Регулировка кастера, развала и схождения
Большинство вспоминает об этой процедуре, когда автомобиль начинает «подъедать» шины или в момент замены деталей, отвечающих за геометрию шасси. Что греха таить: после определенного пробега мы нередко перестаем внимательно присматриваться и принюхиваться к любимому детищу, пуская многое на самотек. В автомобиле, однако, все взаимосвязано: давно забытый дефект вдруг проявляется возросшим расходом топлива или некой своенравностью машины, мешающей нормально управлять.
Показалось небезынтересным поэкспериментировать именно для того, чтобы уяснить, как влияют регулировки колес на поведение автомобиля. Для тестов выбрали «Самару» ВАЗ-2114 — большинство современных иномарок не обременяет владельца диапазоном и выбором регулировок. Там все параметры заложены заводом-изготовителем и повлиять на них без конструктивных переделок достаточно сложно. Так что для наших изысканий российский автомобиль оказался предпочтительнее.
Вот он — новенький ВАЗ-2114, только что прошедший предпродажную подготовку. Короткое путешествие на Дмитровский автополигон выявляет неожиданно «легкий» руль и при этом довольно-таки бесхарактерное поведение автомобиля на дороге. Посему первым делом — на стенд «схода-развала», дабы оценить, что же получает потребитель в магазине. Замеры несколько настораживают, хотя основные параметры находятся в поле допуска, за исключением продольного угла наклона оси поворота левого колеса (кастера). Похоже, и на заводском конвейере думают больше об износе шин, нежели о ездовых качествах машины. Что же, меняем заводские регулировки на задуманные.
Установка углов развала схождения
Применительно к передней подвеске отечественного переднеприводного автомобиля установка углов всегда начинается с регулировки кастера. Именно этот параметр, с одной стороны, служит определяющим для остальных, а с другой — в меньшей степени сказывается на износе шин и прочих нюансах, связанных с качением автомобиля. Более того, данная операция наиболее трудоемка — думается, именно поэтому о ней «забывают» на заводе. Только потом, разобравшись с продольными углами, грамотный мастер начинает регулировать развал, а затем и схождение колес.
Углы продольного наклона стоек уведены в «минус»
(Вариант 1). За что же отвечает кастер и можно ли к нему относиться столь небрежно? Ответы впереди, а пока озадачиваем оператора просьбой максимально «испортить» углы продольного наклона стоек, уведя их в «минус». Визуально мы как бы сдвигаем передние колеса назад, к брызговикам колесных ниш. Ситуация, довольно часто встречающаяся на старых и сильно «уезженных» машинах либо после установки проставок, поднимающих заднюю часть транспортного средства.
После стенда катится автомобиль гораздо лучше, чем в «заводском» варианте, однако что-то в его поведении настораживает.По отдельности все вроде бы неплохо: легкий руль, быстрые отклики на его малейшие отклонения. Однако скоро понимаешь — «Самара» стала излишне нервной и вертлявой, что особенно заметно после 80-90 км/ч. Она пугает нестабильностью откликов при входе в поворот (необязательно быстрый). Автомобиль так и норовит рыскнуть куда-то в сторону, требуя от водителя постоянного подруливания. Ситуация еще более осложняется при выполнении маневра «переставка». Тут становится очевидным, что в нештатные ситуации на этом варианте лучше не попадать — точно сработать рулевым колесом вряд ли получится. Поняв это, вновь отправляемся на регулировочный стенд.
Выставленые в «ноль» углы схождения и развала.
(Вариант 2). Казалось бы, никаких серьезных вмешательств в подвеску — просто убраны лишние шайбы, мешавшие колесам занять «правильное» положение (стойки наклонены в «плюс»), выставлены в «ноль» и углы схождения и развала.
То, что характер ВАЗ-2114 изменился, чувствуешь почти сразу по рулевому колесу, ставшему упругим и отменно информативным. Конечно, физические усилия выросли, но про них очень быстро забываешь, ощутив настоящий характер машины. Словно невидимая рука удерживает ее на полотне дороги, заставляя ехать не только четко, понятно, но и правильно. Куда-то ушли вертлявость, невнятные взаимосвязи и траекторные рыскания — «четырнадцатая» вдруг стала очень удобным в управлении автомобилем, над доводкой которого не зря поработали когда-то специалисты «Порше».
