Что такое геометрия колес автомобиля
Зачем подвеске геометрия
Если поведение автомобиля на дороге изменилось – есть вероятность что, дело в нарушении геометрии колес. Определить правильность установки углов подвески можно на специализированном стенде в автосервисе, или же основываясь на своих ощущениях. Если автомобиль при прямолинейном движении уводит в сторону, изменилось реактивное действие на руле или же замечен неравномерный износ шин – проблема в неправильной геометрии, необходимо делать регулировку.
Причины нарушения геометрии
Что регулировать
Развал – угол наклона колеса относительно вертикальной плоскости. Бывает положительным, отрицательным и нулевым.
Положительный развал говорит о том, что колесо наклонено наружу автомобиля (относительно земли). Если визуально можно увидеть такое отклонение, значит нужно делать регулировку. На некоторых автомобилях предусмотрен положительный развал колес, но увидеть его визуально невозможно, за исключением большегрузных грузовиков марки Татра, который им нужен для увеличения грузоподъемности.
Отрицательный развал определяется углом наклона колеса внутрь автомобиля. На большинстве современных автомобилях изначально установлен отрицательный развал, это связано с устройством подвески и стремлению к улучшению управляемости автомобиля.
Во время движения развал меняется, из-за неровностей дорог, поворотов и маневров, поэтому производители в настоящее время применяют подвески, где угол развала меняется.
Способы регулировки развала могут быть разными, в зависимости от производителя автомобиля. Где-то используется регулировка с помощью изменения положения стойки подвески, в каких-то случаях нужно делать регулировку специальными болтами-эксцентриками или шайбами.
Стоит отметить, что на многих новых автомобилях развал не подлежит регулировке, даже после замены шаровых опор он остается в пределах нормы и делать регулировку не нужно.
Схождение – угол наклона колеса относительно горизонтальной плоскости. От этого параметра в большей степени зависит управляемость автомобиля во всех режимах. Производители автомобилей так же закладывают допустимые отклонения схождения, так как с помощью регулировки нивелируется воздействие от отрицательного или положительного развала. Это необходимо для уменьшения износа шин и оптимальной управляемости. Схождение так же регулируется для компенсации стремления колес двигаться по дугам.
Положительное схождение – это когда передние края колес направлены внутрь по ходу движения автомобиля.
Отрицательное схождение – передние края колес направлены наружу.
Регулировка на всех автомобилях производится путем изменения длины рулевых тяг или рычагов подвески (для задней оси).
Кастор (или кастер) – это отклонение между осью колеса и вертикалью, если смотреть на автомобиль сбоку. Бывает положительным, нулевым и отрицательным. Значение угла наклона кастора влияет на многие параметры поведения автомобиля на дороге, главное из которых – это «самовозврат» рулевого колеса в нейтральное положение и обеспечение «обратной связи» на руле. В настоящее время на большинстве автомобилей устанавливается положительный кастор (наклон оси назад) на передней подвеске и делать регулировки не нужно, только если изменение геометрии подвески связано с повреждениями или изменениями конструкции.
Существует и порядок регулировки углов подвески. Развал и схождение взаимосвязаны между собой, поэтому регулируются вместе. В первую очередь нужно делать развал, а после — схождение.
В автоспорте регулировки подвески используют для улучшения управляемости и часто превышают показатели, характерные для гражданских автомобилей. Делать это на обычных авто не рекомендуется, возрастают нагрузки на шаровых опорах, рулевых тягах и подшипниках ступиц.
И все таки, зачем делать сход-развал? Посмотрите видео:
Как регулировать
Времена, когда развал и схождение регулировались самостоятельно и «на глаз» давно в прошлом. Выставить все параметры, не имея необходимого оборудования, невозможно, а неправильная регулировка может иметь опасные последствия.
В настоящий момент многие автосервисы имеют специальные стенды для установки геометрии колес, а некоторые специализируются только на этой работе. Оборудование для настройки подвески можно разделить на несколько видов:
Лазерное оборудование уже уступает свои позиции, так как не имеет компьютерного управления и погрешность в регулировке высока. Технология определения углов проста – на колеса устанавливаются датчики, лазер от которых попадает на специальную измерительную шкалу. После – матер фиксирует настройки.
Инфракрасное оборудование – использует сложную систему датчиков, электронное управление, специальные видеокамеры. Для настройки на колесах крепятся измерительные блоки, которые определяют все отклонения колеса. Информационная база данных таких стендов содержит большинство автомобилей. Настройки подвески на таких стендах занимают достаточно много времени и требуют больших навыков от мастера.
3 D – в настоящее время самый популярный способ установки углов подвески. Операции на нем проводятся путем крепления на колесах автомобиля специальных мишеней. Инфракрасные лучи отражаются от мишеней и фиксируются видеокамерами, после чего компьютер обрабатывает информацию и дает рекомендации по настройке.
Перед тем, как отправится в автосервис на регулировку, нужно убедиться, что на автомобиле установлены колеса и диски одинакового размера. В противном случае выставить правильные углы будет невозможно. Соблюдать нужно все параметры: ширина резины, высота, диаметр дисков, вылет и т.д.
Состояние подвески автомобиля не должно вызывать явных нареканий. Если есть стук в шаровых опорах, сайлентблоки или рулевые тяги – скорее всего мастер порекомендует исправить эти недостатки, прежде чем делать схождение развал.
В некоторых случаях сделать геометрию в рамках допусков невозможно. Это бывает у автомобилей, с нарушенной геометрией кузова, где допустимые углы регулировки не позволяют достигнуть нужного результата, например после сильных ДТП.
Когда регулировать
Вывод
Настройки геометрии подвески – важнейшая процедура, которая влияет на управление автомобилем и безопасность. Даже небольшие изменения в развале или схождении – способны сильно повлиять на поведение автомобиля, особенно на скользкой дороге.
Процедуру регулировки нужно делать в автосервисе, на специальном оборудовании, по необходимости или по рекомендации автопроизводителя. В обязательном порядке регулировка делается после замены деталей подвески.
Что такое геометрия колес
Неравномерный износ шин автомобиля, ухудшение управляемости, снижение уровня комфорта и повышение расхода топлива — все это может свидетельствовать о нарушении геометрии колес автомобиля.
В чем особенности развала и схождения? Какие параметры считаются нормой? Как производится регулировка? Эти и другие вопросы обсудим в статье.
Что такое геометрия колес?
Геометрия колес — распространенный термин, который в обиходе автолюбителей и на СТО носит название «развал-схождения».
Этот параметр влияет на следующие параметры машины:
Регулировка угла развала-схождения обязательна для всех автомобилей, а сама работа должна выполняться мастерами с применением специального оборудования.
Когда необходима регулировка геометрии колес?
Колесо — узел, который выполнен с применением разных материалов, каждый из которых обладает индивидуальными химически и физическими свойствами (весом, центром тяжести, плотностью и так далее).
Если в параметре регулировки нет отклонений, то автомобиль имеет:
Регулировка геометрии колес потребуется в следующих случаях:
Как распознать нарушение углов развал-схождения, и чем это чревато?
Нарушение параметров развал-схождения легко распознать по следующим признакам:
Как видно, нарушение геометрии колес негативно влияет на управляемость и устойчивость транспортного средства на дороге.
При появлении любого из перечисленных признаков стоит обратиться на СТО для регулировки развал-схождения. В противном случае возрастает риск потери управляемости, а покрышки износятся много быстрее.
Что такое схождение, нормативные показатели (цифры), как регулируется?
Схождение — параметр, отражающий угол между плоскостью, где вращается колесо, и направлением движения. Другими словами, это отношение двух параметров — расстояния между передним и задним краем колеса.
При правильной установке и отсутствии отклонений, считается, что схождение равняется «нулю», т.е. правильное.
Параметр схождения для каждого автомобиля индивидуален и единой нормы не существует. Измеряется в миллиметрах или градусах/минутах.
Неправильная регулировка приводит к следующим проблемам:
Как упоминалось, параметр схождения бывает двух видов:
На новых автомобилях, оборудованных независимой подвеской, часто предусматриваются регулировочные узлы, позволяющие регулировать угол схождения на задних колесах.
При этом последствия отклонения схождения на передних и задних колесах одинаково влияют на эксплуатацию и управляемость машины.
Что такое развал, нормативные показатели (цифры), как регулируется?
Развал — параметр, отражающий угол наклона колеса по отношению к вертикальной плоскости.
Главное назначение развала — гашение вибраций рулевого колеса в случае наезда на препятствия. Вибрации не передаются через рулевую трапецию, а гасятся, благодаря упругости колес.
Нарушение развала приводит к следующим последствиям:
В большей части машин, кроме тех, на которых установлена подвеска «МакФерсон», развал равен 0-45\’ (иногда до двух градусов).
На машинах, оборудованных подвеской «МакФерсон» развал отрицательный или нулевой, что обусловлено особыми конструктивными особенностями транспортного средства.
Что касается конструктивных особенностей авто с подвесками МакФерсон, то в них регулировка углов схождения не предусмотрена.
Распространенные причины нарушений развала:
Такое возможно при попадании в ямы или открытые люки, при сильном ударе о бордюры.
Если развал имеет небольшое отклонение, то производится его регулировка. Для этого придется откручивать два болта соединяющие кронштейн стойки амортизатора и поворотный кулак и путем сдвигания последнего добиться нормативных показателей.
Не забудьте поставить метки на болтах, чтобы запомнить их положение.
Такая регулировка характерна в основном для отечественных автомобилей и некоторых иномарок.
Если отклонения очень большие и не поддаются регулировке, то замена амортизатора позволяет вернуть показатель в норму. Если же параметр расходится больше (от 2 градусов и выше), то проверьте ступицу и цапфу.
Угол продольного наклона оси поворота
Угол кастера — параметр, который присущ только для передних подвесок. Он отвечает за управляемость машины во время прохождения крутых виражей.
По сути, это угол, характеризующий наклон поворотной оси колеса назад и вперед.
Угол кастера бывает положительный, отрицательный и нулевой.
На спортивных авто угол кастера может достигать семи градусов. Главная причина отклонения — выход из строя (деформация) нижнего поперечного рычага.
Благодаря углу кастера, рулевое колесо возвращается в исходное положение (если параметр правильно отрегулирован).
На обычных машинах размер угла продольного наклона является положительным (к примеру, у Mitsubishi Outlander XL этот параметр равен 2,35 градуса).
Способы регулировки геометрии колес
Регулировка развал-схождения давно перестала быть проблемой для автолюбителей. Почти на каждом СТО установлено оборудование, выполняющее требуемый объем работ по настройке геометрии колес.
Современные стенды, на которых выполняются работы, бывают нескольких видов:
Оборудование обеспечивает быструю и точную настройку геометрии колес с выдачей результатов автолюбителю на руки (что было до ремонта, и как стало после). При этом общее время настройки занимает не большее нескольких минут.
Главное — найти СТО, где работают опытные специалисты, умеющие обращаться со специализированным оборудованием.
Часто владельцы автосервисов закупают технику для установки развал-схождения, а грамотных мастеров для его обслуживания нет.
Многие автолюбители настраивают геометрию колес своими руками.
Здесь может применяться один из методов:
Наиболее распространенный вариант — с помощью телескопической линейки и отвеса.
Также для выполнения работ необходима обычная линейка, мел и набор гаечных ключей.
Сначала регулируется развал колес, а после — схождение.
Все операции производятся в условиях гаража, что экономит деньги и нервы. Недостаток — высокая погрешность измерений — 1 мм в одну и другую сторону.
На автомобилях ВАЗ 2101, 2103 данные работы выполняются так.
Итоги
Настройка геометрии колес — важная работа, которая должна своевременно выполняться с привлечением специалистов своего дела. Главное, чтобы проверка производилась на современном оборудовании с помощью квалифицированного и обученного мастера.
В завершение выделим следующие советы.
Проверяйте даже новый автомобиль. Покупая машину из салона, вы получаете транспорт со всеми необходимыми настройками. Но через определенный километраж происходит просадка всех деталей, из-за чего параметры развал-схождения меняются.
Чтобы избежать проблем, рекомендуется загонять машину на стенд после двух тысяч километров.
В случае ремонта или замены элементов подвески желательно проверить и отрегулировать геометрию колес. Единственное, что не влияет на этот параметр, так это установка новых втулок стабилизатора.
Изменение геометрии чаще всего происходит при ударе колеса о препятствие или при попадании в яму.
В случае повреждения колес или элементов подвески (передней или задней) должна быть произведена компьютерная диагностика.
Развал-схождение: что это, как выставить правильно, и что будет, если его не делать
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.
При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»
При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»
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
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
Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд
Почему на разных машинах углы бывают разными?
Начнём с развала. При его околонулевых значениях автомобиль наиболее стабилен до тех пор, пока едет по прямой. И только в том случае, если подвеска достаточно жесткая: не просто так на старых автомобилях колёса имели положительный развал, то есть «домиком наоборот», что в некоторой степени компенсировало мягкость амортизаторов и нестабильность углов под нагрузкой.
На автомобилях с мягкой подвеской углы установки колёс в поворотах откровенно «уходят»
Однако со временем от положительного развала конструкторы начали уходить в сторону отрицательных значений (правда, всё равно не заваливая колёса на несколько градусов, как это делают в автоспорте). Это позволило улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, поскольку колесо «не подламывается» и цепляется за дорогу лучше из-за большего пятна контакта.
Развал «домиком» улучшает устойчивость автомобиля при скоростном прохождении поворотов
Stance, baby: ярко выраженный отрицательный развал колёс является неотъемлемым атрибутом некоторых автомобильных субкультур
Поэтому околонулевые настройки в теории положительно влияют на устойчивость, а «минусовой развал» позволяет «вваливать» в повороты еще лучше, но уже способен привести к ускоренному износу внутренних дорожек шин. Именно поэтому, в отличие от спортсменов, и конструкторы автомобилей, и обычные «развальщики» предпочитают околонулевые значения.
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.
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».
Допуски производителя на Самаре довольно большие, поэтому «среднестатистический» результат посещения стенда выглядит примерно так. Как видно, все параметры укладываются в «зелёный» диапазон
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
Убрав шайбы, стойку можно «завалить» назад в пределах градуса, а колесо – наоборот, сместить относительно центра арки в сторону переднего бампера. В реальности, правда, наблюдается обычно обратная картина – на многих «пожилых» Самарах, «десятках», Приорах и Калинах колесо «уезжает» в сторону передней двери из-за ударов и усталости металла, причем вернуть его на место получается далеко не всегда, даже если убрать все шайбы.
Так выглядит нулевой кастер: колесо стоит в колесной арке симметрично по отношению к бамперу и крылу
Это уже не кастер, а приговор передней подвеске и даже кузову. Вернуть колесо на место «малой кровью» не выйдет
Чем больше угол наклона стойки, тем переднеприводный (и не только) автомобиль стабильнее ведёт себя на высоких скоростях. Положительный кастер способствует меньшему «вилянию» машины, которая становится не такой чувствительной к колеям и неровностям.
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?
Обычно выбор углов установки колес из допустимого диапазона является прерогативой самого «развальщика». И это не всегда хорошо, поскольку многие из них, годами занимаясь своей работой, руководствуются какими-то внутренними стереотипами, которые нередко противоречат теории, а на практике приводят к ухудшению ходовых качеств автомобиля и преждевременному износу шин. Поэтому к итоговым цифрам распечатки нужно относиться с большим вниманием, а в отдельных случаях – не стесняться давать рекомендации.
Какой же ставить угол наклона стойки, если он регулируется? На стандартной подвеске и при «обычной» манере вождения – максимально допустимый положительный, то есть 0°50′ для переднеприводной Самары, да и на других переднеприводниках кастер лучше ставить «побольше в плюс» — в пределах допусков, и если этот параметр настраивается, конечно. Это обеспечит автомобилю лучшую курсовую устойчивость на высоких скоростях и приведёт к «самостабилизации» руля в околонулевом положении. Допустимо и небольшое отклонение от заводских допусков – например, увеличение кастера до одного градуса (60-65′).
Свои углы» могут выглядеть примерно так
Удивительно, но современный стенд «знает» даже о том, что Самара выпускалась в двух поколениях!
Правда, за «чёткий ноль» придется расплатиться тем, что в поворотах руль несколько потяжелеет (усилителя-то нет!) и будет пытаться резче вернуться в прежнее положение. Однако к такой новой особенности машины можно привыкнуть буквально за несколько минут.
Что касается развала, то иные «городские гонщики» нередко «разваливают в минус» передние колёса до одного градуса и более. Однако при этом автомобиль станет более «нервным» и чувствительным к уклону дорогу, из-за которого руль может буквально «рваться из рук» (особенно – на больших и широких колёсах!). Еще одна плата за «спортивные амбиции» — преждевременный износ внутренних дорожек – шины-то стоят «домиком»!
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
При настройке схождения на переднеприводных ВАЗах также лучше всего сильно не отклоняться от околонулевых значений, помня о том, что даже при небольшой загрузке автомобиля (водитель и пассажир) оно начинает изменяться примерно на 5-7 минут, причём в какую именно сторону (в «плюс» или в «минус») зависит от положения «усов» рулевой рейки на конкретном автомобиле.
Обратите внимание, как изменяются углы схождения и развала при частичной загрузке! (первое фото – на пустом автомобиле, второе – с водителем весом 65 кг)
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.
При настолько сбитом схождении левого колеса (параметр, выделенный красным), машина едет «как-то странно», постоянно рыская по дороге, а руль просто не возвращается обратно! Если всё оставить как есть, то протектора хватит буквально на пару тысяч километров.
Бывает, что машину не просто тянет влево или вправо, а она при движении все время «рыскает», отклоняясь туда-сюда от прямолинейной траектории. Кроме того, что ехать на таком автомобиле будет не слишком приятно, очень быстро владелец обнаружит, что колеса на той оси, где нарушены углы установки колёс, изнашиваются очень неравномерно и весьма преждевременно.
Износ внутренних дорожек — результат большого отрицательного развала
Известны случаи, когда из-за неправильного «схода-развала» проектор почти новой шины буквально «таял на глазах», исчезая всего за 10-15 тысяч километров!
Когда регулировка углов установки колес не помогает?
Далеко не всегда даже квалифицированный специалист на правильно отъюстированном стенде (а это очень важно!) сможет выставить углы установки колес в заданных производителем допусках. Обычно этому мешают изношенные детали подвески, в которых возникли заметные люфты. Ловить минуты там, где во время движения детали «гуляют» на целые градусы – занятие довольно бессмысленное. Поэтому опытный «развальщик» обычно начинает с первичной (то есть «грубой») диагностики ходовой части, внимательно осматривая резино-металлические элементы и проверяя их на взаимное перемещение. Во многих случаях прежде, чем заезжать на стенд «схода-развала», необходимо посетить пост общеремонтных работ для замены изношенных деталей подвески. И лишь «перетряхнув ходовку» можно пробовать добиться требуемых углов установки колес.
Бывает, что подвеска в порядке, но выставить схождение, развал или кастер все равно не получается. Причина – необратимая деформация кузова, что бывает после сильной аварии или вследствие коррозии силовых элементов. И если в первом случае еще хотя бы теоретически может помочь стапель, то на сильной «гнилой» машине малой кровью проблему не решить, а большой – не имеет смысла.
Иногда даже после того, как углы выставлены правильно, автомобиль всё равно уводит в сторону. В этом случае нужно попробовать переставить колёса местами (а лучше – сменить подозрительную пару), поскольку часто из-за деформации каркаса или неоднородности слоёв брекера шина становится «кривой»