. Слишком большой кастер приводит к жесткому рулевому управлению, а также может привести к чрезмерным ударам по дороге и тряске.

Быстрый местный тест-драйв определенно будет полезен, если вы пытаетесь подобрать различные настройки подвески для этого особого клиента. Некоторые клиенты разборчивы, некоторые нет. Вы не можете позволить себе гадать, поэтому возьмите их на прогулку и дайте им покататься. В конце концов, подпись — это подпись, и вам нужна их подпись на ваших документах, когда работа будет завершена.

Еще одно замечание, которое нужно добавить в ваш список, — «носок». Вы уже знаете, что это разница между передней частью шин (на одной оси) и задней частью шин. Обычно их устанавливают так, чтобы они были параллельны друг другу. Если передние части шин сближены, говорят, что колеса имеют схождение. Если задние части шин расположены ближе, колеса разнесены.

Существует прямая зависимость между кастером, развалом и схождением. В идеале они будут работать слаженно, но это не всегда так. Сильный удар о бордюр может испортить хорошую работу по выравниванию за секунду.

Схождение приводит к недостаточной поворачиваемости при повороте и может создать ощущение, что задняя часть автомобиля пытается приблизиться к передней. Схождение приводит к избыточной поворачиваемости на повороте и создает ощущение, что автомобиль «ныряет» в поворот слишком резко.

Если сделать еще один шаг вперед, то если шины сдвинуты слишком сильно, протектор будет стираться, начиная с внешних краев. Если они слишком сильно раздвинуты, износ начнется с внутренней стороны шины. Такой вид износа называется оперением. Кастер, с другой стороны, не влияет на износ шины, но играет роль в управляемости и ощущении центра.

Вы уже знаете, что развал-схождение необходимо, если шина сильно ударилась обо что-то. Внимательно осмотрите шину на наличие признаков такого происшествия и укажите на это покупателю с вашими рекомендациями. Еще один момент, на который следует обратить внимание во время вашего осмотра, проявляется в виде неравномерного износа в плечевой зоне шины, похожего на растекание, которое мы только что обсуждали. Часто клиент поможет, если скажет вам, что транспортное средство не управляется должным образом.

Это ключи к правильному выравниванию, и оно стало менее сложным благодаря введению некоторых стоек для выравнивания «звездная сила» и дополнительного оборудования, предлагаемого этими производителями, наряду с постоянным обслуживанием продукта и обучением.

Другими словами, сделайте так, чтобы ваши вложения окупились, и дайте покупателю то, что он или она хочет: автомобиль с хорошей управляемостью, увеличенным износом протектора и меньшим расходом топлива.

В этой статье: Tire Technology

Toe and Camber

  • David

Формула Один. машина. В этом посте мы рассмотрим две наиболее заметные регулировки, которые можно сделать: схождение и развал.

Что такое Toe?

Если смотреть на автомобиль сверху, то угол наклона колес относительно центральной линии автомобиля называется схождением. Положительное схождение или схождение — это когда колеса направлены внутрь. Отрицательное схождение или схождение — это когда колеса направлены в сторону от центральной линии автомобиля.

На изображениях показана передняя часть автомобиля Формулы-1 со схождением внутрь и наружу. Угол $\phi$ обозначается как ‘ угол схождения ‘. На первом изображении $\phi$ условно считается положительным. Противоположное верно для второго изображения. Диаграммы являются преувеличением реальности ради иллюстрации. На практике угол схождения составляет всего пару градусов.

Схождение внутрь Схождение наружу

Зачем менять угол схождения?

Представьте, что машина поворачивает за угол. Внутреннее колесо движется по траектории, радиус которой меньше радиуса внешнего колеса. Если колеса направлены прямо вперед, то они будут бороться друг с другом, и машина не захочет поворачивать. Решение состоит в том, чтобы применить схождение к колесам. Когда применяется схождение, повернутые колеса следуют по траекториям, радиус которых ближе к их естественным траекториям, и поэтому автомобиль легко поворачивает. Величина схождения зависит от радиуса поворота. Поскольку угол схождения нельзя изменить во время движения, оптимальный угол схождения должен учитывать все повороты трассы.

