Как влияет на износ шин большое схождение колес

Обновлено: 07.07.2024

Еще с момента использования карет и конных повозок, колеса на них устанавливались с небольшими отклонениями от продольных и поперечных осей автомобиля. Это делалось для разных целей, к примеру, колеса ставились верней частью наружу, что бы при езде, грязь не попадала на пассажиров, или наоборот, что бы колесо не соскочило с оси при потере нагеля (штырь удерживающий колесо). Кареты уже давно ушли в прошлое, но установка колес с различными наклонами дошла и используется в современных автомобилях. Эти настройки называются углами установки колес. Далее мы рассмотрим основные из них.

Схождение/расхождение колес

В сервисных центрах мы часто видим предложение отрегулировать сход-развал. В словосочетании "сход-развал" кроются сразу два параметра установки колес. Первым является схождение/расхождение. Схождение представляет собой угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью автомобиля при взгляде сверху. Если плоскости колес пересекаются спереди автомобиля (как на картинке справа), то это называется схождением, если позади автомобиля, то расхождением.

Развал колес

Другой важный параметр настройки колес – это развал. Развалом называют угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса, если смотреть на автомобиль спереди. Развал может быть положительным (если вершина колеса смотрит наружу) или отрицательным (если колесо смотрит в сторону кузова). С развитием различных типов подвесок на автомобилях встречаются как положительные углы развала, так и отрицательные. Положительный угол призван компенсировать смещение колес при нагрузке на ось (статическая загрузка, или динамическая при разгоне и торможении). Отрицательный развал улучшает сцепление и устойчивость. Машины с отрицательным развалом можно наблюдать в автомобильных гонках, но такие настройки пагубно влияют на срок службы шин.

Как правило, значения регулировок углов установки колес указываются диапазонами, в пределах которых можно их выставлять. Даже небольшие изменения этих углов влияют на управляемость и устойчивость автомобиля, ведь колесо должно сохранять оптимальную позицию во всех режимах движения, на любых скоростях и на различных покрытиях. И с помощью настройки кинематики подвески и выставлению этих углов, тот или иной автопроизводитель может придавать различный характер своим моделям.

Влияние сход-развала на износ шин

Углы установки колес также влияют на износ шин. При неправильных настройках шина может изнашиваться неравномерно, что выведет её из строя раньше. В некоторых случаях по износу можно определить какие настройки сбились в подвеске.

При неправильном развале будет повышенный износ одной из сторон шины. В случае излишне положительного развала, интенсивнее будет изнашиваться внешняя часть протектора шины. При отрицательном развале, наоборот, сильнее будет изнашиваться внутренняя часть шины. В случае неверных настроек углов схождения колес шина начинает неравномерно стираться и на ней появляются заусенцы, которые можно почувствовать руками. Если вы чувствуете эти заусенцы при движении рукой, от внешней стороны шины к внутренней, то у вас недостаточное схождение колес. А если наоборот, при движении рукой от внутренней части наружу, то схождение колес чрезмерное.

Но это в теории, а в реальности, согласно нашим исследованиям, около 5% летних шин имеют износ увеличивающийся от одного плеча к другому и около 20% имеют изношенное плечо. Всё это происходит из-за неправильных углов установки колес. Поэтому регулярно осматривайте и проверяйте свои шины на предмет повреждений и неравномерного износа и следите за техническим состоянием вашего автомобиля.

В современном мире транспорт – неотъемлемая часть многих процессов в промышленности и жизни человека в целом. Для обеспечения надежности автомобиля, а также исключения или существенного снижения количества дорожно-транспортных происшествий большое значение имеет правильная эксплуатация машины и поддержание всех ее параметров в пределах тех минимальных требований, которые регламентированы Правилами дорожного движения, инструкциями и указаниями по технической эксплуатации соответствующих видов транспортных средств.

В Гомельском центре стандартизации, метрологии и сертификации проводят поверку средств измерений, используемых на диагностических станциях и станциях технического обслуживания автомобилей. В частности, специалисты центра оказывают услугу по поверке стендов для контроля и регулировки углов установки колес автомобиля.

Схождение – угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. Очень часто говорят о суммарном схождении двух колес на одной оси. В некоторых автомобилях можно регулировать схождение как передних колес, так и задних.

