CТОА "АВТОМАСТЕР"

 Ремонт иномарок, ДВС, КПП, ходовой и электрооборудования автомобилей.

Время работы: Понедельник-Суббота с 8:00 до 17:00; Воскресенье - выходной.

Новочебоксарск,
ул. Силикатная 17, 
8-903-357-80-02 (приём заказов),
(8352) 73-35-49 (автозапчасти)

Для чего нужно делать схождение и развал колес в автомобиле (обоснование)

→ Сход развал в Новочебоксарске -
регулировочные работы, проверка подвески

Приём заказов по телефону: 8-903-357-80-02

Схождение

Факторы, обусловливающие необходимость схождения колес:

Первый учитывает действие сил сопротивления качению колес которые действуют равномерно и непрерывно на все колеса. Предварительно выставленным схождением компенсируется влияние этих продольных сил сопротивления. 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. Даже если подвеска автомобиля жесткая (например, неразрезная или торсионная балка), этот эффект будет присутствовать, поскольку «абсолютная жесткость» — термин и явление сугубо теоретические. Фактически перемещение колеса определяется упругой деформацией элементов подвески, наличие конструктивных зазоров в их соединениях, колесных подшипниках и т.д. Соответственно чем больше рычагов в подвеске тем больше ее податливость и соответственно больше влияние сил действующих на колесо.

Для свободно катящегося (не ведущего), и управляемого колеса, ситуация выглядит так. За счет появления у колеса дополнительной степени свободы та же сила сопротивления стремится 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. Из конструктивных особенностей решающее влияние на противодействие силам сопротивления движению управляемого колеса оказывает плечо обкатки которое может быть со знаком «плюс» или «минус». В зависимости от плеча обкатки разворачивающий момент 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.

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.

Второй фактор: - обеспечение оптимальной управляемости. Учитывает случайные возмущения на какое либо отдельное колесо.

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.

Схождение колёс

Рис1. При положительном схождении момент от сопротивления движению парирует возмущение. При отрицательном способствует развитию

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 используется в автоспорте

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.

На практике с учетом этих двух факторовбольшой разницы в схождении управляемых колес задне- и переднеприводных моделей не наблюдается. В большинстве случаев и у тех, и у других этот параметр будет положительным. 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.

 

Развал.

Что учитывается разработчиками при выборе величины развала и для чего он вообще нужен:

1 Для учета конструктивных особенностей подвески. 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.

Рис 2Развал колёс

2 Профиль дорожного полотна. Поперечное сечение дороги имеет выпуклый профиль. Чтобы в этом случае колесо оставалось перпендикулярным к опорной поверхности, ему нужно придать небольшой положительный угол развала.

3 Устойчивость автомобиля в повороте достигается в том числе использованием тяги развала. В последние годы в связи с ростом скорости движения автомобилей превалирует противоположная «развальная тенденция». Колеса большинства серийных автомобилей в статике устанавливаются с отрицательным развалом. Дело в том, что, на первый план выходит задача обеспечения наилучшей устойчивости и управляемости автомобиля. Для удержания автомобиля при прохождении поворота важна боковая реакция колеса. Из общих соображений следует, что боковая реакция будет максимальной 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. При качении наклоненного колеса в пятне контакта 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 колеса. Чем больше угол наклона колеса, тем больше тяга развала.

Рис 3

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. Чтобы сделать колеса автомобиля предельно цепкими в повороте, нужно их не разваливать, а, наоборот, «сваливать». Этот эффект используется в автоспорте. Если предметно взглянуть на «формульный» болид, хорошо заметно, что его передние колеса установлены с большим отрицательным развалом.

Рис 4

Минусы чрезмерного отрицательного развала:

  • 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.

Учитывая эти факторы конструкторы ищут «золотую середину».

Выше мы рассматривали влияние развала при условии что он не меняется в результате работы подвески т.е. в статике. В реальных подвесках конструкторы 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. Проще всего добиться стабильности углов развала для подвесок с коротким ходом и высокой жесткостью. Здесь статические величины развала (и схождения) меньше всего отличаются от того, как они выглядят в динамике.

Рис 5

Уменьшение уровня кузова при его нагружении приводит к уменьшению развала колес.

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.

Изменяя кинематику подвески разработчики стараются 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.

Рис 6

При боковом крене кузова (относительно центра крена) развал более нагруженного колеса увеличивается.

В заключение можно упомянуть еще один практический аспект. 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 +15', а развал от –43' до +17'. То есть и схождение, и развал могут быть отрицательными, нейтральными или положительными.

Зная влияние углов схождения и развала можно предположить что при различном сочетании углов поведение автомобиля будет меняться, в том числе возможны негативные варианты Поэтому важно чтобы угла были не только в допуске но и по возможности были зеркальными.

 

Станция Технического Обслуживания Автомобилей "АВТОМАСТЕР". Новочебоксарск, ул. Силикатная 17, 
8-903-357-80-02 (приём заказов), (8352) 73-35-49 (автозапчасти)