Специальные маневры только укрепляют наши первоначальные ощущения: на «переставке» ВАЗ, что называется, поехал, легко и непринужденно опередив предыдущий вариант. Честно говоря, вмешиваться в достигнутый результат уже не хочется — настолько он логичен. Но условия эксперимента обязывают.
Решаем «испортить» развал, сделав его излишне положительным
(Вариант 3). Помня о заводских «настройках», решаем «испортить» развал, сделав его излишне положительным. Увы, изменять его без коррекции схождения нежелательно, посему закладываем в схему еще и положительное схождение.
Надо признаться, на первых порах изменения в поведении машины не столь разительны. Опять «полегчал» руль, стали ленивее отклики на входе в поворот, увеличилась боковая раскачка кузова. Но никаких катастрофических ухудшений в характере — к нюансам приспосабливаешься довольно быстро. Однако стоит слегка выйти за рамки дозволенного и смоделировать экстремальную ситуацию, как «чувство локтя» мгновенно теряется. С появлением скольжений неожиданно рано осложняется попадание в заданный коридор на «переставке» и машина, казавшаяся послушной, вдруг сдается, задолго до заветных пределов. Да и поведение в быстрых поворотах выглядит не лучшим образом — доминируют сильнейшие проскальзывания передней оси.
Отрицательные углы развала и схождения
(Вариант 4). В данном случае приходится вспомнить о собственных спортивных амбициях: «уголки»-то мы закладываем соответствующие. Кругом в «минус», за исключением уже выбранного кастера. И «четырнадцатая», словно заразившись азартом эксперимента, с первых секунд общения стремится продемонстрировать собственное «я».
Казалось бы, вот он — знакомый, «тарированный» поворот, в который полчаса назад и на восьмидесяти было страшновато заезжать. А теперь, после последней регулировки машина допускает и 100, и 110 км/ч, словно подстегивая: «Давай еще, я могу, у меня получается!» И уже трудно удержаться от бесконечных провокаций; когда обычный ВАЗ вдруг поехал, словно настроенный гоночный снаряд, вызывая чувство восхищения. Конечно, вновь стало весьма весомым усилие на баранке, но в остальном — отлично! Маневр «переставка» только подтверждает это. Отсюда и лучший результат.
Какие углы развала и схождения выставлять?
Так обычные или спортивные? Ответ, какие будем делать углы, очевиден — правильные. Этим экспериментом мы лишь слегка приподняли завесу таинственности, укрывающую от рядового ездока цель и смысл регулировки углов установки колес. Оказывается, есть масса достаточно простых и при этом весьма эффективных способов менять характер автомобиля, не прибегая к дорогостоящим заменам узлов и деталей. Главное, не пренебрегать второстепенными, на первый взгляд, регулировками — зачастую они оказываются очень важными.
Но какому же из вариантов отдать предпочтение? Думаю, для большинства весьма приемлемым окажется второй. Он наиболее логичен для повседневной езды, причем как с частичной, так и с полной нагрузкой. Надо лишь учитывать, что, увеличивая продольный наклон стойки, вы не только улучшаете поведение машины, но и повышаете стабилизирующее (возвратное) усилие на руле. Посему не перестарайтесь.
Последний, наиболее «быстрый» вариант настройки больше подходит околоспортивной публике, любящей поимпровизировать с автомобилем. Отдавая предпочтение данным регулировкам, надо учитывать, что с увеличением нагрузки значения углов схождения и развала будут возрастать и могут выйти за допустимые рамки.
Угол продольного наклона (кастер) — угол между осью поворота колеса и вертикалью на виде сбоку (рис. 1). Считается положительным, если ось наклонена назад относительно направления движения.
Развал — наклон плоскости колеса к перпендикуляру, восстановленному к плоскости дороги (рис. 2). Если верхняя часть колеса наклонена наружу автомобиля, то угол развала положительный, а если внутрь — то отрицательный.
