У первісному варіанті такої підвіски, розробленому самим Макферсоном, шаровий шарнір розташовувався на продовженні осі амортизаторної стійки- таким чином, вісь стійки амортизатора була і віссю повороту колеса. Пізніше, наприклад, на Audi 80 і Volkswagen Passat перших поколінь, шаровий шарнір стали зміщувати назовні до колеса, що дозволяло отримати менші, і навіть негативні значення плеча обкатки.
Таким чином, плече обкату (Scrub Radius)- це відстань по прямій між точкою, в якій вісь повороту колеса перетинається з дорожнім полотном, та центром плями контакту колеса та дороги (у ненавантаженому стані автомобіля). При повороті колесо обкатується навколо осі свого повороту по цьому радіусу.
Воно може бути нульовим, позитивним та негативним (всі три випадки показані на ілюстрації).
Протягом десятиліть більшості автомобілів використовувалися порівняно великі позитивні значення плеча обкату. Це дозволяло зменшити зусилля на рульовому колесі при паркуванні в порівнянні з нульовим плечем обкату (бо колесо котиться при повороті керма, а не просто провертається на місці) і звільнити місце в підкапотному просторірахунок виносу коліс «назовні».
Однак згодом стало ясно, що позитивне плечеобкату може бути небезпечним - наприклад, при наїзді коліс одного борту на ділянку узбіччя, що має відмінний від основної дороги коефіцієнт зчеплення, відмову гальм однієї сторони, проколі однієї з шин або порушення регулювання кермо починає сильно «рватися з рук». Цей ефект спостерігається при великому позитивному плечі обкату і при проїзді будь-якої нерівності на дорозі, але плече все ж таки робили досить малим, щоб при нормальному керуванні він залишався малопомітний.
Починаючи з сімдесятих-вісімдесятих років, у міру збільшення швидкостей руху автомобілів, і особливо - з поширенням підвіски типу «Макферсон», що легко допускає це з технічного боку, Стали масово з'являтися автомобілі з нульовим або навіть негативним плечем обкату. Це дозволяє мінімізувати наведені вище небезпечні ефекти.
Наприклад, на «класичних» моделях ВАЗ плече обкату було великим позитивним, на «Ниві» ВАЗ-2121 завдяки компактному гальмівному механізму з плаваючою скобою його зменшили майже до нуля (24 мм), а на передньопривідному сімействі LADA Samara – плече обкату стало вже негативним. Mercedes-Benz як правило, волів на своїх задньопривідних моделях мати нульове плече обкатки.
Плечо обкату визначається не тільки конструкцією підвіски, а й параметрами коліс. Тому при підборі незаводських «дисків» (за прийнятою в технічній літературі термінології ця частина називається «колесо»і складається із центральної частини - дискаі зовнішньої, на яку садиться шина - обода) для автомобіля слід дотримуватися зазначених заводом-виробником допустимих параметрів, особливо - виліт, так як при установці коліс з неправильно підібраним вильотом плече обкату може сильно змінитися, що дуже істотно позначається на керованості та безпеки автомобіля, а також на довговічності його деталей.
Наприклад, при установці коліс з нульовим або негативним вильотом при передбаченому із заводу позитивному (наприклад, занадто широких) площина обертання колеса зсувається назовні від осі повороту колеса, що не змінюється при цьому, і плече обкату може набути зайво велике позитивне значення - кермо при цьому починає «рватися з рук» на кожній нерівності дороги, зусилля на ньому при паркуванні перевищує всі допустимі величини (через збільшення плеча важеля в порівнянні зі штатним вильотом), а знос ступичних підшипниківта інших компонентів підвіски суттєво збільшується.
Коли ви «возитеся» з ремонтом, експериментуєте з розмірами коліс або займаєтеся налаштуванням нової підвіски, може статися конфуз, про який ви, можливо, навіть ніколи не чули - цілком імовірно, зміниться радіус плеча обкатки. Ця «штука» може вплинути на керованість вашого автомобіля.
Без чіткого та повного розуміння всіх факторів, що впливають на роботу підвіски, розташування коліс та відпрацювання геометрії, легко зробити помилку в налаштуванні, яка зрештою змусить ваш автомобіль відчути себе гірше, ніж було раніше. При цьому вловити ту мить, коли була допущена прикра помилка, досить складно.
В загальних рисах радіус плеча обкатки- це невловима, майже міфічна настройка, що стоїть десь на краю ключових регулювань, таких як розвал, зміщення та розмір колеса. По суті, вона визначається розташуванням точки в просторі, де уявна лінія, що проходить через центр підвіски, перетинає вертикальну лінію, що проходить по центру колеса, ці дві лінії зустрінуться. Важливо, що цей кут розраховують на автомобілі без навантаження. Для підрахунків, проведених інженерами, це дуже важливо.
Зверніть увагу на більший кут підвіски щодо колеса
Загалом, є три основні варіанти радіусу плеча:
Якщо дві лінії перетинаються точно на плямі контакту шини з дорогою, такий автомобіль не має радіуса плеча обкатки.
Якщо лінії перетинаються нижче плями контакту, теоретично під землею, це називається позитивним радіусом плеча обкатки.
Коли обидві лінії сходяться над плямою контакту, це негативне плече обкатки.
Залежно від цих налаштувань вони можуть серйозно впливати на те, як автомобіль керується, прискорюється та зупиняється. Різні розрахункові навантаження на вісь і конфігурації приводу потребують різних налаштувань, які будуть вираховані ще задовго до того, як інженери приступлять до реалізації бажаних параметрів керованості. Так, у автовиробників купа складної роботи, і цей етап лише один із них. Змініть всього один параметр у підвісці і ви ініціюєте ланцюгову реакцію, яка в кінцевому підсумку може звести нанівець вашу головну мету.
Радіус плеча обкатки відноситься до відносного кута між підвіскою та віссю коліс.
При нульовому радіусі поширена думка полягає в тому, що це налаштування може змусити автомобіль відчувати себе трохи нестійким у передній частині при проходженні поворотів і різкому гальмуванні.
З іншого боку, в нерухомому стані при повороті керма доводиться повертати пляму контакту, максимально розпластану по поверхні дороги, що вимагає більше зусиль і зношує шину. У наші дні таке налаштування (з нульовим плечем) на автомобілях зустрічається дуже рідко. Трохи більше чи трохи менше, але не нуль.
Можна, звичайно, змінити нульове налаштування. Наприклад, «висуньте» колеса за допомогою прокладок або встановіть койловери, що повністю регулюються, і радіус може стати позитивним. Це змусить шину «хрестити» по землі під час поворотів, додаючи нерівномірний зноста зменшуючи термін її служби. Автомобіль з позитивним плечем обкатки може вести себе на дорозі непередбачувано: кермо при проїзді нерівностей може вириватися з рук, при проїзді поворотів створюється «відчутний момент, який перешкоджає рівномірному руху».
Позитивний момент такого настроювання існує для задньопривідних автомобілів. Їм така настройка корисна для того, щоб допомогти зберегти передні колеса прямому напрямкунавіть коли ви відпустите рульове колесо. Використовується у спортивних автомобіляхі поставляється в стандартної комплектаціїз більшістю конструкцій підвіски із подвійними поперечними важелями.
Передня вісь Volkswagen Scirocco
Позитивний радіус плеча не сприяє гальмування, якщо з будь-якої причини між сторонами траспортного засобудіє різна сила. Скажімо, якщо ліві колеса мають менше зчеплення з дорогою та система ABSне дозволяє розвинути на них максимальне зусилля. У цьому випадку автомобіль намагатиметься розвернутися у бік коліс із великим зчепленням.
Екстремальний позитивний радіус плеча може бути дуже важким, настільки, що це було дійсно життєздатним тільки на старих автомобілях з дуже тонкими шинами.
У більшості з нас на автомобілях стоїть негативний радіус плеча, тому що він має тенденцію йти пліч-о-пліч з налаштуваннями розпірок підвіски МакФерсон. Це допомагає керованим переднім колесам вести себе на дорозі стабільніше, що добре для проходження поворотів і загальної керованості автомобіля, якщо, припустимо, у вас раптово спустило одну з передніх шин. Інший зручний «побічний ефект» полягає в тому, що якщо ви влетите колесами у воду з одного боку автомобіля, негативний радіус спрацює проти природного зміщення автомобіля, пом'якшуючи наслідки проходження небезпечної ділянки.
Негативний радіус плеча безпечніший при акваплануванні
Налаштувати підвіску в негативному плечі- найбільш безпечний варіантзробити це. Вона (налаштування) дозволяє згенерувати певні зусилля, які зменшать будь-яку ненавмисну водієм тенденцію до зміни напрямку руху, яка у випадку з позитивним налаштуванням може мати місце.
Замітка Михайла розкрила деякі питання щодо налаштування кутів керованих коліс.
Спільними зусиллями постараємося розібратися.
Розвал(camber)-- відображає орієнтацію колеса щодо вертикалі і визначається як кут між вертикаллю та площиною обертання колеса.
У болідів ф1 розвал негативний
Сходження(TOE) -характеризує орієнтацію коліс щодо поздовжньої осі автомобіля.
Вважається, що вплив негативного розвалу потрібно компенсувати негативним сходженням і навпаки, через деформацію шини в плямі контакту «розвалене» колесо можна представити як основу конуса.
На картинці позитивний розвал та позитивне сходження.
Одна з позитивних сторін негативного сходження - збільшення швидкості реакції рульового управління.
Крім розвалу і сходження, які можна побачити "оком", є ще кілька параметрів, які впливають на керованість авто.
Плечо обкату—один із параметрів, який впливає на чутливість кермового керування. Завдяки йому кермо «сигналізує» про порушення рівності поздовжніх реакцій на керованих колесах (Нерівності покриття, нерівномірний розподіл гальмівних силміж правим та лівим колесом).
Позитивне (а) та негативне (6) плече обкату:
А, Б - центри кульових шарнірів передньої підвіски;
В - точка перетину умовної осі, "шкворня", з поверхнею дороги;
Г – середина плями контакту шини з дорогою.
Плечо обкату не впливає на легкість кермового управління. За наявності плеча обкату подовжні сили, що діють на керовані колеса, створюють моменти, що прагнуть розвернути їх навколо осі повороту. Але у разі рівності сил обох колесах моменти виявляються «дзеркальними», тобто. рівними та протилежно спрямованими. Взаємно компенсуючи один одного, вони не впливають на кермо. Однак моменти навантажують деталі рульової трапеції зусиллями, що розтягують або стискають (залежно від розташування плеча обкату).
(Негативний розвал збільшує позитивне значення плеча обкату)
Вагова стабілізація передніх коліс.
При повороті колеса піднімається передня частина авто, тому під впливом ваги колесо прагне зайняти положення прямолінійного руху. Вагова, або статична, стабілізація передніх коліс (тобто забезпечення їх повернення напрям прямолінійного руху) забезпечується позитивним плечем обкату і кутом поперечного нахилу осі поворотної стійки.
Поперечний нахил поворотної стійки.
SAI – кут поперечного нахилу осі повороту керованого колеса (зі зменшенням поперечного кута ефективність вагової стабілізації знижується, надлишковий нахил призводить до надмірного зусилля на кермі)
IA - увімкнений кут (Постійним конструктивний параметр автомобіля, визначає взаємну орієнтацію осі повороту і цапфи колеса)
γ - кут розвалу колеса
r - плече обкату (у даному випадку, Позитивне)
rц - поперечне усунення осі повороту
У 2-важільній підвісці включений кут визначається лише геометрією цапфи.
Механізм роботи вагової стабілізації.
При повороті колеса його цапфа рухається дугою кола, площина якої перпендикулярна осі повороту. Якщо вісь вертикальна, цапфа переміщається горизонтально. Якщо вісь нахилена траєкторія цапфи відхиляється від горизонталі.
У дуги, яку описує цапфа, з'являються вершина та низхідні ділянки. Положення верхньої точкидуги визначається напрямом нахилу осі повороту колеса. При поперечному нахилі вершина дуги відповідає нейтральному положенню колеса. Значить, при відхиленні колеса від нейтралі в будь-який бік цапфа (а разом з нею і колесо) прагнутиме опуститися нижче за вихідний рівень. Колесо працює як домкрат - піднімає частину автомобіля, що знаходиться над ним. «Домкрату» протидіє сила, що прямо залежить від низки параметрів: ваги піднятої частини автомобіля, кута нахилу осі, величини її поперечного зміщення та кута повороту колеса. Вона намагається повернути у вихідну, стійку позицію, тобто. повернути кермо в нейтральне становище
Динамічна стабілізаціяпередніх коліс.
Для забезпечення стабільності руху, тобто прагнення автомобіля рухатися прямо, недостатньо тільки поперечного нахилу осі поворотної стійки колеса, особливо на великої швидкості. Пов'язано це з появою додаткового опору коченню і з гіроскопічним ефектом, який може викликати вплив колеса при дії сили, що обурює. Для більшої стабільності вводять поздовжній нахил осі поворотної стійки колеса завдяки якому точка перетину осі повороту з поверхнею дороги зміщена вперед щодо контакту шини з дорогою. Тепер колесо прагне зайняти положення позаду точки перетину осі колеса з дорогою, причому чим більша сила опору коченню, тим більший момент повертає колесо положення прямолінійного руху. При такому зсуві сила, що діє на колесо при повороті, також прагне випрямити колесо.
Головна функція кастера – швидкісна (або динамічна) стабілізація керованих коліс автомобіля. Стабілізацією в даному випадку називають здатність керованих коліс чинити опір відхилення від нейтрального (що відповідає прямолінійному руху) положення і автоматично повертатися до нього після припинення дії зовнішніх сил, що викликали відхилення.
Відхилення керованих коліс може бути спричинене навмисними діями, пов'язаними із зміною напрямку руху. У цьому випадку стабілізуючий ефект сприяє на виході з повороту автоматично повертаючи колеса в нейтральне положення. А ось на вході в поворот і в його апексі драйверу, навпаки, доводиться долати опір коліс, прикладаючи до рульового колеса певне зусилля. Реактивна сила, що виникає на рульовому колесі, створює те, що називають інформативністю рульового управління.
Потрібний виліт осі повороту (його називають плечем стабілізації) найчастіше отримують за рахунок її нахилу в поздовжньому напрямку на кут, який називають кастером. При малих значеннях кастера, плече стабілізації виявляється невеликим по відношенню до розмірів колеса, а плече поздовжніх сил (опір кочення або тяги) - мізерним. Тому вони неспроможні стабілізувати масивне колесо. "На допомогу приходить гума". У момент дії дестабілізуючих бічних сил у плямі контакту автомобільного колесаз дорогою генеруються досить потужні поперечні (бічні) реакції, що парують обурення. Вони виникають унаслідок складних процесівдеформації шини, що котиться з боковим відведенням.
Додаткову інформацію про бічне відведення, механізм утворення бічної реакції та стабілізуючий момент наведено нижче.
В результаті відведення колеса під дією бічної сили (силового відведення) рівнодіюча елементарних бічних реакцій завжди виявляється зміщеною назад по ходу руху від центру контактного майданчика. Тобто стабілізуючий момент діє колесо навіть у тому випадку, коли слід осі повороту збігається з центром плями контакту. Виникає питання: навіщо взагалі потрібний кастер? Справа в тому, що стабілізуючий момент (Мст) залежить від різних факторів (конструкції шини і тиску в ній, навантаження на колесо, зчеплення з дорогою, величини поздовжніх сил і т.д.) і не виявляється достатнім для оптимальної стабілізації керованих коліс. І на цей випадок плече стабілізації збільшують поздовжнім нахилом осі повороту, тобто. позитивним кастером. Дестабілізуючі сили, що діють на колесо автомобіля, що рухається, викликаються різними причинами, але, як правило, мають однаковий, інерційний характер. Відповідно і бічні реакції, і стабілізуючі моменти зі зростанням швидкості збільшуються. Тому стабілізацію керованих коліс, в яку робить вагомий внесок кастер, називають швидкісною. Зі збільшенням швидкості вона «керує» поведінкою керованих коліс. На малих швидкостях вплив цього механізму стає несуттєвим, тут працює вагова стабілізація, яку відповідає нахил осі повороту колеса в поперечному напрямі.
Установка осі повороту коліс з позитивним кастером корисна не тільки для їх стабілізації. Позитивний кастер усуває небезпеку різкої зміни траєкторії.
Ще одне сприятливе слідство поздовжнього нахилуосі повороту призводить до істотної зміни розвалу керованих коліс при їхньому повороті.
Механізм залежності простіше зрозуміти, якщо уявити гіпотетичну ситуацію, коли вісь повороту колеса розташована горизонтально (кастер дорівнює 90 °). В цьому випадку "поворот" керованого колеса повністю трансформується зміну його нахилу щодо дорожнього полотна, тобто. розвалу. Тенденція така, що розвал зовнішнього колеса в повороті стає негативнішим, а внутрішнього - більш позитивним. Чим більше кастер, тим більше змінакутів розвалу у повороті.
..................
Нижче наведено роздрук налаштувань боліду Ф1, Лотус Е20
Джерела.
Пояснення
Плечо обкату
Плечо обкатки – це відстань між центром плями контакту колеса з дорогою (центру відбитка шини) та точкою перетину осі повороту керованого колеса (шкворневої осі) з поверхнею дороги.
F 1 = Гальмівна сила чи сила опору коченню
F 2 = Сила тяги
r s = Плечо обкатки
Зменшення плеча обкатки (картина 1 b ) зменшує зусилля на обід рульового колеса. Мале плече обкатки знижує відгуки на удари керованого колеса про нерівність дороги.
При гальмуванні розташованим на колесі гальмівним механізмом виникає поздовжня силаF 1 , яка утворює моментF 1 * r S . Цей момент призводить до появи сили на рульовій тязі та при позитивному розмірі плеча обкатки.r S віджимає колесо у напрямку, що відповідає негативному сходження.
У транспортного засобу, обладнаного ABS?
При роботі ABSвиникають різні за величиною поздовжні сили, прикладені до правого та лівого колеса, які у вигляді поштовхів передаються на рульове колесо. У цьому випадку плече обкатки має дорівнювати нулю, але краще, якщо плече обкатки матиме негативне значення.
Підвіску коліс будь-якого топа можна розглядати як встановлене консольне колесо щодо кузова автомобіля, тому при гальмуванні виникає поздовжня сила, що прагне повернути це колесо, причому колесо завжди буде прагнути повернути передньою частиною назовні, тобто у бік негативного сходження. Установка негативного плеча обкатки дозволить отримати момент поздовжньої сили, який буде направлений на протилежний бікмоменту, що прагне повернути колесо у бік негативного сходження. У більшості автомобілів, не обладнаних FBS, контури гальмівних системмають діагональну схему з'єднання, плече обкатки, як правило, – негативне значення. Будь-яка некоректна зміна, внесена в конструкцію транспортного засобу, таких як установка дисків з підвищеним вильотом, що виникає за бажання встановити широкі шини, або встановлення проставки між маточиною і диском колеса неприпустимо. Зміна плеча обкатки може негативно вплинути на стійкість прямолінійного руху, особливо при гальмуванні, і втрату керованості на повороті.
Плечо обкатки – один із самих важливих параметрівпередньої підвіски.
З плечем обкатки r s пов'язано:
- зміщення пружини на стійці McPherson;
- виліт ЕТ дисків коліс (відстань від площини симетрії шини до площини диска колеса, що контактує зі маточкою);
- зусилля на кермі як у статиці, так і в динаміці;
- стійкість автомобіля при гальмуванні;
- положення підшипникового вузла в ступиці, а разом з ним і положення колеса: поздовжня площина симетрії шини повинна розташовуватися в базі підшипника, бажано по центру (рис. 2). В іншому випадку, заявлений ресурс підшипника(ів) не буде досягнуто.
Рис. 2. Відносне положення площини симетрії шини та бази підшипника(ів): а – конічних роликових; б – дворядного кулькового
Виліт дисків коліс ЕТ – параметр, на який водії звертають увагу лише тоді, коли, встановивши більше широке колесо, воно починає зачіпати об арку. І тоді рішення приходить саме: взяти диски із меншим ЕТ. «Добры люди» кажуть: «відхилення ±5 мм допустиме». А раптом на заводі вже використали ці 5 мм, що тоді?! А тоді втрата керованості при екстреному гальмуванні на міксті (неоднаковому зчепленні ліворуч і праворуч).
Яскравий приклад, що ілюструє важливість плеча обкатки, наведено у журналі «Автомобільна промисловість»:
Випробування №1. На автомобіль встановили колеса з таким ЕТ, що одержали плече обкатки r s = 5 мм. Розгін до 60 км/год. Відпускають кермо (!!!) і застосовують екстрене гальмуванняна міксті. Результат – розворот автомобіля на 720° – що й очікували.
Випробування №2. Все те саме, але r s = -5 мм (диски з ЕТ на 10 мм більше перших, до речі, це зменшило колію на 20 мм. Результат – відведення автомобіля на 15° – несподівано?!
І це відповідь тим, хто вважає, що чим ширша колія, тим стійкіший автомобіль, а диски коліс впливають лише на екстер'єр автомобіля.
Причина такої різної поведінки автомобіля після, здавалося б, косметичної зміни – еластокінематика кермової трапеції (рис. 3).
Рис. 3. Вплив позитивного (а) та негативного (б) плеча обкатки r s = R 1 /cos σ (див. рис. 4) на стійкість автомобіля при гальмуванні:
R`x 1 >R“x 1 , R`x 2 =R“x 2 – гальмівні сили на відповідних колесах;
F і – сила інерції, прикладена до центру мас автомобіля
Рис. 4. Параметри установки керованих коліс
Якщо гальмівна сила більша, наприклад, ліворуч, то на центр мас автомобіля діє момент, що повертає, рівний різниці гальмівних сил помножений на плече (половина колії). Але оскільки сили зліва і справа неврівноважені, то на кермову трапецію діє момент
(R`*x 1 –R“*x 1)·R 1 .
Рульова трапеціяповертається (за рахунок деформації опор, важелів, кузова). У разі позитивного плеча обкатки цей поворот збільшує момент, що повертає, при негативному плечі – частково або повністю його компенсує.
Негативне плече обкатки одержати непросто. Збільшують ЕТ дисків (глибину), поперечний кут нахилу шкворневої осі та кут розвалу коліс. Але зі збільшенням першого кута зростає зусилля на кермі, а зі збільшенням розвалу – погіршується зчеплення шин із дорогою у повороті (потрібний негативний розвал!). Чим ширший профіль шин, тим складніше конструктивно розмістити у колесі гальмівні механізми, маточину, кульові опори, рульові тяги та привід.
Гарним вирішенням проблеми зменшення плеча обкатки є застосування багатоважільного переднього підвіски з чотирма кульовими опорами (див. рис. 5).
Рис. 5: Багатоважільна підвіскапереднього керованого колеса виробника VAG
За конструкцією вона дуже схожа на підвіску на подвійних поперечних важелях класичної трикутної форми. Однак замість однієї кульової опори у вершині трикутника застосовано дві – утворюється чотирикутник. Така конструкція непрацездатна без п'ятого важеля – кермової тяги. На трикутних важелях вісь повороту колеса проходила через центри кульових опор. В нової конструкціїця вісь віртуальна і проходить далеко поза чотирикутника (рис. 6).
Рис. 56 Схема повороту колеса на передній підважці багатоважеля (друга пара важелів умовно не показана)
За матеріалами Навчального посібника « Експлуатаційні властивостіавтомобілів», А. Ш. Хусаїнов
Правильні кути установки коліс - один з найважливіших факторів, що забезпечують нормальну керованість, стабільність та стійкість автомобіля при прямолінійному русі та при проходженні поворотів. Оптимальні кожної моделі параметри геометрії підвіски закладаються на етапі проектування. Задані значення кутів установки коліс схильні до зміни і вимагають періодичного регулювання через природного зносувузлів та елементів ходової частини або після ремонту підвіски.
Призначення кутів установки коліс
Коректно налаштована геометрія підвіски дозволяє автомобілю більш ефективно сприймати сили та моменти, що виникають у плямі контакту колеса. дорожня поверхняпід час різних режимівруху. Цим забезпечується передбачувана поведінка автомобіля, а саме: стабільність руху по прямій, стійкість у поворотах, стабілізація при розгонах та гальмуванні. Також завдяки відсутності зайвого опору коченню коліс відбувається більш рівномірне зношування шин, що дозволяє збільшити термін їх служби.
Задані виробником значення кутів установки коліс є оптимальними для конкретного автомобіляі відповідають його призначенню та особливостям налаштування підвіски. Однак, у разі потреби, конструктивно передбачено можливість їх зміни або регулювання. Кількість параметрів, які можна регулювати кожного автомобіля, індивідуально.
Види основних кутів установки коліс автомобіля
| Параметр | Вісь автомобіля | Регульований параметр | На що впливає |
|---|---|---|---|
| Кут розвалу коліс (Camber) | Передня Задня | Так (залежить від автомобіля) | Стійкість руху у повороті Передчасне зносшин |
| Кут сходження коліс (Toe) | Передня Задня | Так | Стійкість при прямолінійному русі Передчасне знос шин |
| Поперечний кут нахилу осі повороту (KPI) | Передня | Ні | |
| Поздовжній кут нахилу осі повороту (Caster) | Передня | Так (залежить від автомобіля) | Стабілізація автомобіля під час руху |
| Плечо обкатки | Передня | Ні | Стабільність автомобіля при гальмуванні Стабілізація автомобіля під час руху |
Розвал коліс
Розвал коліс (англ. camber) - це кут, утворений середньою площиною колеса та вертикаллю, що проходить через точку перетину середньої площини колеса та опорної поверхні. Розрізняють позитивний та негативний розвал:
- позитивний (+) – коли верхня частина колеса нахилена назовні (від кузова автомобіля);
- негативний (-) – коли верхня частина колеса нахилена всередину (до кузова автомобіля).
Позитивний та негативний кути розвалу коліс Конструктивно camber формується положенням ступичного вузла та забезпечує максимальну площу плями контакту шини з дорогою. У випадку двоважільного незалежної підвіскиположення маточини визначається верхнім і нижнім поперечними важелями. На формування кута розвалу впливає нижній важільі амортизаційна стійка.
Відхилення значень кута розвалу від норми впливають на автомобіль в такий спосіб.
- хороша стійкістьавто у поворотах;
- погіршується зчеплення коліс при прямолінійному русі;
- підвищений знос внутрішньої сторонишини.
- гарне зчеплення коліс із дорогою;
- погіршується стійкість у поворотах;
- підвищений знос зовнішньої сторони шини.
Сходження коліс
Сходження коліс (англ. toe) - Кут між поздовжньою віссю автомобіля і площиною обертання колеса. Може бути визначено як різницю відстаней між передніми та задніми бортами ободів коліс (на малюнку це значення А мінус В). Таким чином, сходження може вимірюватися у градусах чи міліметрах.
Сходження коліс автомобіля Розрізняють сумарне та індивідуальне сходження. Індивідуальне сходження розраховується окремо кожному за колеса. Це відхилення площини його обертання поздовжньої осі симетрії автомобіля. Сумарне сходження розраховується як сума індивідуальних кутів сходження лівого та правого коліс однієї осі. Аналогічно визначається сумарне сходження у міліметрах. При позитивному сходження (англ. toe-in) колеса взаємно повернені всередину за напрямом руху, за негативного значення (англ. toe-out) - Назовні.
Позитивне та негативне сходження коліс Відхилення значень кута сходження від норми впливають на автомобіль в такий спосіб.
Занадто великий негативний кут:
- підвищений знос шини із внутрішньої сторони;
- гостра реакція авто на кермо.
Занадто великий позитивний кут:
- погіршується витримка траєкторії руху;
- підвищений знос шин із зовнішнього боку.
Поперечний кут нахилу осі повороту колеса Поперечний кут нахилу осі повороту (англ. KPI) - Кут між віссю повороту колеса і перпендикуляром до опорної поверхні. Завдяки даному параметру при повороті керованих коліс кузов автомобіля піднімається, внаслідок чого виникають сили,
що прагнуть повернути колесо в прямолінійне положення. Таким чином, KPI значно впливає на стабільність і стійкість автомобіля при прямолінійному русі. Різниця величин кутів поперечного нахилу правої та лівої осей може призводити до відведення автомобіля у бік з великим нахилом. Цей ефект може виявлятися і за відповідністю нормальним значенням інших кутів установки коліс.
Кут поздовжнього нахилу осі повороту колеса
Поздовжній кут нахилу осі повороту Поздовжній кут нахилу осі повороту (англ. caster) -кут між віссю повороту колеса та перпендикуляром до опорної поверхні в поздовжній площині автомобіля. Розрізняють позитивний та негативний кути поздовжнього нахилу осі повороту колеса.
Позитивний caster сприяє виникненню додаткової динамічної стабілізації автомобіля під час руху на середній та високої швидкості. При цьому погіршується обертання на малій швидкості.
Плечо обкатки
Крім перерахованих вище параметрів, для передньої осі має велике значення ще одна характеристика - плече обкатки. Це відстань між точкою, утвореною перетином осі симетрії колеса та опорної поверхні, і точкою перетину лінії поперечного нахилу осі повороту та опорної поверхні. Плечо обкатки позитивне, якщо точка перетину поверхні та вісь повороту колеса лежать праворуч від осі симетрії колеса (нульового плеча), і негативне, якщо знаходиться ліворуч від нього. Якщо ці точки збігаються, то плече обкатки нульове.
Значення плеча обкатки Цей параметрвпливає на стабілізацію та поворотність колеса. Оптимальним значенням для сучасних автомобілівє нульове чи позитивне плече обкатки. Знак плеча обкатки визначається розвалом, поперечним нахиломосі повороту колеса та вильотом колісного диска.
Автовиробники не рекомендують встановлювати колісні дискиіз нестандартним вильотом, т.к. це може спричинити зміну заданого плеча обкатки на негативне значення. Це може серйозно вплинути на стійкість та керованість автомобіля.
Зміна значень кутів установки коліс та їх регулювання
Кути установки коліс схильні до змін внаслідок природного зносу деталей, а також після їх заміни на нові. Всі без винятку рульові тяги та наконечники мають різьбове з'єднання, яке дозволяє збільшити або зменшити їхню довжину для регулювання величин кутів сходження коліс. Сходження задніх коліс, Так само як і передніх, регулюється на всіх типах підвісок, за винятком задньої залежної балки або мосту.