Применение расхождения также имеет некоторые недостатки. Схождение делает автомобиль менее устойчивым на прямых, особенно на неровном дорожном покрытии. Это связано с тем, что как только автомобиль начинает поворачивать, колеса хотят продолжать следовать своей естественной траектории, которая теперь представляет собой дугу. Эффект более выражен, когда приложенный носок больше.

Схождение внутрь используется редко, так как имеет эффект, противоположный схождению. Это означает, что он запрещает поворот автомобиля. Одним из преимуществ схождения является то, что автомобиль очень стабилен на прямых и не требует большого вмешательства водителя, чтобы поддерживать движение по прямой.

Угол схождения также влияет на износ шины и на распределение тепла по шине. Шины Формулы-1 имеют «тепловое окно», в котором они обеспечивают максимальное сцепление с дорогой. Схождение приводит к тому, что шина царапает поверхность гоночной трассы при движении по прямой. Это приводит к нагреву внутренней кромки шины, поскольку внутренняя кромка является передней кромкой. По той же причине внутренний край также будет подвергаться повышенному износу шины.

Как правило, желательно иметь равномерный износ шины и распределение тепла по шине, поскольку это обеспечивает предсказуемость. Таким образом, схождение можно использовать не только для воздействия на управляемость автомобиля в поворотах, но и для управления нагревом и износом шин.

Что такое развал?

Развал — это угол наклона колес относительно вертикали, если смотреть на автомобиль спереди. Положительный развал — это когда колесо наклонено наружу, а отрицательный — когда колесо наклонено внутрь.

На изображениях колеса автомобиля смотрят на переднюю часть автомобиля. Серая полоса внизу представляет поверхность дороги. Угол $\theta$ считается отрицательным, если колеса расположены так, как показано на первом изображении, и положительным, если колеса расположены так, как показано на втором изображении. Как и в случае с носком, эти диаграммы являются преувеличением практических углов. Как и в случае схождения, углы развала обычно составляют всего несколько градусов.

Отрицательный развалПоложительный развал

Зачем менять угол развала?

Для достижения максимального сцепления шин с дорожным покрытием пятно контакта между шиной и дорогой должно быть как можно больше. Когда автомобиль проходит поворот, его вес смещается наружу, заставляя автомобиль катиться.

У гоночных автомобилей очень жесткая подвеска, поэтому этого не замечаешь, если только активно не ищешь. Эффект качения автомобиля заключается в том, что шины наклоняются к внешней стороне поворота. Этот наклон уменьшает пятно контакта между шиной и поверхностью дороги и, следовательно, снижает доступное сцепление с дорогой.

Углы колес при повороте

Наружная шина испытывает наибольшую нагрузку из-за качения автомобиля. Поскольку развал нельзя изменить во время движения, при регулировке угла развала предпочтение следует отдавать внешней шине. Отрицательный угол развала означает, что внешняя шина будет более вертикальной при прохождении поворота и, следовательно, будет иметь большее пятно контакта с дорогой. На изображении показано, как применение отрицательного развала влияет на угол наклона колес, когда автомобиль совершает правый поворот. Я оставил оси на диаграмме, чтобы ее было легко сравнить с предыдущими иллюстрациями. Обратите внимание, что внешнее колесо имеет большое пятно контакта с землей.

Как и в случае схождения, величина развала зависит от каждого поворота, и, поскольку развал нельзя регулировать во время движения, оптимальный угол развала учитывает все повороты трассы.

Развал также влияет как на износ шины, так и на распределение тепла по шине. При правильном развале внешняя шина нагревается равномерно. Если применяется слишком большой развал, внешняя часть внешней шины будет нагреваться больше, чем остальная часть шины. Противоположное верно, если применяется слишком маленький изгиб. Это простой способ определить, какой изгиб должен применяться. Если вы внимательно посмотрите на болид F1, вы сможете увидеть датчики температуры, направленные на колеса. Одна из причин, по которой они размещены здесь, заключается в том, чтобы предоставить инженерам обратную связь об углах развала для всех колес.

Также важно следить за равномерным износом шины по всей ширине. Большой отрицательный угол развала может привести к дополнительному износу внутренней кромки шины. Дополнительный износ будет происходить при прямолинейном движении, так как пятно контакта с дорожным покрытием будет меньше. Это также может произойти при прохождении более медленных поворотов, поскольку шина не будет так сильно наклоняться.

Углы развала и схождения не обязательно должны быть одинаковыми для всех четырех колес. Например, при гонке по часовой стрелке для правых колес может потребоваться меньший угол развала, поскольку правых поворотов больше. Также важно понимать, что схождение и развал не являются изолированными регулировками. Чтобы найти правильные углы, необходимо учитывать не только схему и условия трассы, но и другие переменные настройки автомобиля.

Вот и все, что касается схождения и развала! Я надеюсь, что эта статья дала вам некоторое представление о работе и размышлениях, которые происходят на трассе во время гоночного уик-энда. Дополнительные обзоры гонок, технический анализ и комментарии авторов можно найти в категориях на главной странице.

Теги:#techanalysissetup

Что такое развал, кастер и схождение? | Основы обращения | Статьи

[Примечание редактора: эта статья впервые появилась в выпуске Grassroots Motorsports за май/июнь 1997 года. ]

Рассказ Джона Хагермана

Три основных параметра выравнивания автомобиля — это схождение, развал и кастер. Большинство энтузиастов хорошо понимают, что представляют собой эти параметры и с чем они связаны, но многие могут не знать, для чего нужен тот или иной параметр или как он влияет на производительность. Давайте кратко рассмотрим этот основной аспект настройки подвески.

Понимание схождения

Когда передние кромки колесной пары установлены так, что их передние кромки слегка направлены друг к другу, считается, что колесная пара имеет схождение. Если передние кромки направлены друг от друга, говорят, что пара имеет схождение. Величина схождения может быть выражена в градусах как угол, на который колеса не параллельны, или, чаще, как разница между шириной колеи, измеренной на передней и задней кромках шин или колеса. Настройки схождения влияют на три основные области производительности: Изнашивание шин. прямолинейная устойчивость и характеристики управляемости при входе в поворот.

Для минимального износа шин и потери мощности колеса на данной оси автомобиля должны быть направлены прямо вперед, когда автомобиль движется по прямой. Чрезмерное схождение или схождение приводит к истиранию шин. так как они всегда повернуты относительно направления движения. Слишком большое схождение вызывает ускоренный износ внешних краев шин, а слишком большое схождение вызывает износ внутренних краев.

Итак, если минимальный износ шин и потери мощности достигаются при нулевом схождении, зачем вообще иметь какие-либо углы схождения? Ответ заключается в том, что настройки схождения сильно влияют на курсовую устойчивость. На рисунках справа показаны задействованные механизмы. Когда рулевое колесо установлено по центру, схождение заставляет колеса катиться по траекториям, которые пересекают друг друга. В этом случае колеса противоречат друг другу, и поворота не происходит.

Когда колесо с одной стороны автомобиля сталкивается с помехой, это колесо тянется назад вокруг своей оси поворота. Это действие также тянет другое колесо в том же направлении рулевого управления. Если это незначительное нарушение, потревоженное колесо будет поворачиваться лишь на небольшую величину. возможно, поэтому он катится прямо вперед, а не слегка наклоняется. Но обратите внимание, что с этим небольшим усилием руля пути качения колес все равно не описывают поворот. Колеса поглощали неровности без существенного изменения направления движения автомобиля. Таким образом, схождение повышает устойчивость на прямой.

Однако, если автомобиль настроен с развалом, передние колеса выровнены таким образом, что небольшие возмущения заставляют колесную пару принимать направления качения, которые действительно описывают поворот. Любой незначительный угол поворота руля за пределами идеально отцентрованного положения приведет к тому, что внутреннее колесо будет поворачиваться с меньшим радиусом поворота, чем внешнее колесо. Таким образом, автомобиль всегда будет пытаться войти в поворот, а не поддерживать прямолинейность движения. Итак, ясно, что схождение способствует началу поворота, а схождение препятствует этому.