Схождение — угол между продольной осью автомобиля и плоскостью, проходящей через центр шины управляемого колеса (рис. 3). Схождение считается положительным, если плоскости вращения колес пересекаются перед автомобилем, и отрицательным, если они, наоборот, пересекаются где-то сзади.
Источник
Развал, схождение, кастор (кастер): ликбез про углы установки колес
Правильно установленные автомобильные колеса расположены не параллельно, а под определенным углом друг к другу. Их положение должно быть таким, чтобы автомобиль был маневренным и вместе с тем устойчивым, имел легкое управление, стабильно входил в повороты.
Углы установки колес
Существует несколько параметров, называемых «углы установки колес»:
Развал — угол, под которым колесо наклонено относительно вертикали.
Схождение — угол отклонения колеса от горизонтали.
Нет нужды знать и тем более помнить значения углов для своего автомобиля, которые есть в каждом мануале и должны быть в программах у сервисов, предлагающих услугу регулировки развала-схождения. Вряд ли кто-то сейчас будет делать ее самостоятельно, вооружившись веревкой-рулеткой и отвесом или уровнем. Тем не менее надо понимать, что износ «резины» при ушедших углах — лишь видимый результат. Из незримого — ухудшившаяся управляемость из-за меньшей площади контакта шин с дорогой. Руль, рвущийся из рук от изменившегося плеча обкатки — расстояния между осью вращения колеса и осью его поворота. Наконец, нестабильное поведение на прямой.
Что можно регулировать
Основные регулировки выполняются для развала и схождения. Чаще всего корректировка требуется только передним колесам. Корректировка положения задних колес выполняется только для автомобилей с независимой подвеской.
При нулевом развал схождении износ шин минимален, а колеса сопротивляются движению меньше всего. Тем не менее, колеса выставляют под определенным углом, причем оптимальное положение зависит от ряда факторов. Для каждой марки и модели авто существуют оптимальные показатели развала и схождения колес. Это зависит от конструктивных особенностей подвески. Важно, чтобы и измерения, и регулировка развал-схождения выполнялись на качественном оборудовании.
Считается, что обычно для управляемых колес характерен положительный развал. Это якобы облегчает руль, нивелирует удары на нем при наезде на неровности, а при ходе колеса вверх угол уходит в ноль. Но это не аксиома. Так, на многих переднеприводных автомобилях развал изначально отрицательный, чтобы обеспечить стабильность положения машины на дороге и ее управляемость. Например, при прохождении поворота автомобиль кренится, и колесо теряет вертикальность. Без отрицательного развала это приводит к потере управления. Отрицательный развал в такой ситуации увеличивает пятно контакта шины с дорогой, повышает устойчивость автомобиля.
У машин с задними ведущими колесами передние колеса будут находиться под действием сил, направленных против направления движения. При нулевом развале и схождении они будут стремиться развернуться против движения. Чтобы этого не происходило, схождение делают положительным.
Иной раз можно наблюдать сильно положительный развал.
Конкретно отрицательный развал — удел спортсменов. Что в дрифте, что в кольце отрицательный развал при поворотах позволяет сохранить максимальную площадь контакта шин с покрытием. Дело в том, что боковая сила в этом случае стремится перевести развал в положительный, уменьшая пятно контакта, а отрицательные значения компенсируют это явление.
Принципиальное значение кастора — стабилизация управляемых колес во время движения. За счет этого угла при выполнении маневров поворота на колеса действуют боковые силы, которые помогают вернуть их в исходное прямое положение после того, как автомобиль проходит изгиб. Для этого ему придают положительные значения. То есть ось поворота, которая проходит по стойке в подвеске типа McPherson, по шкворню в цельных мостах или по линии, соединяющей верхнюю и нижнюю шаровые опоры в «двухрычажках», делают наклоненной назад. Это, с одной стороны, несколько увеличивает радиус поворота, но с другой — исключает возможность траекторных рысканий. Автомобиль без подруливаний держит прямую.
Каким может быть кастор
Крутой (малый) угол кастера
Увеличивает поворачиваемость при накате и торможении на повороте. От степени вертикальности угла зависит резкость захода на поворот.
Повышает эффективность подвески. Чем ближе к вертикали угол поворота колес, тем надежнее передняя подвеска защищена от излишнего трения при движении по неровной дороге.
Уменьшает поворачиваемость при ускорении на выходе из поворота. Вертикально ориентированный угол вызывает меньшее изменение развала колес.
Снижает самоцентрирование колес. Регулируя сход-развал, следует помнить, что вертикальный кастер нестабилен по причине отсутствия силы, заставляющей колеса поддерживать строго прямое направление.
Пологий (большой) угол кастера
Снижает поворачиваемость при накате и торможении на входе в поворот. Чем больше угол, тем меньше отклоняются колеса.
Увеличивает поворачиваемость при ускорении на выходе из поворота. Большой наклон угла кастера вызывает более эффективный развал при повороте передних колес. Если сход-развал предусматривает пологий угол кластера, повысится сопротивляемость центробежной силе.
Увеличивает самоцентрирование колес. При этом увеличивается стабильность на прямых участках.
Регулировка кастора
При выполнении регулировки углов установки колес этот угол измеряется и регулируется далеко не всегда. Многие сервисы ограничиваются регулировкой развала и схождения. Работа с кастером считается более сложной.
Самостоятельно регулировать кастер, изменять его, устанавливать отличные от заводских значения нежелательно. Это может негативно сказаться на маневренности автомобиля, его управляемости при прохождении поворотов, а также при движении по прямой.
Этот угол должен быть одинаковым для обоих колес. При появлении разницы автомобиль потеряет управление, его начнет уводить в сторону того колеса, которое меньше отклонено от горизонтали в момент поворота.
Современные стенды развал-схождения позволяют регулировать кастер с высокой точностью и практически без дополнительных затрат времени. Они используют базу данных, в которой для каждой модели и модификации авто указаны оптимальные значения всех углов установки колес. Ось наклона выставляется в соответствии с этой базой, за счет чего автомобиль приобретает оптимальную управляемость.
Источник
На что влияет угол кастера, как производится его регулировка
Один из важнейших параметров настройки подвески автомобиля – угол кастера. От него напрямую зависит то, как будет вести себя машина на дороге. Немалые затруднения выбор оптимального угла вызывает у инженеров при настройке спортивных автомобилей.
Что такое угол кастера
Углом кастера, или просто кастером, называется отклонение оси поворота колеса от вертикали. Необходимость его существования обусловлена желанием получить самоцентрирующуюся рулевую систему. Этот параметр влияет на поворачиваемость автомобиля в различных условиях:
- при разгоне;
- торможении;
- движении накатом.
Для большей наглядности можно рассмотреть угол кастера на велосипеде. Как известно, ось вращения руля у него не вертикальна, а имеет наклон. Набрав некоторую скорость, велосипедист может отпустить руль, а велосипед при этом будет ехать прямо. Этот эффект достигается благодаря тому, что пятно контакта переднего колеса с поверхностью расположено позади пересечения оси вращения руля с землей.
Чем больше угол кастера, тем лучше центрируются колеса, однако при этом ухудшается поворачиваемость автомобиля, увеличивается радиус разворота и ухудшается сцепление с неровной или скользкой дорогой. С его уменьшением (чем меньше отклоняется от вертикали ось поворота колеса) сцепление передних колес с поверхностью улучшается, однако возникает такое явление, как избыточная поворачиваемость.
При настройке подвески гоночного автомобиля инженеры исходят из того, в каких дорожных условиях будет проводиться заезд. Если трасса неровная, медленная, с обилием шпилек, угол уменьшают, если же ехать предстоит по скоростной трассе с ровным покрытием, угол увеличивают.
Влияние угла кастера на управляемость
Величина пятна контакта шины с дорогой зависит от развала колес. Цель регулировки развала – добиться максимальной площади контакта. Развал колес влияет в основном на колеса, находящиеся с внешней стороны поворота, на которые приходится основная нагрузка. Угол кастера обеспечивает изменение развала колес в повороте. Колеса наклоняются внутрь поворота и лучше соприкасаются с дорогой, противодействуя выталкивающей центробежной силе.
Чем меньше отклонение оси поворота колеса от вертикали, тем сильнее выражена поворачиваемость автомобиля, максимально возможная поворачиваемость достигается при нулевом значении угла кастера. Это объясняется тем, что колесо при повороте руля поворачивается на больший угол. Подвеска при этом работает максимально эффективно, ведь все рычаги двигаются вверх-вниз в вертикальной плоскости. Амортизаторы также работают с максимальной эффективностью, лучше поглощая неровности дорожного полотна. 
При маленьком кастере возникает вероятность сноса передней оси автомобиля при ускорении на выходе из поворота. Это происходит из-за того, что центр тяжести во время ускорения смещается назад, передняя ось разгружается, и колеса хуже держат дорогу. Также маленький угол кастера ухудшает самоцентрирование колес, поскольку уменьшается сила, вынуждающая колеса сохранять прямое направление.
Большой кастер грозит сносом передней оси при движении накатом или торможении на входе в поворот, поскольку колеса меньше отклоняются в сторону. На выходе из поворота, наоборот, поворачиваемость улучшается, т.к. колеса в большей степени наклоняются внутрь поворота, увеличивая пятно контакта с дорогой.
Самостоятельная регулировка
Многие автовладельцы, стремясь улучшить ходовые качества своих машин, самостоятельно изменяют угол кастера. Как показывает практика, зачастую этот шаг оправдан, особенно если речь идет об отечественных авто. Нередки случаи, когда на новом автомобиле марки ВАЗ углы слева и справа сильно отличаются друг от друга. Даже если расхождение находится в пределах допустимого, управляемость от этого сильно страдает.
На заднеприводных «Жигулях», например, ВАЗ-2105 или 2107, угол составляет 3 градуса 30 минут, плюс-минус 30 минут. На переднеприводных моделях, например, на «Приоре», ВАЗ-2109, ВАЗ-2110, этот угол меньше, всего 1 градус 30 минут, плюс-минус 30 минут. Если кастер одного переднего колеса ВАЗ-2105 составит 3 градуса ровно, а другого – 4 градуса ровно, что является нормой по заводским меркам, машину неизбежно будет уводить в сторону.
Регулировка угла кастера осуществляется путем удаления или добавления шайб на растяжках подвески. Максимально допустимое количество шайб – две спереди и четыре сзади, при этом добавление или удаление одной шайбы изменяет угол кастера на 19 минут. Добавляя шайбы, необходимо переворачивать их фасками к упорному торцу растяжки.
Разумеется, в гаражных условиях проводить данную процедуру нельзя. Регулировка угла кастера производится только совместно с регулировкой развала и схождения колес, иначе настройки подвески будут нарушены, и машина может вести себя совершенно непредсказуемо. 
Любители тюнинга для его увеличения снимают штатные опоры стоек и устанавливают вместо них опоры SS-20. на переднеприводных автомобилях ВАЗ, в том числе на «Приоре» такая замена вкупе с установкой максимального числа шайб позволяет увеличить угол до 3 градусов. Управляемость машины при этом заметно меняется, общий эффект оказывается положительным.
Нередко для улучшения управляемости достаточно просто заменить опоры стоек такими же. Несмотря на то, что угол кастера при этом сколько-нибудь значительно не изменится, результат будет, что называется, налицо. Все дело в физическом износе. Сигналом того, что опоры нуждаются в замене, являются негромкие глухие стуки, проявляющиеся при езде по неровной дороге на низкой скорости. Подтвердить диагноз можно, раскачав автомобиль и посмотрев, одинаково ли стойки гасят колебания с левой и правой стороны. Если нет – нужно менять опоры.
Выбирая новые опоры стоек, не следует брать самые дешевые. Лучше купить или штатные или SS-20. Последние стоят намного дороже, но и прослужат не в пример дольше, а ввиду того, что замена опор – дело сложное и трудоемкое, переплата может быть вполне оправданной.
Источник