Ниже приведена некоторая полезная информацию о различных терминах и углах установки колес, и что они из себя представляют.

Углы, определяющие расположение элементов подвески на передней оси автомобиля:

• Схождение колес (Toe)
• Развал (Camber)
• Продольный наклон оси поворота (Caster)
• Поперечный наклон оси поворота (King pin)
• Смещение оси (Set-back)
• Прилежащий угол

Углы, определяющие расположение элементов подвески на задней оси автомобиля:

• Схождение колес (Toe)
• Наклон или развал колеса (Camber)
• Смещение оси (Set-back)
• Линия (угол) движения (Thrust line)

Схождение и отрицательное схождение, как правило, являются наиболее понятным термином. При измерении схождения мы смотрим на то, как параллельны колеса по отношению друг к другу, при взгляде сверху.

Если колеса стоят ближе друг к другу спереди, то схождение положительно (+). Если колеса стоят ближе друг к другу сзади, то схождение отрицательное (-). Причина, почему мы имеем схождение или расхождение в том, что взаимное положение между колесами автомобиля в стационарном положении и в движении различно, из-за деформаций в подвеске и выбора люфтов при движении автомобиля. Как правило, для заднего привода схождение передних колес устанавливается с небольшим положительным схождением. Передне и полноприводные автомобили, как правило, имеют некоторое отрицательное схождение в следствии того, что передние колеса являются тяговыми, и люфты при движении автомобиля выбираются во внутрь (то есть в +).

Неправильное схождение может привести к следующим последствиям:

• Износ по внешнему краю покрышки - причина: избыточное схождение
• Износ внутренней поверхности шины -:избыточное отрицательное схождение
• "Шашечный износ" протектора шины, или так называемые "перья".
• Неправильное положение рулевого колеса
• "Плохой" возврат руля при выходе из поворота
• Повышенный расход топлива из-за трения шин

Возможные причины неправильной регулировки схождения:

• Неправильная регулировка
• Неправильные данные, используемые при проведении регулировки
• Неправильный клиренс
• Деформации элементов рулевого управления
• Неправильная калибровка регулировочного оборудования

Примечание: Схождение - -это всегда последний корректирующийся угол.

Отрицательное схождение при повороте автомобиля.

Когда автомобиль поворачивает, колесо на внутренней стороне поворота имеет больший угол поворота (меньший радиус поворота) , чем колесо с внешней стороны. Если колеса в повороте имеют один и тот же угол, они попытаются сходиться. Это могло бы вызвать чрезмерный износ шин и ухудшение управляемости из-за недостаточной поворачиваемости. Конструктивно заложено, что внутреннее колесо имеет больший угол поворота, что приведет к улучшению управляемости и уменьшает износ шин.

Избыточное положительное схождение может привести к следующим последствиям:

• Чрезмерный износ шин: "оперение"
• Визг шин на поворотах, даже на низких скоростях
• Низкая реакция на руль, т.е. недостаточная поворачиваемость

Возможные причины избыточного положительного схождения:

• Неправильно отрегулировано схождение
• Неверный наклон рулевых тяг
• Деформация рулевых тяг
• Неправильный клиренс

Развал

• Развал положительный (+), когда колесо наклонено верхней частью вне автомобиля
• Развал отрицательный (-),когда колесо наклонено верхней частью внутрь автомобиля
• Нулевой развал, когда колесо вертикально

Развал регулируется для передних и задних колес автомобиля.

Развал необходим для равномерного распределения нагрузки автомобиля по всему пятну контакта шины в точке контакта, чтобы свести к минимуму износ шин. Развал возможно также использовать, чтобы изменить управляемость автомобиля, иногда за счет износа шин. Отрицательный развал может улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, обеспечивая хороший контакт шины с дорогой при прохождении поворотов.

Неправильный развал может вызвать уводы, а также чрезмерный износ шин. Как правило, разница развала на одной оси (кросс) должна быть не более 30" (в минутах).

Неправильный развал может привести к следующим последствиям:

• Износ внутренней поверхности шин:- чрезмерный отрицательный развал
• Износ на внешнем краю покрышки:- чрезмерный положительный развал
• Тянет в одну сторону
• Чрезмерный износ подшипника колеса (из за неравномерной нагрузки)
• Неудовлетворительная управляемость автомобиля

Возможные причины неправильного развала:

• Деформация элементов подвески
• Неправильная регулировка
• Неправильный клиренс

Продольный наклон шкворня (или оси поворота) (CASTER) - угол между вертикалью и проекцией линии, проходящей через центры шаровых опор, на плоскость, параллельную продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения.

Иначе кастер - это продольный наклон плоскости качания колеса и может быть просто описан как, наклон вперед или назад Макферсон если смотреть на автомобиль сбоку. Положительный кастор (+), - это когда верхняя опора стойки смещена назад. и чаще используется на современных автомобилях.

Отрицательный кастер - это когда верхняя опора стойки смещена вперед. Положительные кастер обеспечивает лучшую курсовую устойчивость и стабилизацию, чем негативный кастер. Если вы посмотрите на передние колесо и вилку велосипеда, вы увидите, что они образуют положительный кастер, и именно это позволяет ехать на велосипеде не прикасаясь к рулю. Чем больше положительный угол продольного наклона, тем тяжелее руль.

Поскольку в большинстве своем современные автомобили способны развивать высокие скорости, положительный угол продольного наклона необходим для обеспечения высокой стабильности при движении. Электрогидравлическое рулевое управление призвано для преодоления тяжелого руля. Как правило, кастор на левой и правой стороне транспортного средства не должен различаться более чем на 30" (в минутах), в противном случае автомобиль может тянуть в одну сторону. Автомобиль будет тянуть в сторону с наименьшим углом.

Неправильный кастер может привести к следующим последствиям:

• Тяжелое рулевое управление - чрезмерный положительный кастер
• Чрезмерная чувствительность к восприятию дорожных неровностей на руле - избыточный положительный кастер
• Колебание (биение) руля - : чрезмерный отрицательный кастер усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора
• Отсутствие самостабилизации руля - : чрезмерный отрицательный кастер разные визг шин на поворотах.

Возможные причины неправильного castеr:

• Верхняя опора -Макферсон установлена вперед или назад
• Продольный рычаг подвески или его крепление перемещается вперед или назад
• Автомобиль не установлен на ровной поверхности при регулировке
• Неправильный наклон автомобиля
• Колеса не блокируются во время регулировки
• Неправильная регулировка (если регулируется)

Поперечный наклон оси поворота (King pin) (угол наклона оси поворота (НОП))

(на рисунке β) - это угол наклона оси поворота (шкворня) колеса (a-b) в поперечной плоскости при виде спереди. Задается конструкцией поворотного кулака (на рисунке зеленый) и не регулируется.

Прилежащий угол (на рисунке α + β) - суммарный угол развала и поперечного наклона шкворня.

НОП, на некоторых конструкциях поддается регулировке..НОП -это угол, который образуется между вертикалью и осью Макферсон всегда наклоненной внутрь если смотреть на автомобиль спереди Как правило этот угол задан производителем и не регулируем.. Тем не менее, некоторые производители используют изменение угла НОП на благо регулирования развала. НОП- всегда положителен. НОП вместе с развалом служит для снижения восприятия ударов от дороги и снижения влияния неравномерности тормозных сил на рулевой механизм. Дорожные удары и неравномерное торможение будут вызывать реакцию на рулевом колесе за счет возникающего момента на плече А-В, что делает автомобиль нестабильным и вызывает сильную реакцию на руле.. Чрезмерные значения угла НОП может загрузить компоненты, такие как шаровые шарниры. НОП также помогает самоцентрированию рулевого управления.

Неправильный НОП может привести к следующему:

• Чрезмерной обратной связи с дорогой
• Уменьшить самостабилизацию рулевого управления
• Чрезмерному износу элементов подвески
• Неправильному развалу
• Нарушению прямолинейности движения на неровностях

Плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги.

Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс.

Проще говоря, при плече отличном от нулевого колесо начинает действовать как рычаг воздействуя на элементы подвески и рулевого управления, возникает дополнительный момент, который необходимо компенсировать рулем.

При положительном плече обката случайное повышение силы сопротивления одного из колес способно вызвать поворот руля в эту же сторону и нарушить курсовую устойчивость автомобиля.

При положительном значении усилие на руле при повороте колес на месте меньше. (колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте), зато при переезде кочек будут заметны рывки.

Изменяя диаметр колеса не забудьте изменить вылет диска, чтобы привести плечо обката в нужные вам значения.

Линия осевого давления (THRUST LINE) - линию осевого давления (направление тяги) можно упрощенно понимать, как перпендикуляр к задней оси. Это несколько упрощённое понятие, так как не принимаются во внимание углы установки самих задних колёс.

Угол осевого давления или угол движения - это угол между осью симметрии автомобиля и направлением тяги.

Направление усилия на заднюю ось, называемое осевой нагрузкой, определяется схождением задних колес. Линия осевого давления определяется разницей между продольной осью симметрии автомобиля и осевыми нагрузками.

Если угол осевого давления не равен «0», то передние колеса стремятся поворачиваться в одинаковом направлении, как и задние колеса, стремясь выправить траекторию движения автомобиля в прямую линию. Как следствие, кузов будет направляться под углом к направлению движения.

Угол осевой нагрузки отрицателен, когда осевая нагрузка направлена влево к водителю, и положителен - при направлении вправо от водителя.

Угол движения должен быть равен «0» для автомобилей с правильно отрегулированными углами установки задних колёс. Угол движения (более 20") может также говорить о нарушении геометрии кузова. На большем числе современных транспортных средств можно регулировать заднее схождение, а иногда и развал. Если заднее схождение на транспортном средстве является ошибочным, оно будет иметь влияние на управляемость автомобиля. Для движения по прямой водителю придется подруливать, компенсируя увод. Неправильное заднее схождение или несимметричное заднее схождение может негативно повлиять на угол разворота заднего моста (угол тяги автомобиля) ,trust angle.

Неправильный угол тяги может привести к следующим последствиям:

• Неправильное выравнивание руля
• Чрезмерный износ задних покрышек, "оперение"
• Рыскание
• Недостаточной или избыточной поворачиваемости
• Движение с перекосом

Возможные причины угла разворота заднего моста (неправильного угла тяги):

• Заднее схождение неверно отрегулировано, нет симметрии по сторонам
• Задняя подвеска погнута или повреждена
• Задний подрамник неправильно выровнен
• корпус автомобиля неправильно выровнен
• Крепления задней подвески изношены.

Клиренс - высота дорожного просвета.

Рекомендуется перед посещением сход-развала убедиться, что давление в шинах соответствует норме, износ протектора на левом и правом колесах примерно одинаков, отсутствует люфт в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы. На автомобилях с регулируемым дорожным просветом проверить регулировку.

Смещение оси (SET-BACK) - это угол, образованный линией, перпендикулярной продольной линии симметрии автомобиля и линии, проходящей через (переднюю или заднюю) ось, соединяющую центры колёс. Например, на передней оси оно возникает при неверной регулировке продольного угла наклона оси колёс (Caster-а).

Смещение оси положительно, когда правое колесо впереди (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Оно отрицательно, когда правое колесо позади (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Смещение заднего моста вы могли наблюдать на "Волгах", машина едет как бы боком (кстати на "Волге" это происходит когда ослабевает одна стремянка и мост одной стороной перемещается по рессоре вперед или назад).

Как правило, эта ситуация не вызовет проблем, влияющих на управление до тех пор, пока это не станет значительно.

Почти на всех спортивных автомобилях передние колеса устанавливаются с отрицательным развалом, вопрос только в том, какой величины установить этот развал. Часто скоростные машины выполняются с большим отрицательным развалом, потому что предполагается, что это помогает улучшить управляемость, особенно при прохождении поворотов. Отрицательный развал, обеспечиваемый передней подвеской, улучшает положение одного колеса относительно дороги. Это может быть левое переднее колесо в правом повороте или правое колесо в левом повороте. На это колесо приходится большая динамическая нагрузка, поэтому важно правильно установить развал для обеспечения правильного положение колеса относительно дороги.

Итак, правильная установка высоко нагруженного переднего колеса очень важная задача. В качестве основной идеи установки колеса возьмем экстремальный случай (к несчастью, встречающийся на некоторых автомобилях ранних поколений). Будем рассматривать поведение правого переднего колеса в левом повороте. Геометрия подвески обеспечивает положительный развал передних колес до 5÷7 градусов. При скоростном прохождении поворота шины выглядят так, как будто они хотят сойти с диска и автомобиль явно плохо управляется. Достаточно сказать, что некоторые изменения в геометрии подвески (увеличение продольного наклона оси поворота для обеспечения динамического отрицательного развала, увеличение статического отрицательного развала, установка более жестких пружин подвески для снижения крена кузова, уменьшение высоты подвески, изменение положения рычагов подвески и т.д. и т.п.) приведут к совершенно другому поведению того же автомобиля движущемся с той же скоростью в том же повороте. Автомобиль можно сделать полностью управляемым, особенно в сравнении с первоначальной версией.

Многие спортивные автомобили с большим отрицательным развалом (до 2,5÷3,5 градусов) не всегда имеют хорошие характеристики управляемости и имеют очень быстрый износ внутреннего края шины. Часто такие машины проявляют недостаточную поворачиваемость. Причина лежит в том, что при слишком большом угле развала передних колес пятно контакта шины с дорогой нагруженного колеса уменьшается тем больше, чем сильнее повернуто колесо. Этот эффект более выражен на легких автомобилях с очень широкими шинами.

Рассмотрим поведение автомобиля при тяжелом торможении. Передняя часть автомобиля «ныряет» и в подвеске практически всегда возникает добавочный отрицательный развал. Итак, при торможении Вам нужно иметь максимальное пятно контакта шины с дорогой. Для обеспечения максимальной эффективности торможения колеса должны быть расположены как можно ближе к вертикали, без какого-либо развала и схождения (на практике это реализовать никогда не удается).

Считается, что наиболее приемлемый статический отрицательный развал колеса должен лежать в пределах 0,5÷1,5 градуса. Следует избегать установки отрицательного развала более 1,5 градусов.

Продольный наклон оси поворота (Castor)

Продольный наклон оси поворота колеса определяется как угол между вертикалью, восстановленной из точки контакта колеса с дорогой, и линией, соединяющей центры шаровых шарниров поворотного кулака (колесной ступицы). Продольный наклон оси поворота приводит к изменению развала колес при повороте колеса влево и вправо от положения прямолинейного движения.

Например, при повороте влево правое переднее колесо приобретает дополнительный отрицательный развал в то время, как левое колесо теряет отрицательный развал (движение в сторону положительного развала). Оба передних колеса должны иметь одинаковый статический наклон оси поворота. Чем больше продольный наклон оси поворота, тем в большей степени будет изменяться развал колес при повороте.

Для улучшения положения колес относительно дороги при прохождении поворотов угол продольного наклона оси поворота может быть изменен. Если автомобиль имеет большой статический отрицательный развал (больше 2÷3 градусов), нельзя изменить продольный наклон оси поворота так, чтобы еще больше увеличить отрицательный развал в повороте (речь, как Вы помните, идет только о правом переднем колесе в левом повороте). Противоположное колесо в любом случае будет терять отрицательный развал, но очень редко получается нулевой и практически никогда положительный развал. В основном внутреннее (по отношению к повороту) колесо изменяет развал не так, как бы хотелось. Большой статический отрицательный развал обычно устанавливают там, где трудно увеличить продольный наклон оси поворота, обеспечивающий достаточный динамический развал при прохождении тяжелых поворотов.

Когда на автомобиле для прохождения поворотов устанавливают слишком большой отрицательный угол развала, внешний край шины редко подвергается заметному износу, в то время как внутренний край изнашивается значительно. Шина изнашивается очень быстро и почти всегда по внутреннему краю обоих колес износ неравномерный.

Регулировки подвески, ведущие к увеличению динамического отрицательного развала, могут привести к недостаточной поворачиваемости в резких поворотах (недостаточная поворачиваемость слабее проявляется в длинных пологих поворотах). Нужно проделать настроечные работы (конечно, на каждом автомобиле по разному) в области регулировки характеристик подвески, которые обеспечат наилучшую управляемость автомобиля.

Считается, что наиболее выгодный диапазон продольного наклона оси поворота составляет 3÷8 градусов. Начальный установочный угол продольного наклона должен быть равен 3÷4 градуса, но должна быть обеспечена возможность его регулировок с шагом в 1 градус до максимальной (8 градусов) величины. Угол продольного наклона увеличивают, если при прохождении тяжелых поворотов возникает положительный развал внешнего (по отношению к повороту) колеса. Для низкоскоростных автомобилей угол продольного наклона должен укладываться в диапазон 2÷7 градусов.

Поперечный наклон оси поворота (KPI)

Современные автомобили не имеют реального шкворня, вокруг которого поворачивается управляемое колесо. Однако принцип шкворня в подвеске все равно остается. Поперечный наклон оси поворота (шкворня) представляется линией, соединяющей центры шаровых шарниров. Угол поперечного наклона определяется между этой линией и осью, перпендикулярной оси вращения колеса.

Линия, проходящая через центры шарниров ступицы, пересекается с поверхностью дороги в некоторой точке, более или менее отстоящей от центра пятна контакта. Это расстояние (плечо обкатки) довольно важный показатель.

Обычно точка пересечения лежит внутри пятна контакта и колесные диски имеют большой положительный вылет. При изменении колеи колес с помощью проставок или применения диска специальной конструкции, ситуация меняется в сторону ухудшения положения.

Примечание : вылетом колесного диска называется расстояние между плоскостью симметрии колеса и плоскостью его крепления. Различают положительный и отрицательный вылет. Вылет считается положительным если плоскость крепления находится между внешней стороной колеса и плоскостью его симметрии. При отрицательном вылете плоскость крепления расположена между плоскостью симметрии колеса и его внутренней стороной. Термин «offset» означает наличие отрицательного вылета, a «in-set» означает наличие положительного вылета, у нас же принято называть и положительный и отрицательный вылет термином «оффсет», что вносит путаницу в терминологию. Далее по тексту мы будем указывать какой именно - положительный или отрицательный вылет имеется ввиду.

Оптимальный угол поперечного наклона оси поворота лежит в диапазоне 9÷12 градусов, предпочтительнее устанавливать его равным 10 градусам. Обычно изменить угол поперечного наклона бывает невозможно, хотя его эффективная величина может быть изменена (в определенных пределах) установкой соответствующего отрицательного развала.

В массовом производстве автомобилей колеса устанавливают с погружением внутрь кузова (положительный вылет). При этом руководствуются главным принципом создания плеча обкатки: точка пересечения оси поворота колеса должна быть внутри пятна контакта колеса с дорогой и внутри колесной колеи. При создании спортивных автомобилей иногда устанавливают колеса с большим отрицательным вылетом только на том основании, что «это лучше выглядит», часто не задумываясь о вреде, нанесенном управляемости.

Иметь широкую колею колес хорошо до определенных пределов и уж, конечно, не в ущерб геометрии подвески.

Установим диски с таким отрицательным вылетом (или проставки соответствующей толщины), чтобы колесо отодвинулось от ступицы на 75 мм, увеличив тем самым колею передних колес на 150 мм. В связи с нововведениями рулевое управление будет проявлять тенденцию к множественным обратным ударам, особенно на неровном покрытии. Эта ситуация не очень хороша и может обернуться потерей контроля над автомобилем. Это случается, когда колесо наезжает на выступ дорожного покрытия и получает тенденцию повернуться в направлении возникшего сопротивления (левое колесо хочет повернуться влево, а правое - вправо). Это приводит к возникновению опрокидывающего момента относительного положения колес и их оси поворота.

Чем ближе точка пересечения поперечной оси поворота располагается относительно центра пятна контакта (уменьшение плеча обкатки), тем меньше действие вредного опрокидывающего момента и наоборот.

Рассмотрим другой случай. Пусть колесо с большим отрицательным вылетом наезжает на неровную поверхность (например, левое). Другое колесо (правое) остается на ровной поверхности. Автомобиль при этом получает тенденцию к повороту влево.

Иногда применяется геометрия подвески, сходная с подвеской картинга (с очень большим отрицательным вылетом). Это приводит к тому, что при повороте колеса от положения прямолинейного движения одна сторона шасси приподнимается, а другая - опускается. Так, если автомобиль поворачивает влево, левое переднее колесо стремится приподнять левую сторону кузова, правое колесо стремиться опустить эту сторону автомобиля. Чем больше отрицательным вылет, тем более выражена указанная тенденция (принудительное изменение геометрии кузова).

На многие автомобили устанавливаются колёса с большим отрицательным вылетом, но следует рассматривать только те случаи, в которых это приносит вред. Если требуется увеличить колею автомобиля, то следует изготовить новые рычаги подвески и рулевого управления, чем устанавливать проставки для увеличения отрицательного вылета или колёсные диски с увеличенным отрицательным вылетом. Это конечно трудоёмкий но и самый эффективный путь получить хорошо управляемый автомобиль.

В соответствии с выше изложенным, точка пересечения оси поворота колеса с поверхностью, по крайней мере должна проходить по внутреннему краю шины, однако управляемость автомобиля лучше, когда эта точка лежит по центру пятна контакта.

Избегайте устанавливать колёса со слишком большим отрицательным вылетом. Заметим, что современные спортивные автомобили имеют колеса с большим положительным вылетом.

Взаимосвязь между продольным и поперечным углами наклона оси поворота

Эти два геометрических фактора тесно между собой связаны, поскольку при данном угле поворота рулевого колеса передние колеса изменяют свой развал при изменении любого из указанных факторов. Например, если автомобиль поворачивает вправо, левое переднее колесо приобретает дополнительный отрицательный развал, правое же колесо теряет отрицательный развал иногда вплоть до положительного. В противоположном повороте изменение углов развала меняет направление. Поведение подвески можно отслеживать в стационарных условиях: пусть кто-нибудь вращает рулевое колесо, а Вы наблюдайте за изменением положения колес относительно пола.

Комбинация углов продольного и поперечного наклона оси поворота может привести к желаемому закону изменения динамического развала колес. Например, если ступица имеет 9 градусов поперечного наклона оси поворота при 6 градусах продольного наклона, при данном угле поворота рулевого колеса развал увеличивается сильнее, чем при комбинации 12 градусов поперечного и 3 градусах продольного наклона. Однако, регулировать продольный наклон легче, чем поперечный.

Желаемый закон изменения развала колес при данном угле поперечного наклона оси поворота может быть получен регулировкой только продольного наклона. Как только Вы уясните основной принцип работы подвески, Ваш взгляд на геометрию передней подвески никогда не будет оставаться постоянным: чем больше будет получено знаний и опыта, тем интереснее будет проводить изменения настроек подвески. Глава 2. Высота подвески Глава 10. Тестирование и регулировки автомобиля