Схождение измеряют в градусах/минутах и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах – это расстояние между задними кромками колес, минус расстояние между передними кромками колес. Это определение верно только в случае неповрежденных, правильно смонтированных колес. В противном случае вычитается биение колеса из величины схождения.

Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Один из первых признаков неправильно установленного схождения – это визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При схождении в пять и более миллиметров покрышка полностью сотрется менее чем за 1000 километров.

Развал – угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колеса направлены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу.

Развал на автомобиле с независимой или полунезависимой подвеской меняется с изменением крена автомобиля, а еще с изменением загрузки. В тяжелых грузовиках развал задних колес на незагруженном автомобиле настолько велик, что автомобиль едет опираясь только на внешние покрышки.

Развал обеспечивает максимальный контакт протектора шины с поверхностью дороги при движении автомобиля и устойчивость на поворотах. Отрицательный развал улучшает устойчивость в поворотах. Положительный развал применяется лишь в двух местах:

Изначально развал измерялся при помощи отвесов и уровней различных систем, но в настоящее время используются либо оптические датчики с компьютерной обработкой результатов, либо гравитационные датчики наклона.

На станциях технического обслуживания специалисты центра проводят проверку метрологических характеристик этих систем на соответствие установленным требованиям.

Приборы должны обязательно проходить Государственную поверку раз в год или после проведения ремонта оборудования. Услуги по метрологическому контролю оказывают специалисты сектора геометрических измерений Гомельского ЦСМС. Ведется сотрудничество как с государственными, так и частными организациями области. По заявке заказчика возможен выезд на место эксплуатации.

Наверняка вы сталкивались с тем, что автомобиль при отпущенном руле едет в сторону или кто-то из знакомых жаловался, что "пора бы мне уже съездить проверить развал", хотя при это был категорически не прав. То, что в народе привычно называют “развал-схождение” — это замер и выставление углов установки колёс. Причём помимо собственно угла развала и угла схождений есть ещё и третий угол, ничуть не менее важный.

Что такое углы установки колес?

Каждый автопроизводитель для улучшения устойчивости и управляемости предусматривает для конкретной модели автомобиля определённое положение передних (и задних) колёс относительно друг друга и плоскости дороги. Параметры развала, схождения и кастера принято называть углами установки колес.

Под развалом понимают угол наклона колес по отношению к перпендикулярной плоскости (в обычном случае — к дороге). При отрицательном развале колёса визуально становятся будто "домиком", при положительном угле развала верхняя часть колеса наклоняется наружу относительно нижней.

Схождение — это сумма углов между плоскостью, которая проходит через центры колес и продольной осью автомобиля. Звучит немного непонятно, но на деле всё просто: если оно положительное, то плоскости вращения колёс пересекаются впереди автомобиля словно "сходясь навстречу" друг другу, при отрицательном — где-то сзади (расхождение).

Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля

Кастер (иногда говорят кастор) от англ. Caster angle (угол продольного наклона) это угол, образованный вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. При положительном кастере ось поворота колеса наклонена назад относительно направления движения, а при отрицательном — наоборот, "смотрит вперёд".

Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд

Почему на разных машинах углы бывают разными?

Stance, baby: ярко выраженный отрицательный развал колёс является неотъемлемым атрибутом некоторых автомобильных субкультур

Однако в зависимости от конструкции и кинематики подвески, жесткости упругих элементов, ширины колеи, вылета колёс и многих других факторов углы установки колёс на разных машинах заметно отличаются. Более того, они могут изменяться даже в пределах одной модели в зависимости от типа подвески (обычная или спортивная) и размерности шин.

Как регулируются углы установки колес?

На многих современных переднеприводных автомобилях углы развала передних колёс заданы конструктивно, да и кастер (угол продольного наклона стойки) не регулируется, поэтому вся настройка сводится к проверке и регулировке схождения.

Однако так было не всегда — на той же "восьмерке", с которой выросли все остальные автомобили этой платформы , регулировались не только схождение с развалом, но и кастер. Интересно, что допуски при этом были довольно большими, а ремонтники при регулировке далеко не всегда меняли все углы, предпочитая во многих случаях не трогать кастер — дескать, возни много и толку особо никакого.