Настройка схождения на конкретном автомобиле становится компромиссом между прямолинейной устойчивостью, обеспечиваемой схождением, и быстрой реакцией рулевого управления, обеспечиваемой схождением. Никто не хочет, чтобы их трамвай постоянно ехал по битумным полосам — бесконечные необходимые корректировки рулевого управления сведут любого с ума. Но гонщики готовы немного пожертвовать устойчивостью на прямой ради более крутых поворотов. Таким образом, трамвайные автомобили обычно имеют схождение, а гоночные — с развалом.

При независимой подвеске всех четырех колес схождение также должно быть установлено в задней части автомобиля. Настройки схождения сзади оказывают такое же влияние на износ, курсовую устойчивость и вхождение в поворот, как и спереди. Тем не менее, заднеприводный гоночный автомобиль редко настраивают с разворотом сзади, поскольку это вызывает чрезмерную избыточную поворачиваемость, особенно при приложении мощности. С другой стороны, переднеприводные гоночные автомобили часто имеют небольшое схождение, так как это вызывает некоторую избыточную поворачиваемость, чтобы противодействовать большей склонности переднеприводных автомобилей к недостаточной поворачиваемости.

Помните также, что схождение немного изменится от статической ситуации к динамической. Это наиболее заметно на переднеприводном автомобиле или заднеприводном автомобиле с независимой подвеской. Когда на колеса подается крутящий момент, они тянут себя вперед и пытаются создать схождение. Это еще одна причина, по которой многие передние водители настраиваются с развалом передних колес. Точно так же, когда его толкают по дороге, неведущее колесо будет стремиться вывернуться наружу. Наиболее заметно это на заднеприводных автомобилях.

Величина схождения или развала, установленная для данного автомобиля, зависит от податливости подвески и желаемых характеристик управляемости. Для улучшения ходовых качеств трамваи оснащаются относительно мягкими резиновыми втулками на звеньях подвески, и поэтому звенья значительно перемещаются при нагрузке. Гоночные автомобили, напротив, оснащены стальными сферическими подшипниками или очень твердыми уретановыми, металлическими или пластиковыми втулками, чтобы обеспечить оптимальную жесткость и контроль звеньев подвески. Таким образом, уличному автомобилю требуется большее статическое схождение, чем гоночному автомобилю, чтобы избежать состояния, при котором податливость втулок позволяет колесам принимать состояние схождения.

Следует отметить, что в последние годы конструкторы в своих интересах используют податливость втулок в трамваях. Чтобы максимизировать переходную реакцию, желательно использовать небольшое схождение сзади, чтобы ускорить создание углов увода и, следовательно, угловых усилий в задних шинах. Благодаря небольшому податливости передних поперечных звеньев подвески с А-образными рычагами задняя ось будет сходить, когда автомобиль входит в крутой поворот; на прямой, где нет поворотных нагрузок, втулки остаются недеформированными и позволяют установить угол схождения, который увеличивает износ шин и характеристики устойчивости. Такая конструкция является разновидностью пассивной системы управления четырьмя колесами.

Влияние кастера

Кастер — это угол, на который ось поворота рулевого управления наклонена вперед или назад от вертикали, если смотреть сбоку. Если ось вращения направлена ​​назад (то есть верхняя ось расположена дальше назад, чем нижняя), то кастер положительный; если он наклонен вперед, то кастер отрицательный.

Положительный кастер способствует выпрямлению колеса при движении автомобиля вперед и, таким образом, используется для повышения устойчивости на прямолинейных линиях. Механизм, вызывающий эту тенденцию, хорошо иллюстрируется поворотом передних колес магазинной тележки (вверху). Ось поворота колеса тележки для покупок расположена впереди места контакта колеса с землей. По мере того, как тележку толкают вперед, ось рулевого управления тянет за собой колесо, и, поскольку колесо волочит по земле, оно падает прямо на одну линию за осью рулевого управления. Сила, заставляющая колесо следовать за осью рулевого управления, пропорциональна расстоянию между осью рулевого управления и пятном контакта колеса с землей — чем больше расстояние, тем больше сила. Это расстояние называется «тропой».

По многим конструктивным соображениям желательно, чтобы ось поворота колеса автомобиля находилась прямо на ступице колеса. Если бы ось рулевого управления была установлена ​​вертикально при таком расположении, ось совпадала бы с пятном контакта шины. След будет нулевым, и заклинание не будет сгенерировано. Колесо будет практически свободно вращаться вокруг участка (на самом деле, сама шина создает небольшой эффект качения из-за явления, известного как «пневматический след», но этот эффект намного меньше, чем эффект, создаваемый механическим качением, поэтому мы здесь проигнорирую). К счастью, можно создать качание, наклонив ось рулевого управления в положительном направлении. При таком расположении ось поворота пересекает землю в точке перед пятном контакта шины, и, таким образом, достигается тот же эффект, что и в колесиках магазинной тележки.

Наклон оси рулевого управления оказывает еще одно важное влияние на геометрию подвески. Поскольку колесо вращается вокруг наклонной оси, при повороте колесо приобретает развал. Этот эффект лучше всего визуализировать, представив нереально экстремальный случай, когда ось рулевого управления будет горизонтальной — при повороте рулевого колеса опорное колесо просто изменит угол наклона, а не направление. Этот эффект приводит к тому, что внешнее колесо в повороте получает отрицательный развал, а внутреннее колесо получает положительный развал. Эти изменения развала в целом благоприятны для прохождения поворотов, хотя с этим можно переусердствовать.

Большинство автомобилей не особенно чувствительны к настройкам кастера. Тем не менее, важно следить за тем, чтобы кастер был одинаковым с обеих сторон автомобиля, чтобы избежать склонности к уводу в одну сторону. В то время как большие углы кастера служат для улучшения прямолинейной устойчивости, они также вызывают увеличение усилия на рулевом управлении. Типичным диапазоном настроек является положительный кастер от трех до пяти градусов, при этом на более тяжелых транспортных средствах используются более низкие углы, чтобы поддерживать разумное усилие на рулевом колесе.

Что такое развал?

Развал — это угол колеса относительно вертикали, если смотреть спереди или сзади автомобиля. Если колесо наклонено к шасси, у него отрицательный развал; если он отклоняется от автомобиля, у него положительный развал (см. следующую страницу). Сила поворота, которую может развивать шина, сильно зависит от ее угла относительно поверхности дороги, поэтому развал колес оказывает большое влияние на сцепление автомобиля с дорогой. Интересно отметить, что шина развивает максимальную силу поворота при небольшом отрицательном угле развала, обычно около отрицательного. VI степень. Это происходит из-за вклада тяги развала, которая представляет собой дополнительную боковую силу, создаваемую упругой деформацией, когда резина протектора тянется через поверхность раздела шина/дорога (пятно контакта).

Чтобы оптимизировать поведение шины в повороте, конструктор подвески должен исходить из того, что шина всегда работает при слегка отрицательном угле развала. Это может быть очень трудной задачей, так как, когда шасси кренится в повороте, подвеска должна отклоняться по вертикали на некоторое расстояние. Поскольку колесо соединено с шасси несколькими звеньями, которые должны вращаться, чтобы обеспечить отклонение колеса, колесо может подвергаться значительным изменениям развала при движении подвески вверх и вниз. По этой причине, чем больше колесо должно отклоняться от своего статического положения, тем труднее поддерживать идеальный угол развала. Таким образом, относительно большой ход колес и высокая жесткость крена, необходимые для обеспечения плавности хода в легковых автомобилях, представляют собой сложную задачу проектирования, в то время как малый ход колес и высокая жесткость крена, присущие гоночным автомобилям, уменьшают головную боль инженера.

Важно различать развал относительно дороги и развал относительно шасси. Чтобы поддерживать идеальный развал относительно дороги, подвеска должна быть сконструирована таким образом, чтобы развал колес относительно шасси становился все более отрицательным по мере того, как подвеска отклоняется вверх. Иллюстрация внизу страницы 46 показывает, почему это так. Если бы подвеска была сконструирована таким образом, чтобы развал не изменялся относительно шасси, то крен кузова вызывал бы положительный развал колеса относительно дороги. Таким образом, чтобы свести на нет эффект крена кузова, подвеска должна быть спроектирована таким образом, чтобы она втягивала верхнюю часть колеса (т. Е. Получала отрицательный развал) при отклонении вверх.

Поддерживая идеальный угол развала на протяжении всего хода подвески, гарантируя, что шина работает с максимальной эффективностью, конструкторы часто конфигурируют переднюю подвеску легковых автомобилей таким образом, чтобы колеса приобретали положительный развал при отклонении вверх. Цель такой конструкции состоит в том, чтобы уменьшить угловую мощность передней части по сравнению с задней частью, так что недостаточная поворачиваемость автомобиля будет постоянно увеличиваться вплоть до предела сцепления. Недостаточная поворачиваемость по своей сути является гораздо более безопасным и стабильным состоянием, чем избыточная поворачиваемость, и поэтому предпочтительнее для автомобилей, предназначенных для общего пользования.

Поскольку большинство независимых подвесок сконструированы таким образом, что развал изменяется при движении колеса вверх и вниз относительно шасси, угол развала, который мы устанавливаем, когда выравниваем автомобиль, обычно отличается от того, который наблюдается, когда автомобиль в углу. Тем не менее, это действительно единственная ссылка, которую мы можем использовать для регулировки развала. Для соревнований необходимо установить развал в статических условиях, протестировать автомобиль, а затем изменить статическую настройку в направлении, указанном результатами испытаний.

Лучший способ определить правильный развал для соревнований — измерить температурный профиль протектора шины сразу после прохождения нескольких горячих кругов. В общем, желательно, чтобы внутренний край шины был немного более горячим, чем внешний край. Однако гораздо важнее обеспечить, чтобы шина достигла надлежащей рабочей температуры, чем иметь «идеальный» температурный профиль. Таким образом, может быть выгодно использовать дополнительный отрицательный развал, чтобы шины прогревались до нужной температуры.

Тестирование важно

Производители автомобилей всегда будут рекомендовать настройки We, кастера и развала. Они пришли к этим цифрам в результате исчерпывающего тестирования. И все же цели производителя, вероятно, отличались от ваших, конкурента. И то, что лучше всего работает на одной гоночной трассе, может оказаться не в порядке на другой. Таким образом, «правильные» настройки выравнивания лучше всего определяете вы — все сводится к тестированию и экспериментированию.

Джон Хагерман — инженер-механик, который работает в армии США инженером-испытателем транспортных средств на Абердинском испытательном полигоне в Мэриленде. Джон начал заниматься автокроссом в возрасте 16 лет на Triumph Spitfire и через несколько лет переключился на шоссейные гонки. В последнее время он играет за Sports 2000.

Нравится, что вы читаете? Мы рассчитываем на вашу финансовую поддержку. Всего за 3 доллара вы можете поддержать Grassroots Motorsports, став покровителем сегодня.

 

Комментарии

Просмотр комментариев на форумах GRM

Дейл_Грибл Новый читатель
28.04.22 12:24

Отличная статья. Возможно, это старо, но это хороший подарок. Тема увеличения развала из-за кастера при повороте не известна и не понятна многим. Престижность, что в этой статье действительно упоминается и объясняется его геометрический механизм. Спасибо за публикацию.

VolvoHeretic Член и читатель GRM+
17.05.22 13:02

Кажется, никто никогда не говорит о наклоне оси рулевого управления (SAI), кроме упоминания о том, что он помогает колесам самоцентрироваться прямо вперед, как это делает самоустанавливающееся колесо, потому что, когда шпиндель вращается вокруг осей рулевого управления, шины опрокидываются в верхней части и гравитация хочет потянуть его вниз, что выпрямляет шины.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *