Призначення та види кутів установки коліс автомобіля

З метою забезпечення ефективної та безпечної експлуатації для кожного автомобіля виробником розраховані кути установки коліс.

Геометрія підвіски та коліс уточнюється та вивіряється при ходових випробуваннях.

Призначення кутів установки коліс

Задане виробником просторове положення колес забезпечує:

• Адекватну реакцію коліс та підвіски на зусилля та навантаження, що виникають у всіх режимах руху.
• Хорошу та передбачувану керованість машини, безпечне виконання складних та швидкісних маневрів.
• Низький опір руху, рівномірність зносу протекторів.
• Висока паливна економічність, зниження експлуатаційних витрат.

Види основних кутів установки

Найменування	Вісь автомобіля	Можливість регулювання	Що залежить від параметра
кут розвалу	Передня	Так, крім нерозрізних провідних мостів та залежних підвісок.	Стійкість у поворотах та рівномірність зносу протектора
	Задня	Так, у багатоважільних пристроях.
Кут сходження	Передня	Так, у всіх конструкціях.	Прямолінійність траєкторії, рівномірність зношування шин.
	Задня	Регулюється тільки в багатоважільних конструкціях, що підрулюють.
Поперечний кут нахилу осі повороту	Передня	Регулювання не передбачено.	Поперечна стабільність у поворотах.
Поздовжній кут нахилу осі повороту	Передня	Залежно від конструкції.	Полегшує вихід із повороту, підтримує прямолінійність руху
Плечо обкатки	Передня	Чи не регулюється.	Підтримує напрямок при рівномірному переміщенні та при гальмуванні.

розвал

Кут між середньою площиною колеса та вертикальною площиною. Може бути нейтральним, позитивним та негативним.

• Позитивний розвал – середня площина колеса відхиляється назовні.
• Негативний - колесо нахилено до кузова.

Розвал має бути симетричним, кути нахилу коліс однієї осі повинні бути однакові, інакше машину тягтиме у бік більшого розвалу.

Створюється положенням цапфи півосі та маточини, в незалежних підвісках важелів регулюється положенням поперечних важелів. У конструкціях типу MacPherson розвал визначається взаємним положенням нижнього важеля та стійки-амортизатора.

У застарілих підвісках шкворневого типу та в нерозрізних мостах класичних позашляховиків розвал не регулюється та заданий конструкцією поворотних кулаків.

Нейтральний (нульовий) розвал у ходовій частині легкових автомобілів практично не зустрічається.

Підвіски з негативним розвалом коліс поширені в конструкціях спортивних та гоночних машин, для яких важлива стійкість у швидкісних віражах.

Відхилення позитивного кута розвалу від передбаченої виробником величини в будь-якому випадку тягне за собою негативні наслідки:

• Збільшення розвалу викликає нестійкість машини на віражах, призводить до збільшення тертя шин про дорожнє покриття і швидкого зносу протекторів із зовнішнього боку.
• Зменшення розвалу призводить до нестабільності автомобіля, що змушує водія постійно підрулювати. Знижує опір коченню, але призводить до підвищеного зносу внутрішніх сторін шин.

сходження

Кут між поздовжньою віссю машини та площиною обертання колеса.

Площини обертання коліс сходяться назустріч один одному і перетинаються попереду автомобіля - сходження позитивне.

В експлуатаційній документації величина сходження може вказуватися в кутових градусах або міліметрах. У цьому випадку сходження визначається як різниця відстаней між ободами дисків у крайніх передніх та задніх точках на висоті осі обертання, і обчислюється як середня величина за результатами двох-трьох вимірів при перекочуванні машини по рівній поверхні. Перед проведенням вимірювань необхідно переконатися у відсутності бічного биття дисків.

На віражах передні колеса рухаються кривими різного радіусу, тому вкрай важливо, щоб їх індивідуальні сходження були рівні і сума не перевищувала величин і допусків, встановлених виробником.

Незалежно від типу підвіски, керовані колеса легкових автомобілів мають позитивне сходження і симетрично розгорнуті всередину по відношенню до напрямку руху вперед.

Негативне сходження одного або обох коліс не допускається.

Відхилення сходження від встановленої величини ускладнюють керування автомобілем та утримання його на траєкторії при швидкісних маневрах. Крім того:

• Зменшення сходження знижує опір коченню, але погіршує зчеплення із дорожнім покриттям.
• Збільшення сходження призводить до підвищеного бокового тертя та прискореного нерівномірного стирання протекторів.

Поперечний кут нахилу осі повороту

Кут між вертикальною площиною та віссю повороту колеса.

Осі повороту керованих коліс мають бути спрямовані всередину машини. При повороті зовнішнє колесо прагне підняти кузов, а внутрішнє опустити. В результаті в підвісці виникають зусилля, що протидіють крену кузова та полегшують повернення вузлів підвіски в нейтральне положення.

Поперечний нахил осей повороту зафіксований кріпленням поворотного кулака до елементів підвіски і може змінитися тільки після екстремального впливу, наприклад, при занесення з боковим ударом об бордюр.

Різниця кутів поперечного нахилів осей викликає постійне відведення автомобіля від прямої траєкторії, змушуючи водія безперервно і напружено підрулювати.

Кут поздовжнього нахилу осі повороту

Розташований у поздовжній площині і утворюється вертикальної прямої та прямої, що проходить через центри повороту колеса.

Лінія центрів повороту в підвісці важеля проходить через кульові опори важелів, в конструкціях типу «MacPherson» через верхній і нижній вузли кріплення стійки-амортизатора, в залежній балці або нерозрізному мосту - по осях шворнів.

Іноді цей показник називають "кастор".

Довідка. В інтерфейсі комп'ютерного стенду перевірки сходу-розвалу написано російською «кастор».

Значення параметра може бути:

• Позитивним, вісь повороту колеса спрямована щодо вертикалі "назад".
• Негативним, вісь повороту спрямована "вперед".

У легкових автомобілях виробництва СРСР і Росії іномарках, що продаються на території РФ, кастор негативного значення не зустрічається.

При позитивних значеннях кута поздовжнього нахилу точка контакту колеса з поверхнею знаходиться позаду осі повороту. Бічні зусилля, що виникають у русі при повороті колеса, прагнуть повернути його у вихідне положення.

Позитивний кастор позитивно впливає на розвал коліс у поворотах та забезпечує вирівнюючі та стабілізуючі зусилля. Чим більше значення кастору, тим вище обидва ефекти.

До недоліків підвісок з позитивним кастором відносять великі зусилля, необхідні повороту керма нерухомого автомобіля.

Причиною зміни кастору може бути лобове зіткнення колеса з перешкодою, потрапляння автомобіля однією стороною в яму або вибоїну, зменшення дорожнього просвіту внаслідок просадки зношених пружин.

Плечо обкату

Відстань між площиною обертання керованого колеса та віссю його повороту, виміряна на опорній поверхні.

Безпосередньо впливає на керованість та стійкість у русі.

Плечо обкату — радіус, яким колесо «обкатується» навколо осі повороту. Може бути нульовим, позитивним (спрямованим «назовні») та негативним (спрямованим «всередину»).

Важельні та залежні підвіски конструюються з позитивним плечем обкату. Це дозволяє розмістити всередині диска колеса гальмівний механізм, шарніри важелів та кермових тяг.

Переваги конструкцій з позитивним плечем обкату:

• Колесо виноситься назовні, звільняючи місце у підкапотному просторі;
• Зменшуються зусилля на кермі під час паркування, оскільки колесо котиться навколо осі повороту, а не провертається на місці.

Недоліки конструкцій з позитивним плечем обкату: при наїзді одного з коліс на перешкоду, відмові гальм одного борту або проби колеса кермо вириває з рук водія, пошкоджуються деталі кермової трапеції, при великій швидкості машина йде в занос.

Зменшити ймовірність небезпечних ситуацій дозволяють конструкції типу MacPherson, з нульовим або негативним плечем обкату.

При підборі незаводських дисків необхідно враховувати параметри, рекомендовані виробником насамперед виліт. Установка широких дисків зі збільшеним вильотом змінить плече обкату, що позначиться на керованості та безпеці машини.

Зміна значень кутів установки та їх регулювання

Положення коліс щодо кузова змінюється в міру зношування деталей підвіски, і потребує відновлення після заміни кульових шарнірів, сайлентблоків, рульових тяг, стійок і пружин.

Діагностику та регулювання геометрії ходової частини рекомендується поєднувати з регулярним ТО, не чекаючи, поки несправності самі «вилізуть назовні».

Сходження виставляють, змінюючи довжину кермових тяг. Розвал - додаванням та зняттям регулювальних шайб, обертанням ексцентриків або "розвальних" болтів.

Регулювання кастору зустрічається в рідкісних конструкціях і зводиться до зняття або встановлення регулювальних прокладок різної товщини.

Для відновлення параметрів, заданих конструктивно і, можливо, що змінилися внаслідок аварії або ДТП, може знадобитися повне розбирання підвіски з обміром та дефектуванням кожного вузла та деталі та перевірка основних опорних точок кузова автомобіля.