Материал из Энциклопедия журнала "За рулем"

Регулировки кастора, схождения и развала колес
О регулировках кастора, схождения и развала колес заднеприводного ВАЗ подручными средствами

Для повышения устойчивости автомобиля при движении, легкости управления и снижения износа шин служат углы установки передних управляемых колес. К таким углам относятся: схождение и развал колес, продольный и поперечный наклон геометрической оси поворота (кастер , или, устаревшее, кастор ) управляемого колеса.

Схождение (а) и развал (б) колес

Передние колеса автомобиля (а иногда и задние) устанавливают не параллельно, а под определенными углами друг к другу. Положение колеса относительно вертикальной плоскости называется развалом колеса, а относительно горизонтальной - схождением . Схождение и развал бывают как положительными, так и отрицательными.
Несмотря на то что наименьшее сопротивление движению и меньший износ шин будут в случае, когда колеса катятся в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля, их все же устанавливают с развалом и схождением. Дело в том, что при движении автомобиля его колеса нагружены силами взаимодействия с дорогой. Например, на передние колеса автомобиля с задним приводом большую часть времени действуют силы, направленные против движения и стремящиеся развернуть колеса наружу. В подвеске автомобиля имеются упругие элементы, которые имеют определенную эластичность и дают возможность колесам повернуться наружу. Для того чтобы при движении колеса катились параллельно продольной плоскости автомобиля, их предварительно устанавливают с небольшим положительным схождением. У автомобилей с передними ведущими колесами, у которых большую часть времени на эти колеса действует сила тяги, совпадающая с направлением движения, колеса устанавливаются с отрицательным схождением. Установка колес с развалом обусловлена более сложными причинами. Колеса при движении автомобиля по возможности должны находиться в положении, когда они перпендикулярны дорожной поверхности (нулевой угол развала). Если колесо катится под углом к вертикали, сцепление шины с дорогой уменьшается, а пятно контакта шины с дорогой изменяет свою форму, что приводит к появлению боковой силы, которая стремится дестабилизировать движение автомобиля.
Можно создать такую независимую подвеску, в которой колесо будет перемещаться в вертикальной плоскости без наклона при движении по любой прямолинейной дороге. Гораздо труднее сохранить вертикальность колеса, когда кузов автомобиля, к которому присоединен направляющий элемент, накреняется при прохождении автомобилем поворота. Поэтому конструкторы современных подвесок выяснили, что лучше позволить изменяться развалу, но сделать его направленным противоположно крену кузова, поскольку это сохраняет вертикальное положение колес при поворотах. Такой подход обеспечивает улучшение сцепных свойств при прохождении поворотов и, как следствие, улучшение устойчивости и управляемости.
Для самовозврата колес к прямолинейному движению после поворота служит угол поперечного наклона шкворня (кастер) . Наличие такого наклона приводит к возникновению стабилизирующего момента на управляемых колесах, который зависит от величины этого угла наклона и силы тяжести, приходящихся на управляемые колеса, но не зависит от скорости движения. Эти углы лежат в пределах 6–10°.
Наклон геометрической оси в продольной плоскости заключается в смещении нижнего конца этой оси относительно вертикали. Данный угол наклона служит для сохранения прямолинейного движения колес при движении с большими скоростями. Создаваемые реактивные усилия на плечах, представляющих собой расстояния от точек касания с дорогой, стремятся вернуть колеса в положение прямолинейного движения. Этот угол обычно равен 1–3,5° и зависит от боковой упругости шин.

Ходовая часть, система подвески, рулевое управление современного легкового автомобиля сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать максимально высокий уровень управляемости, маневренности и устойчивости транспортного средства при движении. Но для соответствия указанных характеристик высоким эксплуатационным стандартам не менее важна правильная регулировка развал-схождения колес автомобиля. Что же представляет собой этот параметр, какие величины в него входят и как выполняется его регулировка?

Развал-схождение – это комплексный показатель, который формируется из угловых и линейных величин, характеризующих расположение колес передней и задней осей автомобиля относительно дорожного покрытия и друг друга.

Что такое развал колес

Развал колес автомобиля – это угол, указывающий, насколько градусов отклонена центральная плоскость колеса от перпендикуляра к горизонтальной поверхности. То есть, на какой угол и в какую сторону (внутрь или наружу) наклонены «развалены» колеса автомобиля. Положительный угол развала говорит о том, что расстояние между верхними точками колес на одной оси больше, чем между нижними точками. И наоборот, отрицательный угол свидетельствует о наклоне колес внутрь, в сторону центральной оси автомобиля. Колесо с углом развала, равным 0 градусов, расположено строго перпендикулярно дорожному покрытию.

«Неправильный» развал становится причиной повышенного и неравномерного износа протектора, а также вызывает проблемы с управлением. Развал колес для большинства переднеприводных автомобилей, как правило, имеет небольшое положительное значение. Такая регулировка подвески позволяет снизить нагрузку на ведущие колеса и уменьшить передачу вибраций на рулевую колонку. Значительный угол отрицательного развала может свидетельствовать о сильном износе деталей подвески, либо о неправильной ее настройке.

Важно помнить, что номинальное значение угла развала колес зависит от типа и конструктивных особенностей подвески. Так, например, в авто, оборудованных подвеской Макферсон (MacPherson suspension), выставляется нулевой или незначительный отрицательный развал. В некоторых случаях, на спортивных автомобилях, профессиональные механики проводят индивидуальную настройку развала-схождения. Выполнение таких манипуляций требует не только большого опыта, но и понимания того, для чего это делается.

Схождение колес

Данный параметр указывает величину угла между плоскостью вращения колеса и линией направления движения. Схождение колес может измеряться как в угловых величинах, так и в миллиметрах (как разница расстояний между передними и задними точками колес одной оси, расположенных в горизонтальной плоскости). Если колеса повернуты внутрь – это положительное схождение (расстояние между передними точками меньше, чем между задними), наоборот – отрицательное. Колеса, расположенные строго по направлению движения, параллельно друг другу, имеют нулевое схождение.

Передняя подвеска большинства автомобилей настроена на небольшое положительное схождение ведущих колес. От такого параметра, как схождение колес напрямую зависит стабильность и предсказуемость траектории движения автомобиля, а также острота реакции на вращение рулевого колеса.

Неверно настроенное схождение колес является основной причиной ускоренного и неравномерного износа протектора шин. При чрезмерном положительном схождении будет сильно изнашиваться наружная часть протекторов, отрицательный угол схождения провоцирует износ внутренней стороны. Как и в случае с развалом, изменение заводских регулировок схождения чаще всего практикуется при настройке подвески спортивных авто. Например, отрицательное схождение колес переднего привода улучшает управляемость при прохождении крутых поворотов и виражей.

Признаки неправильной установки углов развала-схождения

Регулировку углов развала и схождения колес в обязательном порядке нужно выполнять, если проводился ремонт ходовой части, подвески, рулевого управления, а также после замены демпфирующих элементов (амортизаторов, пружин), шаровых опор, сайлентблоков, втулок, наконечников рулевых тяг.

Необходимость проведения внеплановой проверки и регулировки развала-схождения возникает и после сильных ударных нагрузок на узлы ходовой и подвески: попадания колеса в яму, наезда на препятствие, длительной езды по дорогам с неудовлетворительным покрытием. Рекомендуется выполнять проверку углов установки колес после сезонной замены покрышек или после пробега в 10-15 тысяч км.

Основными признаками, сигнализирующими о необходимости проведения регулировки развала-схождения являются:

• неравномерный износ протектора шин (ключевой признак);
• увод автомобиля в сторону, рыскание при прямолинейном движении;
• при резком торможении снос авто в одну из сторон;
• невозврат рулевого колеса в первоначальное положение после завершения маневра;
• нечеткое управление: запоздалая реакция на поворот руля, «жесткий» или слишком «мягкий» руль.

