Береги резину и себя: что такое развал-схождение, и почему за ним стоит следить
«Нужно сделать развал-схождение» – именно такими словами часто заканчивают свою работу мастера после ремонта передней подвески. Это и вправду неотъемлемый процесс, хоть бы и пришлось заменить только наконечники рулевых тяг. На самом деле под «развалом-схождением» подразумевают проверку и регулировку углов установки управляемых колес, а иногда и колес задней оси. Сегодня мы рассмотрим, какие же углы установки существуют, и на что они влияют, и приведем пример регулировки оных на Nissan Navara.
Что такое углы установки колес
М ы будем рассматривать все, о чем говорим, на примере передних колес, так как они являются управляемыми – а значит, движутся в нескольких плоскостях. В движении самое главное для колеса – оставаться в строго вертикальной плоскости вне зависимости от положения относительно кузова. Это самое важное условие для сохранения идеального пятна контакта шины с дорогой. Но подвеска не идеальна, потому колесо, перемещаясь относительно кузова, то и дело отклоняется от вертикали. А если учесть, что оно еще и поворачивается относительно горизонтальной плоскости, то ни о каком сохранении постоянства пятна контакта в принципе говорить не стоит.
Единственное, что можно сделать – хотя бы минимизировать отклонения и их влияние на управляемость автомобиля. Благодаря углам установки можно добиться либо паровозной уверенности движения автомобиля даже в поворотах, либо отличной управляемости, принеся при этом в жертву стабильность.
Стоит помнить, что обычный гражданский легковой автомобиль – это набор компромиссов, и геометрические данные установки колес в этом смысле не исключение. Потому все параметры должны быть сбалансированы в первую очередь в угоду безопасности управления. Мастера применяют понятие «развал-схождение», потому с этих параметров и начнем.
Какие бывают углы
Первый угол – относительно продольной вертикальной оси колеса: это развал (по-английски – camber). Проще говоря, это когда верхняя часть колеса немного завалена внутрь или наружу от автомобиля. В первом случае говорят, что угол развала отрицательный, во втором – что положительный.
Этот параметр нужен и важен по нескольким причинам. Одна из них – это снижение нагрузки на ступичный подшипник. Еще теоретики говорят, что развал необходим для компенсации изменения положения колеса относительно кузова в процессе его «отработки» по неровностям и в поворотах. И если подвеска настолько шикарна, что позволяет оставаться колесу в вертикальной плоскости вне зависимости от его расположения относительно кузова, то этот угол может быть минимальным.
Если это типичный МакФерсон, и он имеет характерную для него кинематику, то развал может быть немного отрицательным. Кстати, большой отрицательный угол развала можно наблюдать у гоночных автомобилей. Обусловлено это тем, что при крене машины в повороте колесо стремится к положительному развалу с последующей потерей в площади пятна контакта. Но чрезмерный отрицательный развал приводит к значительному износу шин – для спорта это не так значительно, там куда более важен быстрый прогрев резины, и большой развал справляется с этой задачей.
Регулировка камбера, если она предусмотрена, осуществляется изменением положения нижнего рычага с помощью эксцентриковых болтов, подкладыванием шайб под ось верхнего рычага (в случае с вазовской Нивой) или изменением расположения поворотного кулака относительно амортизаторной стойки (если это МакФерсон) – тоже, к слову, эксцентриковыми болтами. В последнее время данный параметр для легковых автомобилей чаще закладывается в конструкцию подвески и регулировке не подлежит – тогда лишь остается проверить, правильный он или нет. Нарушение в регулировке развала проявляется чрезмерным износом наружной или внутренней части протектора в зависимости от знака перед цифрами характеристики.
Второй параметр – схождение, которое также бывает положительным и отрицательным. Схождение – это показатель параллельности колес при виде сверху, когда машина движется вперед. Если оно положительное, то расстояние между передними кромками колес меньше, чем между задними – колеса как бы смотрят друг на друга, «сходясь». Если отрицательное – то колеса, наоборот, «разъезжаются».
Несмотря на простоту регулировки, схождение – один из самых важных параметров подвески, непосредственно влияющих на управляемость автомобиля. Кроме того, схождение необходимо для компенсации эластичных свойств упругих элементов подвески – сайлентблоков.
Кстати, раньше бытовало мнение, что схождение необходимо для компенсации развала колес. Мол, колесо завалено наружу, пятно контакта смещено туда же, а значит силы, действующие на него, будут работать под углом к продольной оси автомобиля – и чтобы от этого избавиться, внедрили схождение. Если продолжить эту мысль, то в случае отрицательного развала колеса, видимо, придется развести – сделать схождение отрицательным? Но как в таком случае объяснить факт того, что в современных переднеприводных автомобилях развал может быть отрицательным, а схождение или нулевым, или положительным? Неувязочка?
Нет! Просто с давних времен схождение и развал воспринимали, как жестко связанные между собой параметры, хотя на практике это совсем не так. Выше было сказано, что схождение влияет на управляемость, и если схождение положительное, то подвеска склонна к самостабилизации при движении по неровностям. Если же схождение отрицательное, то автомобиль тяжелей «отловить», но его реакции на руление будут более четкими.
Углубляться в теорию не будем – просто запомните: неправильная регулировка или ее отсутствие могут привести как минимум к повышенному расходу топлива и быстрому износу шин, а как максимум – к тому, что вам придется «ловить» автомобиль по всей дороге, искренне недоумевая, что вы сделали не так.
Схождение задних колес также влияет на управляемость автомобиля, но не настолько существенно, как в случае с управляемыми колесами. Регулируется схождение у всех одинаково – изменением длины рулевых тяг за счет наконечников. На примере ниже все будет показано весьма подробно.
Третий параметр – продольный угол наклона оси поворота колеса, он же кастер или кастор (от английского «caster»). Положительный кастор означает, что эта ось «завалена» назад – это хорошо видно на автомобилях с передней подвеской МакФерсон. В этом случае осью поворота является вся стойка и, глядя на нее, можно заметить, что она находится под определенным углом к вертикальной оси.
Необходимо это для стабилизации управляемых колес на скорости – грубо говоря, чтобы можно было ехать по прямой, не держась за руль. На практике это проверять не стоит, примите на веру – колеса действительно стабилизируются. Приведем избитый пример о наклонной вилке переднего колеса велосипеда или мотоцикла. Именно благодаря этому наклону мы в детстве, гоняя на велике, могли управлять им без рук – отклоняясь в ту или иную сторону.
Заигрываться с этим углом нельзя, так как его увеличение способствует возрастанию крена автомобиля – в повороте наружное колесо уходит немного вверх относительно кузова, внутреннее – соответственно, вниз. На данный момент большинство современных легковушек лишено возможности регулировки описываемого параметра – все заложено конструктивно. Но на некоторых внедорожниках (например, Hyundai Terracan), имеющих спереди двухрычажку, это можно было сделать с помощью прокладок под верхний рычаг подвески. На износ шин нарушение в установке почти не влияет, а вот на управляемость – непосредственно. Двигаясь по прямой и ощущая увод автомобиля, в первую очередь обратите внимание именно на угол продольного наклона оси поворота.
Четвертый, и последний из интересующих нас параметров – это поперечный угол наклона оси поворота. Необходим он для самовыравнивания колес при небольших скоростях, когда продольный угол наклона еще не работает. Благодаря этому параметру при повороте оба колеса немного опускаются относительно кузова, и если автомобиль стоит на поверхности, то его передняя часть приподнимется, дополнительно нагружая элементы подвески и рулевого механизма. Потому, как только вы тронетесь с места, под действием массы автомобиля передние колеса будут стремиться занять исходное прямолинейное движение. Работу этого угла можно наблюдать воочию, сидя в машине и вращая рулевое колесо от упора до упора – передок будет то опускаться, то приподниматься. Заложен этот угол конструктивно и регулировке не подлежит.
Существует еще ряд геометрических параметров подвески и колес автомобиля, но рассматривая их, пришлось бы углубиться в теорию автомобиля, что превратило бы эту статью в нудное цитирование научных работ.
От теории – к практике
На автомобиле после «проезда по неровностям» на печально высокой скорости решили заменить наконечник рулевой тяги: «от греха подальше», как сказал хозяин. Как мы уже выяснили, после почти любых манипуляций с подвеской необходимо проверять углы установки колес. Для этого существуют специальные стенды, суть работы которых одинакова, а вот принцип измерения – различный. На нашей сегодняшней станции используется 3D стенд с камерами и мишенями.
Если камер нет, на колеса навешивают датчики с ИК-связью. Самый простой вариант – с кордовыми датчиками, когда сигналы от них передаются по проводам. Но вернемся к Navara и его углам.
Учитывая высокотехнологичный стенд, справиться с регулировкой сможет и ребенок – предварительно подготовленный, конечно. Сначала на все колеса мы повесили специальные мишени, включили в компьютере стенда начало процесса измерения и выбрали модель. Откатив автомобиль немного назад, прокатили его вперед до установки передних колес на поворотные датчики и зафиксировали педаль тормоза в нажатом положении с помощью специального приспособления.
Все это время компьютер подсказывал мастеру, какие действия и в какой последовательности необходимо выполнять: «Откатите автомобиль назад, прокатите вперед, проверните рулевое колесо до упора влево…» и так далее. Затем на экране появились параметры углов установки колес: зеленый цвет – угол в пределах допустимого; красный – необходима регулировка.
Современный уровень технического совершенства позволяет сделать так, что данные на экран выводятся в реальном времени. Мастеру оставалось только отвернуть стопорную гайку наконечника и, вращая рулевую тягу и глядя на экран, отрегулировать расположение колеса.
Однако так или иначе один параметр может повлиять на другой, а потому, регулируя схождение, можно «увести» в красную зону, например, продольный угол наклона, как произошло в нашем случае. По сути, сегодня именно в этом и заключается филигранность работы мастера: отрегулировать что-то одно так, чтобы не нарушить другое. Стенд же поможет во всем остальном, вплоть до того, в какую сторону необходимо вращать рулевую тягу, чтобы увеличить или уменьшить схождение. Если вам, например, нужно отрегулировать продольный угол – пожалуйста, на экране скажут, на какой угол необходимо провернуть эксцентриковый болт, или же сколько шайб подложить под верхний рычаг, если необходимо отрегулировать развал.
Однако после регулировки даже на таком современном стенде на Наваре выполнили тестовый заезд, чтобы убедиться в нормальном поведении машины на дороге.
Подводя итоги
Подытоживая проделанную работу, хочется в очередной раз сказать, что в автомобиле нет неважных параметров, и если есть указания по обслуживанию, то их необходимо соблюдать. Наглядным примером тому служат как раз углы установки колес, изменение которых даже на минуты, а не градусы, может привести к кардинальной перемене в характере управляемости автомобиля. А это не только сохраненная резина, но и, возможно, чья-то жизнь. Потому тщательно выбирайте станции, на которых собираетесь делать «развал-схождение», и продолжайте совершенствовать себя в познании своего автомобиля.
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»