Все о углах установки колес часть 1.
Для тех, кто хочет понять, что означают Углы Установки Колес (Развал/Схождение) и досконально разобраться в вопросе, в этой статье есть ответы на все вопросы.
Экскурс в историю показывает, что мудреная установка колес применялась на различных средствах передвижения задолго до появления автомобиля. Вот несколько более или менее хорошо известных примеров.
Не секрет, что колеса некоторых карет и прочих колясок на конной тяге, предназначенных для «динамичной» езды, устанавливали с большим, хорошо заметным глазу положительным развалом. Делалось это для того, чтобы грязь, летевшая с колес, не попадала в экипаж и на важных седоков, а разбрасывалась по сторонам.У утилитарных повозок для неспешного передвижения все было с точностью до наоборот. Так, дореволюционные руководства о том, как построить хорошую телегу, рекомендовали ставить коле- са с отрицательным развалом. В этом случае при потере нагеля, стопорящего колесо, оно не сразу соскакивало с оси. У возницы было время, чтобы заметить повреждение «ходовой», чреватой особенно большими неприятностями при наличии в телеге нескольких десятков пудов муки и отсутствии домкрата. В конструкции орудийных лафетов (опять-таки наоборот) иногда применялся положительный развал колес. Понятно, что не с целью уберечь пушку от грязи. Так прислуге было удобно накатывать орудие за колеса руками сбоку, не опасаясь отдавить ноги. А вот у арбы ее огромные колеса, которые помогали запросто перебираться через арыки, были наклонены в другую сторону — к повозке. Достигавшееся при этом увеличение колеи способствовало повышению устойчивости среднеазиатского «мобиля», отличавшегося высоким расположением центра тяжести. Какое отношение эти исторические факты имеют к установке колес современных автомобилей? Да, в общем, ни какого. Тем не менее, они позволяют сделать полезный вывод. Видно, что установка колес (в частности, их развал) не подчинена какой-либо единой закономерности.
При выборе этого параметра «производитель» в каждом конкретном случае руководствовался разными соображениями, которые он считал приоритетными. Итак, к чему стремятся конструкторы автомобильных подвесок при выборе УУК? Конечно, к идеалу. Идеалом для автомобиля, который движется прямолинейно, считается такое положение колес, когда плоскости их вращения (плоскости качения) перпендикулярны поверхности дороги, параллельны друг другу, оси симметрии кузова и совпадают с траекторией движения. В этом случае потери мощности на трение и износ протектора шин минимальны, а сцепление колес с дорогой, наоборот, максимально. Естественно, возникает вопрос: что же заставляет преднамеренно отклоняться от идеала? Забегая вперед, можно привести несколько соображений. Во-первых, мы судим об углах установки колес на основании статической картины, когда автомобиль неподвижен. Кто сказал, что в движении, при ускорении, торможении и маневрировании автомобиля она не меняется? Во-вторых, сокращение потерь и продление срока службы шин не всегда является приоритетной задачей. Прежде чем рассказывать о том, какие факторы принимают в расчет разработчики подвесок, условимся, что из большого числа параметров, описывающих геометрию подвески автомобиля, мы ограничимся лишь теми, что входят в группу первичных (primary) или основных. Они называются так потому, что определяют настройку и свойства подвески, всегда контролируются при ее диагностике и регулируются, если таковая возможность предусмотрена. Это хорошо известные схождение, развал и углы наклона оси поворота управляемых колес. При рассмотрении этих важнейших параметров нам придется вспомнить и о других характеристиках подвески.
Схождение (TOE) характеризует ориентацию колес относительно продольной оси автомобиля. Положение каждого колеса может быть определено отдельно от других, и тогда говорят об индивидуальном схождении. Оно представляет собой угол между плоскостью вращения колеса и осью автомобиля при его наблюдении сверху. Суммарное схождение (или просто схождение) колес одной оси. как и следует из названия, представляет собой сумму индивидуальных углов. Если плоскости вращения колес пересекаются впереди автомобиля, схождение положительное (toe-in), если сзади — отрицательное (toe-out). В последнем случае можно говорить о расхождении колес.
В регулировочных данных иногда схождение приводится не только в виде угловой, но и линейной величины. Это связано с тем. что о схождении колес также судят по разности расстояний между закраинами ободьев, замеренных на уровне их центров сзади и спереди оси.
В различных источниках, в том числе и серьезной технической литературе, часто приводится версия о том, что схождение колес необходимо для компенсации побочного действия развала. Мол, из-за деформации шины в пятне контакта «разваленное» колесо можно представить как основание конуса. Если колеса установлены с положительным углом развала (почему — пока неважно), они стремятся «раскатиться» в разные стороны. Чтобы этому противодействовать, плоскости вращения колес сводят.(рис.20)
Версия, надо сказать, не лишена изящества, но не выдерживает критики. Хотя бы потому, что предполагает однозначную взаимосвязь между развалом и схождением. Следуя предлагаемой логике, колеса, имеющие отрицательный угол развала, обязательно должны устанавливаться с расхождением, а если угол развала нулевой, то и схождения быть не должно. В действительности это совсем не так.
Действительность, как водится, подчиняется более сложным и неоднозначным закономерностям.При качении наклоненного колеса в пятне контакта действительно присутствует боковая сила, которую часто так и называют — тяга развала. Она возникает в результате упругой деформации шины в поперечном направлении и действует в сторону наклона. Чем больше угол наклона колеса, тем больше тяга развала. Именно ее используют водители двухколесной техники — мотоциклов и велосипедов — при прохождении поворотов. Им достаточно наклонить своего скакуна, чтобы заставить его «прописывать» криволинейную траекторию, которую остается лишь корректировать рулевым управлением. Тяга развала играет немаловажную роль и при маневрировании автомобилей, о чем будет сказано далее. Так что вряд ли ее стоит намеренно компенсировать схождением. Да и сам посыл, что из-за положительного угла развала колеса стремятся развернуться наружу, т.е. в сторону расхождения, неверен. Напротив, конструкция подвески управляемых колес в большинстве случаев такова, что при положительном развале его тяга стремится увеличить схождение. Так что «компенсация побочного действия развала» не причем.Известно несколько факторов, обусловливающих необходимость схождения колес .Первый состоит в том, что предварительно выставленным схождением компенсируется влияние продольных сил, действующих на колесо при движении автомобиля. Характер и глубина (а значит, и результат) влияния зависят от многих обстоятельств: ведущее колесо или свободно катящееся, управляемое, или нет, наконец, от кинематики и эластичности подвески. Так, на свободно катящееся колесо автомобиля в продольном направлении воздействует сила сопротивления качению. Она создает изгибающий момент, стремящийся развернуть колесо относительно узлов крепления подвески в направлении расхождения. Если подвеска автомобиля жесткая (например, не разрезная или торсионная балка), то эффект окажется не очень значительным. Тем не менее он обязательно будет, поскольку «абсолютная жесткость» — термин и явление сугубо теоретические. К тому же перемещение колеса определяется не только упругой деформацией элементов подвески, но и компенсацией конструктивных зазоров в их соединениях, колесных подшипниках и т.д.
В случае подвески с большой податливостью (что характерно, например, для рычажных конструкций с эластичными втулками) результат многократно возрастет. Если колесо не только свободно катящееся, но и управляемое, ситуация усложняется. За счет появления у колеса дополнительной степени свободы та же сила сопротивления оказывает двоякое воздействие. Момент, изгибающий переднюю подвеску, дополняется моментом, стремящимся развернуть колесо вокруг оси поворота. Разворачивающий момент, величина которого зависит от расположения оси поворота, воздействует на детали механизма рулевого управления и вследствие их податливости также вносит свою весомую лепту в изменение схождения колеса в движении. В зависимости от плеча обкатки вклад разворачивающего момента может быть со знаком «плюс» или «минус». То есть он может либо усиливать расхождение колес, либо противодействовать этому. Если не принять все это во внимание и установить изначально колеса с нулевым схождением, в движении они займут расходящееся положение. Из этого «вытекут» последствия, характерные для случаев нарушения регулировки схождения: повышенный расход топлива, пилообразный износ протектора и проблемы с управляемостью, о чем будет сказано далее.
Сила сопротивления движению зависит от скорости автомобиля. Поэтому идеальным решением стало бы переменное схождение, обеспечивающее столь же идеальное положение колес на любых скоростях. Поскольку сделать это сложно, колесо предварительно «сводят» так, чтобы достичь минимального износа шин в режиме крейсерской скорости. Колесо, расположенное на ведущей оси, большую часть времени подвергается действию силы тяги. Она превышает силы сопротивления движению, поэтому равнодействующая сил будет направлена по ходу движения. Применив ту же логику, получим, что в этом случае колеса в статике нужно установить с расхождением. Аналогичный вывод можно сделать и в отношении управляемых ведущих колес.
Лучший критерий истины — практика. Если, памятуя об этом, посмотреть регулировочные данные для современных автомобилей, можно испытать разочарование, не обнаружив большой разницы в схождении управляемых колес задне- и переднеприводных моделей. В большинстве случаев и у тех, и у других этот параметр будет положительным. Разве что среди переднеприводных автомобилей чаще встречаются случаи «нейтральной» регулировки схождения. Причина не в том, что описанная выше логика не верна. Просто при выборе величины схождения наряду с компенсацией продольных сил учитывают и другие соображения, которые вносят поправки в конечный результат. Одно из наиболее важных — обеспечение оптимальной управляемости автомобиля. С ростом скоростей движения и динамичности автотехники этот фактор приобретает все большее значение.
Управляемость — понятие многогранное, поэтому стоит уточнить, что схождение колес наиболее ощутимо влияет на стабилизацию прямолинейной траектории автомобиля и его поведение на входе в поворот. Наглядно это влияние можно пояснить на примере управляемых колес.
Допустим, в движении по прямой на одно из них оказывается случайное возмущающее воздействие от неровности дороги. Возросшая сила сопротивления поворачивает колесо в направлении уменьшения схождения. Через рулевой механизм воздействие передается на второе колесо, схождение которого, наоборот, увеличивается. Если изначально колеса имеют положительное схождение, сила сопротивления на первом уменьшается, а на втором — растет, что противодействует возмущению. Когда схождение равно нулю, противодействующий эффект отсутствует, а когда оно отрицательное — появляется дестабилизирующий момент, способствующий развитию возмущения. Автомобиль с такой регулировкой схождения будет рыскать по дороге, его придется постоянно ловить подруливанием, что недопустимо для обычного дорожного автомобиля.
У этой «монеты» есть и обратная, позитивная сторона — отрицательное схождение позволяет добиться от рулевого управления наиболее быстрой реакции. Малейшее действие водителя тут же провоцирует резкое изменение траектории — автомобиль охотно маневрирует, легко «соглашается» на поворот. Такая регулировка схождения сплошь и рядом используется в автоспорте.
Те, кто смотрят телепередачи о чемпионате WRC, наверняка обращали внимание на то, как активно приходится работать рулем тому же Лёбу или Гронхольму даже на относительно прямых участках трассы. Аналогичное воздействие на поведение автомобиля оказывает схождение колес задней оси — уменьшение схождения вплоть до небольшого расхождения увеличивает «подвижность» оси. Этот эффект часто используют для компенсации недостаточной поворачиваемости автомобилей, например, переднеприводных моделей с перегруженной передней осью.
Таким образом, статические параметры схождения, которые приведены в регулировочных данных, представляют собой некую суперпозицию, а иногда и компромисс между желанием сэкономить на топливе и резине и добиться оптимальных для автомобиля характеристик управляемости. Причем заметно, что в последние годы превалирует последнее.
Развал – параметр, который отвечает за ориентацию колеса относительно дорожного покрытия. Мы помним, что в идеале они должны быть перпендикулярны друг другу, т.е. развала быть не должно. Тем не менее у большинства дорожных автомобилей он есть. В чем фишка?
Справка.
Развал (camber) отражает ориентацию колеса относительно вертикали и определяется как угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Если колесо на самом деле «развалено», т.е. его вершина наклонена наружу, развал считается положительным. Если колесо наклонено к кузову – развал отрицательный.
До недавнего времени наблюдалась тенденция именно разваливать колеса, т.е. придавать углам развала положительные значения. Многим, наверняка, памятны учебники по теории автомобиля, в которых установка колес с развалом объяснялась стремлением перераспределить нагрузку между внешним и внутренним ступичными подшипниками. Мол, при положительном угле развала большая ее часть приходится на внутренний подшипник, который проще выполнить более массивным и прочным. В результате выигрывает долговечность подшипникового узла. Тезис не очень убедительный, хотя бы потому, что он если и справедлив, то только для идеальной ситуации – прямолинейного движения автомобиля по абсолютно ровной дороге. Известно, что при маневрах и проезде неровностей, даже самых незначительных, подшипниковый узел испытывает динамические нагрузки, которые на порядок превышают статические силы. Да и распределяются они не совсем так, как «диктует» положительный развал колес.
Иногда пытаются толковать положительный развал как дополнительную меру, направленную на уменьшение плеча обкатки. Когда у нас дойдет дело до знакомства с этим важным параметром подвески управляемых колес, станет понятно, что такой способ воздействия далеко не самый удачный. Он сопряжен с одновременным изменением ширины колеи и включенного угла наклона оси поворота колеса, что чревато нежелательными последствиями. Существуют более прямые и менее болезненные варианты изменения плеча обкатки. К тому же его минимизация не всегда является целью разработчиков подвески.
Более убедительно выглядит версия, что положительным развалом компенсируется смещение колес, происходящее при увеличении нагрузки на ось (в результате роста загрузки автомобиля или динамического перераспределения его массы при ускорении и торможении). Эласто-кинематические свойства большинства типов современных подвесок таковы, что с увеличением веса, приходящегося на колесо, угол развала уменьшается. Чтобы при этом обеспечить максимальное сцепление колес с дорогой, логично их предварительно чуть «развалить». Тем более что в умеренных дозах развал несильно отражается на сопротивлении качению и износе шин.
Достоверно известно, что на выбор величины развала также оказывает влияние общепринятое профилирование дорожного полотна. В цивилизованных странах, где существуют дороги, а не направления, их поперечное сечение имеет выпуклый профиль. Чтобы в этом случае колесо оставалось перпендикулярным к опорной поверхности, ему нужно придать небольшой положительный угол развала.
Просматривая спецификации на УУК, можно заметить, что в последние годы превалирует противоположная «развальная тенденция». Колеса большинства серийных автомобилей в статике устанавливаются с отрицательным развалом. Дело в том, что, как уже упоминалось, на первый план выходит задача обеспечения их наилучшей устойчивости и управляемости. Развал – это параметр, который оказывает определяющее влияние на так называемую боковую реакцию колес. Именно она противодействует центробежным силам, действующим на автомобиль в повороте, и способствует его удержанию на криволинейной траектории. Из общих соображений следует, что сцепление колеса с дорогой (боковая реакция) будет максимальным при наибольшей площади пятна контакта, т.е. при вертикальном положении колеса. На самом деле у колеса стандартной конструкции она достигает пика при небольших отрицательных углах наклона, что обусловлено вкладом упоминавшейся тяги развала. Значит, чтобы сделать колеса автомобиля предельно цепкими в повороте, нужно их не разваливать, а, наоборот, «сваливать». Этот эффект известен давно и столь же давно используется в автоспорте. Если предметно взглянуть на «формульный» болид, хорошо заметно, что его передние колеса установлены с большим отрицательным развалом.
Что хорошо для гоночных болидов, не совсем подходит для серийных автомобилей. Чрезмерный отрицательный развал вызывает повышенный износ внутренней зоны протектора. С увеличением наклона колеса сокращается площадь пятна контакта. Сцепление колес при прямолинейном движении уменьшается, в свою очередь снижается эффективность ускорения и торможения. На способность автомобиля удерживать прямолинейную траекторию избыточный отрицательный развал влияет так же, как и недостаточное схождение, автомобиль становится излишне нервозным. Виновна в этом все та же тяга развала. В идеальной ситуации вызванные развалом боковые силы действуют на оба колеса оси и уравновешивают друг друга. Но стоит одному из колес потерять сцепление с дорогой, как тяга развала другого оказывается некомпенсированной и заставляет автомобиль отклониться от прямолинейной траектории. Кстати, если припомнить, что величина тяги зависит от наклона колеса, нетрудно объяснить боковой увод автомобиля при неодинаковых углах развала правого и левого колес. Одним словом, при выборе величины развала также приходится искать «золотую середину».
Чтобы обеспечить автомобилю хорошую устойчивость, недостаточно в статике сделать углы развала отрицательными. Конструкторы подвески должны добиться, чтобы колеса сохраняли оптимальную (или близкую к ней) ориентацию на всех режимах движения. Выполнить это непросто, поскольку при маневрах любые изменения положения кузова, сопровождающиеся смещением элементов подвески (клевки, боковые крены и т.д.), приводят к существенному изменению развала колес. Как ни странно, эта задачка решается проще на спортивных автомобилях с их «зубодробительными» подвесками, отличающимися высокой угловой жесткостью и короткими ходами. Здесь статические величины развала (и схождения) меньше всего отличаются от того, как они выглядят в динамике.
Чем больше диапазон ходов подвески, тем больше изменение развала в движении. Поэтому тяжелее всего приходится разработчикам обычных дорожных автомобилей с максимально эластичными (для наилучшего комфорта) подвесками. Им приходится поломать голову над тем, как «совместить несовместное» – комфорт и устойчивость. Обычно компромисс удается найти, «поколдовав» над кинематикой подвески.
Существуют решения, позволяющие свести к минимуму изменение углов развала и придать этим изменениям желательный «тренд». Например, желательно, чтобы в повороте наиболее нагруженное внешнее колесо оставалось бы в том самом оптимальном положении – с небольшим отрицательным развалом. Для этого при крене кузова колесо должно еще больше «заваливаться» на него, что достигают оптимизацией геометрии направляющих элементов подвески. Помимо этого, стараются уменьшить сами крены кузова, применяя стабилизаторы поперечной устойчивости.
Справедливости ради стоит сказать, что эластичность подвески не всегда враг устойчивости и управляемости. В «хороших руках» эластичность, напротив, способствует им. Например, при умелом использовании эффекта «самоподруливания» колес задней оси. Возвращаясь к теме разговора, можно резюмировать, что углы развала, которые указываются в спецификациях для легковых автомобилей, будут значительно отличаться от того, какими они окажутся в повороте.
Завершая «разборку» со схождением и развалом, можно упомянуть еще об одном интересном аспекте, имеющем практическое значение. В регулировочных данных на УУК приводятся не абсолютные значения углов развала и схождения, а диапазоны допустимых величин. Допуски на схождение жестче и обычно не превышают ±10′, на развал – в несколько раз более свободные (в среднем ±30′). Это значит, что мастер, выполняющий регулировку УУК, может настроить подвеску, не выходя за пределы заводских спецификаций. Казалось бы, несколько десятков угловых минут – ерунда. Вогнал параметры в «зеленый коридор» – и порядок. Но давайте посмотрим, каков может быть результат. К примеру, в спецификациях для BMW 5-й серии в кузове Е39 указываются: схождение 0°5’±10′, развал –0°13’±30′. Это значит, что, оставаясь в «зеленом коридоре», схождение может принять значение от –0°5′ до 5′, а развал от –43′ до 7′. То есть и схождение, и развал могут быть отрицательными, нейтральными или положительными. Имея представление о влиянии схождения и развала на поведение автомобиля, можно намеренно «подшаманить» эти параметры так, чтобы получить желаемый результат. Эффект не окажется разительным, но он обязательно будет.
Рассмотренные нами развал и схождение – параметры, которые определяются для всех четырех колес автомобиля. Далее речь пойдет об угловых характеристиках, которые имеют отношение только к управляемым колесам и определяют пространственную ориентацию оси их поворота.
Известно, что положение оси поворота управляемого колеса автомобиля определяется двумя углами: продольным и поперечным. А почему бы не сделать ось поворота строго вертикальной? В отличие от случаев с развалом и схождением ответ на этот вопрос более однозначный. Здесь разные источники практически единодушны, по крайней мере в отношении продольного угла наклона – кастера.
Справедливо отмечают, что главная функция кастера – скоростная (или динамическая) стабилизация управляемых колес автомобиля. Стабилизацией в данном случае называют способность управляемых колес сопротивляться отклонению от нейтрального (соответствующего прямолинейному движению) положения и автоматически возвращаться к нему после прекращения действия внешних сил, вызвавших отклонение. На движущееся автомобильное колесо постоянно действуют возмущающие силы, стремящиеся вывести его из нейтрального положения. Они могут быть следствием проезда неровностей дороги, неуравновешенности колес и т.д. Поскольку величина и направление возмущений постоянно меняются, их воздействие носит случайный колебательный характер. Не будь механизма стабилизации, парировать колебания пришлось бы водителю, что превратило бы управление автомобилем в мучение и наверняка увеличило износ шин. При грамотно выполненной стабилизации автомобиль устойчиво движется по прямой с минимальным вмешательством водителя и даже с отпущенным рулевым колесом.
Отклонение управляемых колес может быть вызвано намеренными действиями водителя, связанными с изменением направления движения. В этом случае стабилизирующий эффект содействует водителю на выходе из поворота, автоматически возвращая колеса в нейтральное положение. А вот на входе в поворот и в его апексе «драйверу», напротив, приходится преодолевать «сопротивление» колес, прикладывая к рулевому колесу определенное усилие. Возникающая на рулевом колесе реактивная сила создает то, что называют чувством руля или информативностью рулевого управления и чему уделяют много внимания и разработчики автомобилей, и автомобильные журналисты.
Основные показатели углов схода-развала
Все углы схода-развала, заданные производителем, а также некоторые другие параметры геометрии колес и осей должны соблюдаться в течение всего периода эксплуатации автомобиля. В результате возникающих со временем люфтов в рулевом управлении и подвеске эти показатели могут незначительно отличаться от заводских, но необходимо, чтобы они находились в допустимых пределах величин.
Угол схождения
Это регулируемый параметр. В среднем значения схождения должны составлять 0±10′ для переднеприводных автомобилей и +15’±10′ – для заднеприводных. Если схождение левого и правого колеса равны, угол считается половинчатым. Полным схождением называется сумма углов для левого и правого колеса. В целом допуск в отклонениях схождения составляет ±5′ на каждое колесо.
Угол развала
- для передних колес – не более 0°15′-0°40′;
- для задних колес – не более 0°40′-1°00′.
Углы наклона оси поворота
Продольный наклон оси поворота зависит от автомобиля и также является регулируемым. Угол продольного наклона может изменяться под воздействием веса груза в багажном отделении. Допуск для левой и правой стороны должен составлять не более 0°15′-0°40′. Поперечный наклон оси поворота является нерегулируемым параметром ходовой части автомобиля.
Максимальный угол поворота
Данный параметр задается конструктивно и является регулируемым параметром. В автомобилях с неповоротными задними колесами углы для передних колес должны быть разными: значения для внутреннего угла больше, чем для внешнего. При этом разница между передними колесами и осью симметрии автомобиля всегда должна иметь положительную величину (при повороте одного из колес на 20°).
Чтобы определить, соответствуют ли перечисленные параметры Вашего автомобиля установленным требованиям, необходимо обратиться в специализированный автосервис, поскольку объективно проверить сход-развал можно только на профессиональном высокоточном оборудовании.
«Секретная» формула схождения колёс.
Речь пойдет о подборе (вычислении) самого главного угла, из углов установки колёс – угла суммарного схождения колёс конкретной оси. Это самое главное, что должен уметь делать успешный развальщик – устанавливать правильное схождение.
Суть в том, что естественным для колеса условием качения, является качение колеса в направлении, совпадающем с плоскостью вращения колеса.
Если плоскость, в которой вращается колесо (синяя плоскость на рисунке), повернуть на какой то угол относительно направления перемещения колеса (красная стрелка на рисунке), то на оси колеса появится боковая сила, которая будет стремиться изменить направление перемещения колеса (колёсное транспортное средство повернёт в сторону действия этой силы). Если какая то сила будет удерживать повёрнутое колесо в движении на прежней траектории перемещения, то такое колесо будет стремиться проскальзывать в пятне контакта колеса с дорогой. Поэтому, колёса одной оси, колёсного транспортного средства, чтобы они не проскальзывали, должны вращаться, при качении оси, в плоскостях не имеющих угла отклонения от направления перемещения (схождение колёс одной оси должно быть равно нулю или близко от нуля – это условие качения колёс этой оси без проскальзывания этих колёс в пятне контакта с дорогой).
Автомобильные колёса обуты в эластичные шины. Эластичные шины позволяют колёсам катиться без проскальзывания даже при небольшом угле отклонения плоскости вращения от направления перемещения колеса за счёт деформации шины в пятне контакта
Этот угол (угол отклонения, о котором я говорил выше) называется углом увода колеса. Для каждого реального колеса, величина этого угла индивидуальна. Величина этого угла зависит от свойств конкретной шины: 1)высоты профиля шины, 2)ширины пятна контакта, 3)эластичности конструкции шины, 4)давления воздуха в шине, 5)свойств протектора шины (глубина протектора, эластичность резины протектора, характер рисунка протектора и т.д.), 6)температуры шины и дорожного покрытия, 7)типа дорожного покрытия.
Боковая сила, которая возникает на оси колеса при качении колеса с уводом, так же может быть разной, в тех же различных условиях, которые перечислены выше. Поэтому следует ожидать, что два колеса одной оси могут самоустанавливаться, при их качении, под разными углами к направлению перемещения колёс (оси автомобиля). При этом, боковые силы, созданные уводами этих колёс, будут уравновешены друг с другом и с внешними силами воздействующими на данную ось.
Отсюда становится понятно, что минимальные уводы колёс оси следует ожидать, когда схождение колёс этой оси в движении равно нулю. Поэтому, считаю основной задачей развальщика — обеспечение максимально близкого к нулю схождения колёс в движении.
Пока ещё не появились приборы, измеряющие схождения колёс автомобиля в движении. Развальщик, с помощью стенда сход-развала, может измерять УУК неподвижного автомобиля (установленного на стенде). Результат работы развальщика, во многом, зависит от правильности выбора угла схождения колёс конкретной оси конкретного неподвижного автомобиля. Развальщик должен не только точно знать реальное схождение колёс оси, на которой происходят стационарные измерения, но так же развальщик должен уметь предвидеть изменения схождений этих колёс в движении.
Для этого анализа необходима информация об автомобиле: 1)тип подвески колёс данной оси, 2)наличие рулевого управления колёс данной оси, 3)наличие тягового привода (ведущие колёса) на данной оси, 4)состояние шарниров подвески (люфты или излишняя податливость в шарнирах), 5)наличие люфта (податливости) в рулевой трапеции, 6)динамика(характер изменения) схождения колёс данной оси под рабочей весовой нагрузкой («ударное подруливание»)
Как происходит анализ и как производится подбор схождений. Рассмотрим по каждому из пунктов:
1)Тип подвески. Подвески, как известно бывают — зависимые, -«полузависимые» (с пружинной балкой, на связанных рычагах), — независимые.
Если подвеска зависимая, то от неё не следует ожидать какого то влияния на сход в движении (влияние подвески на схождение не учитывается в расчёте схождения данной оси).
В «полузависимой» подвеске, иногда (не всегда) наблюдается незначительное изменение схождения колёс данной оси при весовой нагрузке (учитывается при расчёте схождения данной оси).
В независимой подвеске почти всегда присутствует изменение схождения при реальной езде. Тут бывает несколько вариантов изменения схождения: а)сильное изменение «в минус», б)слабое изменение «в минус», в)нулевое (изменение практически отсутствует), г)слабое изменение «в плюс», д)сильное изменение «в плюс».
2)Наличие рулевого управления. Рулевая трапеция (трёхзвенная или пятизвенная) практически всегда обладает податливостью или люфтом, изменяющим схождение под действием силы сопротивления качению колёс на ходу.
Изменение схождения происходит всегда «в минус» и величина изменения в исправной трапеции обычно составляет около 10 минут
Поэтому, если колёса данной оси управляемые, то в суммарное схождение данной оси всегда добавляется 10 минут положительного схождения.
3)Наличие привода. Если колёса данной оси не ведущие (ведомые), то в суммарное схождение колёс этой оси всегда добавляется 10 минут положительного схождения (исключение составляют только оси с зависимой подвеской и без рулевого управления).
4)Состояние шарниров подвески. Речь идёт о шарнирах независимой подвески, которые обеспечивают расстояние между колёсами. Если эти шарниры (по результатам диагностики подвески)имеют ожидаемую возможность смещения в процессе эксплуатации (например, новы сайлентблоки «усядутся» со временем).
Ожидаемое смещение учитывается в суммарном схождении. (это смещение приведёт к увеличению расстояния между колёсами, значит схождение этих колёс при смещении изменится «в минус», если рулевые тяги расположены позади колёс). (см. видео «диагностика ходовой для сход-развала» и «сход-развал без осмотра»на моём канале)
5)Наличие люфта (податливости) в рулевой трапеции. Этот люфт обязательно должен выявляться при проверке схождения управляемых колёс (в передней оси).
Величина этого люфта(податливость) вычисляется по разности между суммарным схождением колёс данной оси после поворота колёс вправо и суммарным схождением после поворота этих колёс влево.
Поворачивать колёса можно рулём, а можно руками за колесо. Таким образом можно получить несколько различных величин суммарного схождения на одной управляемой оси:
а)если подвести рулём левое колесо к нулю слева (измерить суммарное схождение по правому колесу),
б)если подвести рулём левое колесо к нулю справа (измерить суммарное схождение по правому колесу), в)если руками за колесо подвести левое колесо к нулю справа (измерить суммарное схождение по правому колесу)
г)если руками подвести левое колесо к нулю слева (измерить суммарное схождение по правому колесу)
д)подвести руками правое колесо к нулю слева (измерить суммарное схождение по левому колесу),
е) подвести руками правое колесо к нулю справа (измерить суммарное схождение по левому колесу).
В некоторых автомобилях, все вышеперечисленные шесть способов измерения суммарного схождения, на управляемой оси, дадут различные по величине результаты. Это объясняется тугими шарнирами подвески и рулевого управления и различными податливостями в рулевой трапеции и подвеске. Развальщику все эти измерения нужны для того чтобы получить «коридор» изменения схождения колёс данной оси. Этот «коридор» будет учитываться при расчёте необходимого для данной оси суммарного схождения.
(см. на моём канале ролик «люфт в схождении»)
6)Динамика (изменение) суммарного схождения колёс оси (ударное подруливание). Вычисляется эта динамика, как разность суммарного схождения колёс этой оси под весовой нагрузкой и без нагрузки (при ходах подвески).
Можно загружать автомобиль грузом, пассажирами или повисать на шасси снизу (когда машина стоит колёсами на яме или на трапах подъёмника). Удобно использовать, для загрузки, повисание развальщика на шасси автомобиля. Выбирая место повисания, можно регулировать интенсивность загрузки подвески (чем ближе к бамперу повиснуть, тем сильнее будет загружена данная подвеска). (см. видео на моём канале «сход-развал и ударное подруливание»)
Получив информацию от исследований по вышеперечисленным шести пунктам, развальщик может рассчитать оптимальное суммарное схождение колёс данной оси. Это будет гораздо более точная величина, чем тот коридор, который предлагается производителем автомобиля в заводских рекомендациях. Это схождение наверняка войдет в коридор значений рекомендованных производителем (в «зелёную зону» из памяти стенда). Ели данное значение не входит в коридор рекомендованный производителем, это значит производитель применил схождение способствующее определённой настройке поворачиваемости автомобиля (жертвуя при этом ускоренным износом шин данной оси). Тут вам нужно сделать выбор, что вам более важно: заводские настройки управляемости или максимальная сохранность шин данной оси.
Примеры расчёта необходимого схождения для конкретной оси:
Возьмём переднюю ось переднеприводного автомобиля ВАЗ 21о8. Составим характеристику оси по пунктам описанного выше анализа: 1)подвеска независимая (схождение будет отличаться от нуля ). 2)данная ось имеет рулевое управление (делаем суммарное схождение +10 минут). 3)колёса данной оси ведущие (не нужно добавлять 10 минут положительного суммарного схождения). 4)по результатам диагностики ходовой, изменения расстояния между колёсами не ожидается (не учитываем этот параметр). 5)Люфт (податливость) в рулевом управлении равна 10 минутам (суммарное схождение будет выражаться не одной цифрой, а «коридором»). 6)повисаем на шасси и видим что динамика суммарного схождения при загрузке отрицательная – суммарное схождение меняется при повисании «в минус» на 10 минут (добавляем к схождению +10 минут). Получаем в итоге оптимальное суммарное схождение на данной оси: 10+10-10 = «коридор» от +10 до +20 (минут).
Возьмём переднюю ось заднеприводного автомобиля ВАЗ 2101. Составим характеристику по пунктам описанного выше анализа:1)подвеска независимая (схождение будет отличаться от нуля). 2)данная ось имеет рулевое управление (делаем суммарное схождение +10 минут). 3)колёса данной оси ведомые (добавляем +10 минут суммарного схождения). 4)только что установлены новые сайлентблоки рычагов подвески (добавляем +5 минут суммарного схождения). 5)Люфт (податливость) в рулевом управлении равна 10 минутам (суммарное схождение будет выражаться не одной цифрой, а «коридором»). 6)повисаем на шасси и видим, что динамика суммарного схождения при загрузке отрицательная – суммарное схождение меняется при повисании «в минус» на 10 минут (добавляем к схождению +10 минут).
Получаем в итоге оптимальное суммарное схождение на данной оси: 10+10+5+10-10 = «коридор» от +25 до +35 (минут)
Часто слышу, как суммарное схождение определяют одной цифрой. Например, про суммарное схождение на передней оси ВАЗ 2101 говорят: «+20 минут». Это слишком грубое описание схождения. Люфт (податливость) схождения на автомобиле ВАЗ 2101 составляет, как минимум, 10 минут. Поэтому, описание одной цифрой (+20 минут) может означать несколько вариантов реального суммарного схождения: 1)от +10 минут до +20 минут, 2)от +15 минут до +25 минут, 3)от +20 минут до +30 минут. Из этих вариантов, первый вариант более подходит для переднеприводного автомобиля (на ВАЗ 2101, при таком суммарном схождении, скорее всего будет ускоренный износ шин). Второй вариант иногда возможно применить для ВАЗ 2101, когда динамика схождения под нагрузкой положительная или равна нулю. Третий вариант самый оптимальный для большинства автомобилей этой модели.
Если какой то развальщик хвалится суперточностью своего стенда, но при этом называет одну цифру суммарного схождения (не коридор) и это значение он получил, делая измерения без загрузки и с зафикированным рулём, то не следует воспринимать эту цифру, как реальность. У такого развальщика будет немалый процент поеденной раньше времени клиентской резины (даже если его стенд реально точен).
Вот такой расчёт позволяет найти оптимальное схождение для любой оси конкретного автомобиля. Становятся не нужны всякие там базы данных по углам у разных автопроизводителей. Рассчитанный таким методом угол схождения почти всегда входит в коридор установленный автопроизводителем. Есть только два варианта, когда рассчитанный таким способом угол не входит в заводской допуск («зелёный коридор») – это когда производитель назначил какой то угол для определённой настройки управляемости (но при этом, он сознательно пожертвовал скоростью износа шин) – или когда автомобиль имеет нестандартное состояние (по ударному подруливанию, люфтам, податливости и т.д.).
Схождение передних колёс
Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Сейчас на странице 0 пользователей
Нет пользователей, просматривающих эту страницу.
- Уже зарегистрированы? Войти
- Регистрация
Форумы
Активность
Магазин
Важная информация
Чтобы сделать этот веб-сайт лучше, мы разместили cookies на вашем устройстве. Вы можете изменить свои настройки cookies, в противном случае мы будем считать, что вы согласны с этим.