Заводские параметры углов Самары выглядят так: развал передних колёс = 0°±30', схождение = 0°15' ± 10' и кастер = 0°20±30'0. Как видно, допуски действительно довольно большие — развал по заводским нормативам может "гулять" в пределах одного градуса, а кастер из пятидесяти "плюсовых" минут имеет законное право "уходить в минус".

Передняя подвеска ВАЗ-2108 – классический Мак-Ферсон без подрамникабез подрамника

Некоторые автомобилисты утверждают, что отклонения в минуты (!) они способы заметить безо всякого стенда – просто внимательно взглянув на авто спереди…

На что влияет кастер?

С кастером ситуация обстоит не менее интересно. Чуть выше мы вспомнили, что при нулевом угле наклона стойка стоит строго вертикально – то есть, колесо со ступицей никуда не смещается относительно вертикали. При отрицательном кастере стойка в верхней части словно наклоняется вперёд, а колесо, соответственно, уходит назад. При положительном – наоборот.

На переднеприводных ВАЗах, например, параметр кастера изменяется с помощью регулировочных шайб, которые подкладываются под элементы передней подвески – кронштейны продольных рычагов (растяжек).

Кастер на Самаре задаётся с помощью нескольких шайб

Продольные растяжки подвески ВАЗ-2108 спереди крепятся к кронштейнам, сзади – к поперечным рычагам. Именно поэтому они влияют на кастер

Так выглядит нулевой кастер: колесо стоит в колесной арке симметрично по отношению к бамперу и крылу

Кастер важен не только своим прямым воздействием на скоростные качества автомобиля, но и тем, что он влияет на углы схождения и развала, которые меняются в зависимости от наклона стойки. Поэтому начинать регулировку углов передних колёс нужно именно с кастера. Затем следует регулировка развала, а в самую последнюю очередь необходимо настраивать схождение, помня о взаимосвязанности этих параметров между собой.

При изменении кастера нужно раскручивать продольные растяжки подвески. Это требует времени и сил – особенно, если автомобиль старый

Какие выбрать углы?

Развал передних колёс на Самаре регулируется с помощью эксцентрикового болта (позиция 3 на рисунке) на корпусах передних амортизаторов

Настройка всех углов установки передних колёс на ВАЗе занимает больше времени, чем на автомобилях вроде Renault Logan

Регулировка схождения на Самаре – процесс довольно хлопотный (особенно со стороны водителя), поэтому некоторые развальщики даже самостоятельно (!) изготавливают подобный специнструмент

Обратите внимание, как изменяются углы схождения и развала при частичной загрузке! (первое фото – на пустом автомобиле, второе – с водителем весом 65 кг)

Перед регулировкой схождения руль нужно выставить строго горизонтально и зафиксировать, для чего на СТО используются специальные приспособления

Что будет, если их не делать?

В большинстве случаев проверку углов установки колес рекомендуют выполнять не реже одного раза в 30 000 км и сразу же после того, если автомобиль угодил колесом в крупную яму или стал участником даже небольшого ДТП. Ведь и первое, и второе может привести к смещению элементов подвески, что нарушит параметры схождения, кастера или развала.

А что будет, если их не делать вообще? Ничего хорошего, разумеется. Как минимум, автомобиль будет хуже вести себя и на прямой, и в поворотах, ведь отклонение любого из параметров влияет и на устойчивость машины, и на её управляемость. Во-вторых, сбитые углы приведут к тому, что машину начнет уводить в сторону, поэтому водителю придется удерживать руль с большей силой для того, чтобы сохранить прямолинейное движение.

Износ внутренних дорожек — результат большого отрицательного развала

Когда регулировка углов установки колес не помогает?

Что такое углы установки колес

М ы будем рассматривать все, о чем говорим, на примере передних колес, так как они являются управляемыми – а значит, движутся в нескольких плоскостях. В движении самое главное для колеса – оставаться в строго вертикальной плоскости вне зависимости от положения относительно кузова. Это самое важное условие для сохранения идеального пятна контакта шины с дорогой. Но подвеска не идеальна, потому колесо, перемещаясь относительно кузова, то и дело отклоняется от вертикали. А если учесть, что оно еще и поворачивается относительно горизонтальной плоскости, то ни о каком сохранении постоянства пятна контакта в принципе говорить не стоит.

Единственное, что можно сделать – хотя бы минимизировать отклонения и их влияние на управляемость автомобиля. Благодаря углам установки можно добиться либо паровозной уверенности движения автомобиля даже в поворотах, либо отличной управляемости, принеся при этом в жертву стабильность.