Оборудование для регулировки развала-схождения

Для проверки и регулировки углов установки колес применяются оптические, лазерные и компьютерные стенды. Основная задача, возложенная на эти устройства – это с высокой точностью измерять угловые и линейные величины, характеризующие расположение колес автомобиля, а также другие параметры ходовой части.

Регулировка углов развала и схождения осуществляется после проведения измерений данных величин на стенде. В настоящее время на современных станциях технического обслуживания широко используются компьютерные стенды для диагностики ходовой части и регулировки развала-схождения колес. Данный тип оборудования обладает широкими функциональными возможностями и обеспечивает очень высокую точность измерений.

Компьютерный стенд состоит из системы датчиков, компьютера для анализа, обработки и вывода на монитор результатов измерений. Устройства такого типа позволяют не только осуществлять измерение развала и схождения колес, но и одновременно выполнять регулировку этих параметров.

Регулировка развала-схождения

Развал колес регулируется путем сдвига переднего поворотного кулака в ту или другую сторону. Схождение устанавливается вращением соединительных муфт боковых рулевых тяг. Как правило, регулировка углов установки колес выполняется на передней оси автомобиля, но на некоторых моделях (BMW, Honda, Hyundai), а также в случае замены балки заднего моста, такая операция может иметь место и для задних колес. Стоит отметить, что развал колес задней оси на большинстве современных легковых авто задается на заводе-изготовителе и последующей регулировке не подлежит (исключение – автомобили с независимой задней подвеской).

Ошибки при регулировке углов развала и схождения

Погрешности в настройке и регулировке развала-схождения объясняются, как правило, некорректно снятыми данными. Для того чтобы это исключить, необходимо:

• выполнить проверку ходовой части и устранить выявленные неисправности;
• замерить давление в шинах и довести его до нормы (во всех колесах);
• провести компенсацию неровностей колесного диска (на компьютерных стендах операция выполняется на программном уровне);
• выполнить коррекцию продольного и поперечного наклона автомобиля;
• установить тормозной фиксатор, затянуть ручной тормоз.

При установке углов развала-схождения важно понимать, что точность настройки зависит большей частью от профессионализма мастера, а также от того, насколько регулярно проводилась проверка и калибровка стенда.

Причиной нарушения управляемости автомобиля является неправильная регулировка углов установки колес. Поговорим, что такое развал и схождение и когда его надо делать.

Схождение колес

Перед автомобиля (вид сверху). Схождение - разность расстояний А и Б. Если А больше Б, то схождение считается положительным. Если А меньше Б - отрицательное. Для переднеприводных машин схождение на передней оси делают нулевым или немного отрицательным.

Нормальное схождение передних колес - важный фактор устойчивости автомобиля. Его определяют, подсчитав разность между кромками шин в их заднем и переднем положениях, замеренных на высоте центра колес между одними и теми же точками обода. Если разность отличается от рекомендованной, схождение нуждается в регулировке.

Точную установку схождения выполняют только на СТО, предварительно проверив надежность крепления рычага рулевой трапеции к поворотной стойке, соединения конусов пальцев шаровых шарниров рулевых тяг, крепления сошки и маятникового рычага. Если проводили ремонт ходовой части, необходимо провести регулировку углов подвески.

Схождения регулируется изменением длины рулевых тяг. Для этого ослабляют стяжные хомуты и поворачивают регулировочные муфты на одинаковую величину в противоположных направлениях, изменяя длину боковых тяг. По окончании регулировки хомуты затягиваются, чтобы их концы после не соприкасались.

Развал колес

Это угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса машины. Если верхняя часть колеса наклонена наружу автомобиля, то угол развала положительный, а если внутрь - отрицательный. Наглядней видно на картинке (вид спереди авто). На большинстве автомобилей производители делают развал нулевой или немного положительным. Для гоночных авто - выставляют отрицательное значение, чтобы улучшить управляемость.

Для проверки развала нужно, чтобы давление воздуха в шинах было нормальным, диски не погнуты, свободный ход рулевого колеса должен соответствовать норме. Перед проверкой убедитесь в исправности шарниров рычагов передней подвески, шаровых опор, штоков амортизаторов.

Развал регулируется изменением числа прокладок между осью нижнего рычага и поперечиной или поворотом эксцентрика на передней стойке. Также существуют для отечественных автомобилей пластины развала задних колес .

Когда делать?

• После замены деталей подвески (амортизаторы, рулевые тяги).
• Шины неравномерно изнашиваются с внутренней или внешней стороны.
• Попали в яму, наехали на бордюр, после аварии.
• Часто ездите по плохим дорогам, не устраивает управляемость машины.
• Руль стал крутиться туго, чувствуется «увод» в сторону при прямолинейном движении.

Как правильно?

Для проверки развала-схождения может использоваться различное оборудование. От современных 3D стендов с лазерными датчиками до дедовских методов с зеркалами. Важнее - опыт и квалификация специалиста, чем стоимость оборудования. Например, перед работами нужно обязательно проверить давление в шинах. Если этого не сделать - вся работа будет бесполезной. Также нужно разгрузить машину или использовать таблицы для частичной нагрузки автомобиля.

Далее нужно устранить биение колеса машины и погрешности прибора. При этом не забыть проверить состояние подвески. Например, если сайлент-блок имеет большой люфт - то регулирование углов подвески - бесполезное дело. Потом мастер должен найти данные вашего конкретного автомобиля (если регулировка компьютерная) и по ним делать проверку углов. По результатам вам должны дать распечатку показаний до и после.

На современных авто регулировка развала-схождения не требуется. Конструкция подвески такая, что она исключает изменение углов колес в течении определенного периода эксплуатации. Необходимо делать только после ремонта подвески или аварии (сильного наезда на бордюр).

Материал носит ознакомительный характер и не является инструкцией к действию

Спереди покрышки слишком сильно сходятся? Укорачиваем рулевые тяги. Если наоборот, спереди наблюдается более сильное расхождение, на немного удлиняем рулевые тяги путем ослабления контргайки тяги, после чего регулируем ее длину муфтой .

После завершения работ не забудьте вернуть контргайку на место, в соответствии с инструкцией.

Регулировка развала колес

Ставим нить отвеса к центру колесной арки, проводим замер линейкой или штангенциркулем расстояния от обода колеса до отвеса (веревка отвеса должна находится в одной плоскости с метками).

Откатываем автомобиль вперед, провернув колесо на 90 градусов. Вновь делаем две метки мелком. Снова проводим измерения.

Проведя замеры по всему диаметру колеса вы узнаете в какую сторону завалено колесо.

При помощи болта регулировки развала схождения по инструкции проводим регулировку.

Домкратим автомобиль. Снимаем .

Откручиваем болты соединяющие поворотный кулак и кронштейн амортизационной стойки

Путем сдвигания поворотного кулака устанавливаем требуемые градусы, ориентируясь на произведенные замеры.

В соответствии с инструкцией закручиваем требуемые крепежные болты.

Статья о том, как правильно выполнить развал-схождение колес машины - тонкости выполнения процедуры. В конце статьи - видео про сход-развал автомобиля.

Содержание статьи:

Положение колёс машины играет очень важную роль при движении как прямолинейном, так и в ходе выполнения поворотов. Сегодня, пожалуй, нет такой СТО, в которой не выполняли бы настройку углов развал-схождения. Но эту операцию вполне можно выполнить самостоятельно.

Показатель развала колёс

Угол развала колёс – это величина угла, образованного вращающейся плоскостью колеса и его условной вертикалью. От величины данного показателя зависит, в каком положении будут находиться колёса автомобиля при прохождении поворотов, и, соответственно, насколько чётко машина будет проходить поворот.

Различают отрицательное и положительное значение данного показателя: в первом случае верхняя плоскость колеса является внутренней относительно плоскости его вращения, во втором случае она соответственно будет находиться с наружной стороны.

Показатель схождения колёс

Показатель угла схождения колёс определяется как величина между вектором направления движения машины (если смотреть на неё сверху) и плоскостью, в которой происходит вращение колёс. От этого значения будет зависеть, насколько транспорт управляем и стабилен на дороге.

Наклон колёс «внутрь» кузова машины (если рассматривать проекцию авто сверху) называют положительным схождением, наружу – отрицательным.

Кастер

Ещё одна характеристика положения колёс автомобиля – кастер, который составляет угол между амортизатором в Макферсоновой подвеске и наклоном колёсного поворотного кулака . Также кастер определяют как наклонный угол поворотной оси колеса. Проводя аналогию с передним колесом велосипеда, это угол наклона рулевой вилки: чем более вилка «лежит», тем больше велосипедный руль будет тяготеть к тому, чтобы принять положение «прямо».

Большинство моделей авто сконструированы таким образом, что кастер составляет 6 градусов и не подлежит корректированию, поэтому далее будем рассматривать только работу со сходом-развалом.

Важность правильного положения колёс автомобиля

Настройка схождения и развала колёс имеет очень большое значение. От того, насколько правильно отрегулировано положение колёс автомобиля, будет зависеть целый ряд характеристик авто:

• устойчивость машины к заносам и переворачиванию в ходе движения;
• маневренность и управляемость автомобиля;
• экономичность в плане расхода топлива;
• ресурс автомобильных шин.

Положение колёс автомобиля изменяется, если:

• были выполнены ремонтные операции, затронувшие подвеску или систему рулевого управления автомобилем;
• машина на дороге «поймал» яму, вследствие чего деформировался диск;
• автомобиль получил сильный удар;
• машина долгое время передвигалась по неровной дороге;
• пришли в негодность тяги и рулевые наконечники;
• увеличился люфт продольных и поперечных тяг и сайлент блоков рычагов;
• погнулся мост (в случае моделей с неразрезным мостом);
• износился ступичный подшипник;
• неисправна шаровая опора поворотного кулака;
• неисправна опора амортизатора в кузовной чашке.

В техническом руководстве к модели авто, как правило, указывается, через сколько километров пробега рекомендовано провести плановую диагностику показателей развала и схождения.

Но на практике данная цифра становится очень условной, поскольку автомобиль может эксплуатироваться в различных условиях. Поэтому для того, чтобы определить необходимость проведения диагностики, следует руководствоваться следующими признаками:

• если колёса занимают прямое положение, перекладина руля остаётся смещенной в какую-либо сторону от горизонтали;
• на прямом ровном участке дороги, если отпустить руль, машина уходит в сторону;
• на прямом курсе автомобиль «рыскает» и ведёт себя неустойчиво;
• поворот руля отрабатывается с запозданием;
• рулевое управление слишком неподатливо («тугой руль»);
• при исправных тормозах машина при заносится в сторону на резком сбросе скорости;
• на длительных поворотных радиусах колёса касаются подкрылков;
• руль не принимает нормальную позицию при завершении автомобилем поворотного маневра;
• в процессе движения авто покрышки нетипично шуршат;
• шины автомобиля изнашиваются неравномерно (при том условии, что давление в них поддерживается в пределах требуемой нормы).

Подготовка к выполнению замеров и последующей настройки

Для проведения самостоятельных работ по корректировке углов положения колёс транспортного средства потребуется максимально ровная горизонтальная площадка, оборудованная смотровой ямой. Также нужно приготовить следующий инструмент и вспомогательное оборудование:

• набор водительских инструментов;
• отвесный шнур либо строительный уровень, кусок мела;
• складная измерительная линейка или рулетка;
• моток прочной верёвки или гибкой проволоки;
• два бруса с ровной поверхностью, по 60 см длиной;
• две скользящие опоры под автомобильные колёса (можно изготовить из 4 металлических пластинок, смазав каждую пару пластин между собой солидолом, чтобы обеспечить наилучшее скольжение).

Наличие скользящих опор крайне важно для выполнения операции регулировки, поскольку при настройке второе колесо должно быть неподвижно!

Перед началом работ надо проверить износ покрышек и шинное давление. Если протекторы изношены неравномерно, их следует заменить, шины при необходимости подкачать.

Диагностику подвески также лучше выполнить до корректировки углов развала-схождения.

Машина устанавливается на размещённые на одном уровне скользящие опоры. На данном этапе крайне важно убедиться, что машина стоит на абсолютно ровной поверхности, в противном случае измерения будут проводиться с существенной погрешностью, что недопустимо. Руль автомобиля должен стоять ровно; лучшим решением будет его зафиксировать. Машину установить на стояночный тормоз.

Развал

Как правило, необходимость корректировки развала передних колёс возникает у авто, имеющих многорычажную подвеску.

При помощи отвеса, приложенного к колёсной арке, замеряется два расстояния от колеса до шнура. Разница составляет показатель развала. При ширине шин от 15 до 17 дюймов разница в 1 см составляет примерно 1 градус.

Если показатель неудовлетворительный, положение колеса следует скорректировать, применяя ключи и используя регулирующие механизмы.

Схождение: работа с передним мостом

Для передних колёс корректировка показателей схождений выполняется за счёт корректировки длин рулевых тяг. Изменение рулевых тяг осуществляется путём вращения рулевого наконечника и муфты.

По периметру порогов автомобиля необходимо натянуть бечёвку, которая станет ориентиром, относительно которого будут выравниваться колёса. Угол измеряется транспортиром.

Второй способ – измерение дистанций от натянутой бечёвки до колеса. Нормальное схождение для легковых авто составляет в среднем 0 – 0,25 градуса, что для каждого колеса составит 0-1 мм.

Для корректировки отпустить контрагайку и, вращая рулевую тягу, нужно выставить нужное расстояние, которое составит необходимый угол.

Схождение: работа с задним мостом

Схождение задних колёс можно отрегулировать только в той ситуации, если модель машины оснащена задней подвеской независимого типа. Регулируются колёса корректирующими расстояние тяги эксцентриковыми болтами, или вращение муфт с той же целью. Схождение задних колёс должно быть 0-0,5 градусов.

Окончание настройки

После того, как все манипуляции выполнены и углы развала и схождения скорректированы, следует в обязательном порядке сместить машину на один метр назад и вперёд. Назначение данной технологической операции - сбросить возможное напряжение в системе подвески и в автомобильных шинах. После этого нужно повторно установить автомобиль в горизонтальное положение, закрепить руль, активировать стояночный тормоз и выполнить все контрольные измерения. Если показатели остались неизменными или «поплыли» незначительно, при этом оставаясь в пределах нормы, - работа выполнена.

Первый стенд, на котором производились корректировки углов положения колёс авто, был внедрён в США инженером-автопроектировщиком Ли Хантером. Он получил название оптического, поскольку в нём для определения углов наклона колёс применялись сфокусированные лучи. В 1969 году стенд перевели на компьютерные технологии, а спустя четверть века на смену оптическому стенду пришли 3D технологии.

К сожалению, статистические наблюдения демонстрируют, что используемые в нашей стране компьютерные стенды зачастую дают не слишком хорошие результаты, поскольку большая их часть используется неоткалиброванными.

Важную роль в процессе наладки играет опыт и квалификация специалиста, проводящего настройку. Зачастую «ручное» квалифицированное выполнение работ оказывается гораздо более качественным, чем применение «умной» техники.

Итак, настроить развал-схождение автомобильных колёс вполне возможно своими руками. Но в случае, если вы не слишком уверены в своих силах, или же имеете дорогую машину с недешёвыми шинами, лучше после самостоятельной настройки обратиться к профессионалам, которые смогут выполнить качественную диагностику.

Видео про сход-развал: