Что такое Развал колёс (положительный отрицательный, нулевой)

Передние колеса автомобиля устанавливаются так, что их верхние части наклонены наружу или вовнутрь (это можно отчетливо видеть, если смотреть на колеса спереди). Это называется «развалом” и измеряется в градусах наклона от вертикали. Когда вершина колеса наклонена наружу, это называется «положительным развалом». И наоборот, наклон вовнутрь называется «отрицательным развалом”.

НАЗНАЧЕНИЕ РАЗВАЛА

На автомобилях ранних выпусков колеса имели положительный развал для увеличения долговечности передней оси и для обеспечения контакта шины с поверхностью дороги под прямым углом, чтобы исключить неравномерный износ шин на дорогах, где середина дороги расположена выше, чем края.

На современных автомобилях подвеска и оси прочнее, чем на прежних и поверхность дороги более ровная, поэтому нет необходимости в положительном развале. Как результат, шины устанавливаются ближе к нулевому развалу (а некоторые автомобили имеют нулевой развал). Некоторые модели автомобилей имеют даже отрицательный развал для улучшения характеристик движения на поворотах.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ РАЗВАЛ

Положительный развал

Назначениями положительного развала являются:

1. Уменьшение вертикальной нагрузки

Если бы развал был нулевым, нагрузка на цапфу прилагалась бы в точке пересечения оси шины и цапфы, что обозначено F’ на рисунке ниже. Это способствовало бы изгибу цапфы колеса или поворотного кулака. Придавая колесу положительный развал, добиваются такого приложения нагрузки F, показанной на рисунке, к внутренней стороне цапфы, которое уменьшает усилие, действующее на цапфу и поворотный кулак.

2. Предотвращение соскальзывания колеса с цапфы

Реактивная сила F, которая по величине равна нагрузке на автомобиль, прилагается к колесу перпендикулярно дороге. F раскладывается на силу F,, перпендикулярную оси цапфы, и силу F₂, параллельную оси цапфы. F₂ воздействует на колесо в направлении вовнутрь, помогая предотвратить соскальзывание колеса с цапфы. Внутренний подшипник колеса имеет больший диаметр, чем наружный для восприятия этой нагрузки.

3. Исключение нежелательного отрицательного развала, вызываемого нагрузкой

Когда к автомобилю приложена нагрузка, вершины колес стремятся наклониться вовнутрь из-за деформации элементов подвески и втулок. Положительный развал также помогает предотвратить это явление.

4. Снижение усилия поворота

Это подробно рассмотрено в разделе о поперечном наклоне оси поворота

НУЛЕВОЙ РАЗВАЛ

Главной причиной применения нулевого развала является то, что он предотвращает неравномерный износ шин.

Если колеса имеют положительный развал, внешняя сторона шин движется по меньшему радиусу, чем внутренняя. Однако, поскольку скорость вращения шин одинакова с внешней и внутренней сторон, внешняя сторона шины должна проскальзывать по поверхности дороги, чтобы «сравняться» с внутренней стороной. Это вызывает ускоренный износ внешней стороны шины. В случае отрицательного развала имеет место противоположное явление, когда быстрее изнашивается внутренняя сторона шины.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ РАЗВАЛ

Отрицательный развал

Когда к шине, имеющей развал, приложена вертикальная нагрузка, шина будет стремиться сдвинуться вниз. Однако, поскольку она упирается в поверхность дороги, протектор будет деформироваться, как показано на рисунке ниже. В то же время, упругость шины препятствует этой деформации и, следовательно, действует на поверхность дороги в направлении (А). В результате реакции в направлении А шина кренится в направлении В. Сила, действующая в направлении (В), называется «осевым усилием, зависящим от развала”. Осевое усилие, зависящее от развала, возрастает с увеличением наклона шины относительно поверхности дороги (развал относительно дороги), а также с увеличением нагрузки.

При повороте автомобиля осевое усилие на внешних шинах, зависящее от развала, действует так, чтобы уменьшить усилие поворота, обусловленное увеличением положительного развала. Центробежная сила, взаимодействуя с пружинами подвески, наклоняет поворачивающий автомобиль, изменяя при этом развал. На некоторых моделях автомобилей используются преимущества этого эффекта и вводится незначительный отрицательный развал при прямолинейном движении с тем, чтобы уменьшить положительный развал при повороте, снижая осевое усилие, зависящее от развала, и обеспечивая достаточное усилие поворота.

 

Углы установки колес автомобиля. На что влияют и для чего нужны

От правильной регулировки колес зависят многие факторы: управляемость, срок службы покрышек, расход топлива. Давайте разберемся в них — на что влияют и для чего нужны.

Для чего нужны?

К рекомендациям фирм-производителей по установке колес следует относиться с полной ответственностью. Для каждой модели рекомендации различны. Эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин. Периодически при эксплуатации авто (через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на машине были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов это необходимо делать сразу. Следует помнить, что регулировка углов управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления.

Максимальный угол поворота

Характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо машины при полностью вывернутом руле. Чем меньше он, тем больше точность и плавность управления. Ведь для поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем.

Не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус разворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет тяжело. Приходится производителям искать «золотую середину», маневрируя между большим радиусом поворота и точностью управления.

Плечо обката

Это кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении — ось вращения смещается наружу колеса, а при положительном — внутрь.

Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. На практике, из-за конструкции машины, сделать это сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при прохождении поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению.

Для борьбы с положительным плечом обката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал. Это хоть и уменьшало плечо обката, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.

Угол кастера

Отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если просто, то он заставляет машину ехать прямо при отпущенном руле.

Т.е. если убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если на авто действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.

Главная функция кастера — наклон колес в сторону поворота руля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит на управляемость. Если машина двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение.

При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. Чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо тоже наклоняется в сторону поворота. Но нужно знать меру, ведь при большом кастере, колесо будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

Поперечный наклон оси

Отвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от «нейтрали» передок начинает подниматься. А т.к. весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката.

Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких «недугов» как положительный развал и плечо обката.

Во многих автомобилях применяется подвеска типа «МакФерсон». Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката. Ведь ось поворота состоит из опоры одного единственного рычага, которой можно поместить внутрь колеса. Эта подвеска не совершенна, ведь сделать угол наклона оси маленьким практически невозможно. В повороте он наклоняет внешнее колесо под невыгодным углом (как у положительного развала), а внутреннее колесо одновременно наклоняется в противоположную сторону.

В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. Т.к. на внешнее колесо в повороте приходится основная нагрузка, вся ось сильно теряет в сцеплении. Это, конечно, можно частично компенсировать кастером и развалом. Тогда сцепление внешнего колеса будет хорошим, а у внутреннего — практически исчезнет.

Схождение колес

Существует два вида схождения: положительное и отрицательное. Определить просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди машины, то схождение положительное, а если сзади — отрицательное.

Если положительное схождение, то авто легче заходит в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость, при прямолинейном движении будет более устойчивым. Если отрицательное схождение — то авто едет неадекватно, рыскает из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.

Развал колес

Бывает отрицательным и положительным.

Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь — это отрицательный развал. Если будут отклоняться наружу — положительный. Развал необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. На серийных машинах делают нулевой или немного положительный развал. Если нужна хорошая управляемость — его делают отрицательным.

Регулировка задних колёс

На многих машинах не производиться регулировка углов задних колёс. Например, на переднеприводных машинах ВАЗ, где сзади установлена жёсткая балка. Нарушения могут быть только при серьезной аварии, когда погнётся задняя балка. Также не регулируются задние углы на внедорожниках с жестким мостом. На многих иномарках стоит многорычажная подвеска сзади. Значит, можно регулировать схождение и развал задних колёс.

Делать это нужно обязательно после удара об бордюр или аварии. Потому что любая машина очень чувствительна к изменению угла схождения задних колёс. Если он будет отрицательным, то автомобиль при прохождении поворота будет постоянно заносить. Если положительный — тоже плохо, у машины проявиться недостаточная поворачиваемость. В повороте машине будет стремиться ехать прямо.

Что делать сначала?

Сначала регулируются углы установки задних колёс (есть возможно), а только потом — передних. Сначала выставляют кастер, потом — развал и последним (обязательно) — схождение. Также нужно следить, чтобы рулевое колесо стояло прямо. Для этого используют специальные приспособления для его фиксации.

Также отметим, что применение спортивных настроек скажется отрицательно на комфорте. Если сделать кастер слишком большим или большой отрицательный развал — увеличиться усилие на руле. Но это лучший способ изменить поведение машины на более спортивное.

Схождение и развал колес — Энциклопедия журнала «За рулем»

Регулировки кастора, схождения и развала колес
О регулировках кастора, схождения и развала колес заднеприводного ВАЗ подручными средствами
Схождение и развал колес подробно
Для повышения устойчивости автомобиля при движении, легкости управления и снижения износа шин служат углы установки передних управляемых колес. К таким углам относятся: схождение и развал колес, продольный и поперечный наклон геометрической оси поворота (кастер, или, устаревшее, кастор) управляемого колеса.

Схождение (а) и развал (б) колес

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

зачем он нужен, преимущества и недостатки

В процессе использования любого авто, вне зависимости от модели, все преимущества ходовой части со временем теряются и угасают. Причина не только во времени, но и в неверно выполненном непрофессиональном ремонте ходовой части. Если в процессе ремонта вносились изменения в подвеску, задевались резьбовые соединения, то это приводит к нарушению углов установки колес. Ощутит эти даже незначительные изменения водитель автомобиля сразу же. Машину будет тянуть влево или вправо, входить в поворот станет труднее, ухудшится сцепление с дорогой и общая управляемость. Сейчас многие делают отрицательный развал колес. Давайте посмотрим, как это может влиять на качество вождения.

Общая информация

Прежде чем перейти непосредственно к преимуществам и недостаткам, необходимо вначале разобраться, что же это за углы и какими они могут быть.

Итак, развал – это расположение колес автомобиля под углом к дороге. Развал-схождение влияет на уровень управляемости, на безопасность и на то, как быстро резина придет в негодность. Сейчас существует масса моделей авто, и для каждой имеется свой оптимальный угол схождения и развала. Существует три вида. Это нулевой угол, положительный и отрицательный развал.

Колесо автомобиля будет в нулевом развале, если оно находится перпендикулярно к дорожному полотну. Если верхняя часть колеса направлена внутрь кузова, тогда развал считается отрицательным. Если верхняя часть колеса смотрит от кузова, тогда это положительный развал.

В процессе движения на автомобиле углы установки колес находятся под постоянным напряжением. Со временем даже правильно и профессионально выставленные параметры могут меняться в одну или другую сторону.

Если углы оптимальные, то автомобиль будет более маневренным и устойчивым. Нужно внимательно следить за этим. Даже если развал будет меньше или больше на два градуса от оптимального, это может серьезно повлиять на управляемость, устойчивость и длительность срока эксплуатации резины.

Развал в минус

Казалось бы, зачем уходить от рекомендаций производителя и устанавливать отрицательный развал, если управляемость будет меняться, и не факт, что в лучшую сторону? На самом деле управляемость немного улучшается – появляется возможность с легкостью входить в поворот даже на высокой скорости. Кроме того, можно избежать заноса и опрокидывания. Чаще всего к такой модификации прибегают водители спортивных автомобилей. Для гражданской езды такой тюнинг бесполезен – в городе другие скорости.

Дрифт

Особенно актуален такой угол установки колес для дрифта. Машина лучше цепляется за дорогу. Для любителей дрифта развал должен составлять от -0,5 до -5,5 градусов.

Также оптимальным можно считать развал в минусе для участников кольцевых гонок. При этом отрицательное значение угла развала передней оси должно быть больше, чем задней. Так обеспечивается лучшее сцепление с дорогой, более резкое и чуткое управление.

Почему это важно?

Когда автомобиль входит в поворот на высокой скорости, кузов кренится. Именно в данный момент на колесо оказывается большая нагрузка, и оно может легко уйти уже в положительный развал. Вместе с этим есть риск, что колесо потеряет сцепление с дорогой. Если развал в минусе, к примеру, в -2,0 или немного выше, то крены уже не так сильно влияют. Машина уверенней войдет даже в крутой поворот.

Модные тенденции

Разваливают колеса в минус не только для спорта. В городах можно видеть заниженные авто с очень сильно заваленными колесами. Этот стиль называют Stance. Он подразумевает широкие диски и очень низкую посадку.

Диски могут даже не помещаться в колесной арке. Поэтому и нужен такой развал. Нужно сказать, что, в отличие от спорта, здесь такой подход никакой практической ценности не несет. Это просто дань моде.

Недостатки

Мы рассмотрели, что дает отрицательный развал. А теперь нужно поговорить о недостатках. Если нет спортивных амбиций, тогда лучше отказаться от такого тюнинга.

Один из серьезных минусов – это повышенный износ внутренней части покрышки. Если нужно быстро разогнаться или затормозить, то эффективность и разгона, и торможения будет снижена – площадь контакт колеса с дорогой уменьшилась. И, наконец, при движении по плохим дорогам машина может уйти в сторону.

Самое неприятное – это износ шин. Это случится, если отрицательный развал более 1 градуса. Чем выше будет этот угол, тем быстрее износится резина. Гонщики могут позволить себе менять резину даже после нескольких кругов. Обычному водителю это часто не по карману.

Как сделать развал в минус?

Прежде чем начать регулировки, следует знать, подойдет ли такой развал для автомобиля и будет ли в допуске поперечная, а также вертикальная устойчивость автомобиля. Конечно, при необходимости эти показатели можно увеличить.

Чтобы повысить уровень устойчивости, в переднюю подвеску устанавливают стабилизатор. Для повышения вертикальной устойчивости меняют пружины на более жесткие. Чтобы снизить риск заноса при скоростном повороте, заднюю подвеску занижают. Тогда машина будет прижиматься к внешней стороне колеса, и ее не занесет.

Для регулировки отрицательного развала передних колес необходимо приобрести специальные регулировочные развальные пластины. Покупая пластину, следует отталкиваться от необходимого угла. Пластины бывают разные.

Алгоритм регулировки

Машину ставят на ровную и твердую поверхность. Затем кузов поднимают домкратом и демонтируют колесо. Далее снимают тормозной барабан, колодки, ступицу. Теперь можно закрепить развальную пластинку и установить все элементы обратно. Затем то же самое проделывают и с другим колесом.

На самом деле процесс несложный, и нет нужды посещать стенд развал-схождения – это будет пустой тратой. Если подобрать пластины правильно, то улучшения будут видны сразу же.

Задние колеса

Если разваливать и задние колеса, то можно добиться еще более лучшей управляемости. Но стоить это будет достаточно дорого – придется чаще менять все четыре колеса. На некоторых моделях авто производители сами рекомендуют делать отрицательный развал задних колес. Особенно это актуально, если машина заднеприводная.

Где делать этот тюнинг?

Лучше и проще всего посетить стенд развал-схождения. Это программно-аппаратный комплекс, который уже знает все необходимые углы для большинства автомобилей. С помощью датчиков, что будут устанавливаться на колеса, система определит текущие углы, а на базе этой информации можно будет уже выставлять нужные отрицательные углы. В большинстве сервисов специалисты готовы сделать развал любого типа.

Отрицательный параметр – это не всегда интенсивный износ покрышек. Например, инженеры «АвтоВАЗа» и вовсе рекомендуют для «Лады Гранты» делать сзади развал в -2 градуса. Инженеры утверждают, что износ покрышек будет в норме. При этом это даст хороший эффект в плане управляемости. Для гражданских авто развал до -2,5 градусов будет только преимуществом – водитель не разорится на покрышках.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет отрицательный развал колес автомобиля. Для чего это нужно? Это тюнинг для спорта, а также для красоты. Для гражданской езды по обычным дорогам такой развал в большинстве случаев не нужен — машина будет хорошо ездить и с заводскими параметрами. Но если очень хочется, то особого вреда не будет, а изменения будут заметны практически сразу (пускай и небольшие).