Какие бывают углы

Первый угол – относительно продольной вертикальной оси колеса: это развал (по-английски – camber). Проще говоря, это когда верхняя часть колеса немного завалена внутрь или наружу от автомобиля. В первом случае говорят, что угол развала отрицательный, во втором – что положительный.

Если это типичный МакФерсон, и он имеет характерную для него кинематику, то развал может быть немного отрицательным. Кстати, большой отрицательный угол развала можно наблюдать у гоночных автомобилей. Обусловлено это тем, что при крене машины в повороте колесо стремится к положительному развалу с последующей потерей в площади пятна контакта. Но чрезмерный отрицательный развал приводит к значительному износу шин – для спорта это не так значительно, там куда более важен быстрый прогрев резины, и большой развал справляется с этой задачей.

Регулировка камбера, если она предусмотрена, осуществляется изменением положения нижнего рычага с помощью эксцентриковых болтов, подкладыванием шайб под ось верхнего рычага (в случае с вазовской Нивой) или изменением расположения поворотного кулака относительно амортизаторной стойки (если это МакФерсон) – тоже, к слову, эксцентриковыми болтами. В последнее время данный параметр для легковых автомобилей чаще закладывается в конструкцию подвески и регулировке не подлежит – тогда лишь остается проверить, правильный он или нет. Нарушение в регулировке развала проявляется чрезмерным износом наружной или внутренней части протектора в зависимости от знака перед цифрами характеристики.

Несмотря на простоту регулировки, схождение – один из самых важных параметров подвески, непосредственно влияющих на управляемость автомобиля. Кроме того, схождение необходимо для компенсации эластичных свойств упругих элементов подвески – сайлентблоков.

Кстати, раньше бытовало мнение, что схождение необходимо для компенсации развала колес. Мол, колесо завалено наружу, пятно контакта смещено туда же, а значит силы, действующие на него, будут работать под углом к продольной оси автомобиля – и чтобы от этого избавиться, внедрили схождение. Если продолжить эту мысль, то в случае отрицательного развала колеса, видимо, придется развести – сделать схождение отрицательным? Но как в таком случае объяснить факт того, что в современных переднеприводных автомобилях развал может быть отрицательным, а схождение или нулевым, или положительным? Неувязочка?

Схождение задних колес также влияет на управляемость автомобиля, но не настолько существенно, как в случае с управляемыми колесами. Регулируется схождение у всех одинаково – изменением длины рулевых тяг за счет наконечников. На примере ниже все будет показано весьма подробно.

Необходимо это для стабилизации управляемых колес на скорости – грубо говоря, чтобы можно было ехать по прямой, не держась за руль. На практике это проверять не стоит, примите на веру – колеса действительно стабилизируются. Приведем избитый пример о наклонной вилке переднего колеса велосипеда или мотоцикла. Именно благодаря этому наклону мы в детстве, гоняя на велике, могли управлять им без рук – отклоняясь в ту или иную сторону.

Заигрываться с этим углом нельзя, так как его увеличение способствует возрастанию крена автомобиля – в повороте наружное колесо уходит немного вверх относительно кузова, внутреннее – соответственно, вниз. На данный момент большинство современных легковушек лишено возможности регулировки описываемого параметра – все заложено конструктивно. Но на некоторых внедорожниках (например, Hyundai Terracan), имеющих спереди двухрычажку, это можно было сделать с помощью прокладок под верхний рычаг подвески. На износ шин нарушение в установке почти не влияет, а вот на управляемость – непосредственно. Двигаясь по прямой и ощущая увод автомобиля, в первую очередь обратите внимание именно на угол продольного наклона оси поворота.

Четвертый, и последний из интересующих нас параметров – это поперечный угол наклона оси поворота. Необходим он для самовыравнивания колес при небольших скоростях, когда продольный угол наклона еще не работает. Благодаря этому параметру при повороте оба колеса немного опускаются относительно кузова, и если автомобиль стоит на поверхности, то его передняя часть приподнимется, дополнительно нагружая элементы подвески и рулевого механизма. Потому, как только вы тронетесь с места, под действием массы автомобиля передние колеса будут стремиться занять исходное прямолинейное движение. Работу этого угла можно наблюдать воочию, сидя в машине и вращая рулевое колесо от упора до упора – передок будет то опускаться, то приподниматься. Заложен этот угол конструктивно и регулировке не подлежит.

Существует еще ряд геометрических параметров подвески и колес автомобиля, но рассматривая их, пришлось бы углубиться в теорию автомобиля, что превратило бы эту статью в нудное цитирование научных работ.

От теории – к практике

Если камер нет, на колеса навешивают датчики с ИК-связью. Самый простой вариант – с кордовыми датчиками, когда сигналы от них передаются по проводам. Но вернемся к Navara и его углам.

Современный уровень технического совершенства позволяет сделать так, что данные на экран выводятся в реальном времени. Мастеру оставалось только отвернуть стопорную гайку наконечника и, вращая рулевую тягу и глядя на экран, отрегулировать расположение колеса.

Однако после регулировки даже на таком современном стенде на Наваре выполнили тестовый заезд, чтобы убедиться в нормальном поведении машины на дороге.

Подводя итоги

ВЛИЯНИЕ УГЛОВ УСТАНОВКИ ЗАДНИХ КОЛЁС, НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

В данной статье поднимается вопрос, как важно следить за углами установки задних колес: как они влияют на управляемость, на износ шин, и что для чего вообще нужны развал и схождение колёс.

Угол продольного наклона оси поворота (кастер (Caster)) - угол между вертикалью и линией, проходящей через центры поворота шаровой опоры и подшипника опоры телескопической стойки, в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации управляемых колес, т. е. позволяет ехать машине прямо с отпущенным рулем. Чтобы наглядно представить себе, что такое кастер, вспомните велосипед или мотоцикл. Их рулевая колонка отклонена назад. Из-за этого в движении колесо постоянно стремится занять прямое положение. Именно благодаря кастеру при отпущенном руле автомобиль едет прямо, а при выходе из поворота автоматически возвращает колеса в исходное положение. Если угол наклона уменьшить, автомобилем становится сложнее управлять, приходится постоянно подруливать, что утомительно для водителя, да и шины быстрее изнашиваются. Если же кастер увеличить, машина будет ехать по дороге, очень устойчиво, но вращение руля превратится в занятие в тренажерном зале. Данное действие в большей степени относится к заднеприводным автомобилям. В переднеприводных небольшое положительное значение кастера устанавливают для стабилизации колес при движении накатом, торможении или при возникновении внезапных боковых нагрузок (ветер). Признаки отклонения величины угла от нормы: увод автомобиля в сторону при движении, разные усилия на рулевом колесе в левых и правых поворотах.

Угол развала колеса - угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Если говорить упрощенно, то, как бы при езде или изменении нагрузки не наклонялись рычаги и стойки, положение колеса относительно дороги должно оставаться в заданных пределах. Если верхняя часть колеса отклонена наружу, развал считается положительным, если колесо наклонено вовнутрь - развал отрицательный. При отклонении от нормы развала колес автомобиль самопроизвольно уводит в сторону, а протектор шин изнашивается неравномерно.

Отрицательное схождение задних колес усугубило избыточную поворачиваемость. При объезде неожиданно возникшего препятствия с отключенной ESP - неминуемый занос. А если система стабилизации включена, то она очень активно подавляет заносы и препятствует резкому изменению траектории. В предельном повороте энергичное вмешательство ESP приводило к тому, что автомобиль очень рано выскальзывал наружу.

Итак, наиболее опасно отрицательное схождение: автомобиль демонстрирует избыточную поворачиваемость, требующую очень напряженного контроля, особенно на высокой скорости. Главный же недостаток у большого положительного схождения - нестабильное поведение на неровной дороге. Если была замечена повышенная нервозность машины на прямой, а в поворотах стала чаще срабатывать ESP, то сперва нужно проверить давление в шинах - скорее всего, все дело в приспущенном колесе. Но если шины в отличном состоянии, то еобходимо обратиться на СТО для проверки установки углов колёс, не только передних, но и задних.

1. Юрий Тимкин:// Стенды для регулировки углов установки колёс. - За рулём - № 10 - 2014 г. - стр. 21-24.

2. Константин Сорокин:// Теперь сходитесь. - Авто ревю - № 1 - 2006 г. - стр. 54-58.

Читайте также: