Відновлення кутів встановлення коліс ведучої осі

Відновлення кутів встановлення коліс ведучої осі. Керованість – поняття багатогранне, тому варто уточнити, що відновлення кутів встановлення коліс ведучої осі (сходження коліс) найбільш відчутно впливає на стабілізацію прямолінійної траєкторії автомобіля і його поведінку на вході в поворот. Наочно цей вплив можна пояснити на прикладі керованих коліс. Кожен автовиробник для поліпшення стійкості та керованості передбачає для конкретної моделі автомобіля певне положення передніх (і задніх) коліс відносно одне одного і площини дороги. Параметри розвалу, сходження і кастора заведено називати кутами встановлення коліс.

Будова підвіски вантажного автомобіля: передні та задні осі

Осі автомобіля підтримують раму або несучий кузов разом із підресорними частинами, сприймаючи від них вертикальні навантаження, і передають на раму або кузов поздовжні, бокові навантаження і моменти від коліс. Передня вісь завжди являє собою керований міст, який може бути ведучим і не ведучим. Задня вісь – це майже завжди ведучий міст, за конструкцією подібний до переднього ведучого моста.

Передня вісь, що має тип не ведучого моста, може бути цілісною і складеною. Цілісну передню вісь встановлюють на всіх вантажних автомобілях, складена передня вісь застосовується на легкових автомобілях і входить у конструкцію незалежної підвіски коліс.

Передня суцільна вісь складається з балки, пружно пов’язаної з рамою через ресори, і двох поворотних цапф, шарнірно з’єднаних з кінцями балки за допомогою шкворнів.

Балка штампується зі сталі й для підвищення міцності та жорсткості має в перерізі двотавровий профіль. На її верхній площині розташовані майданчики для встановлення і кріплення ресор. Балка вигнута так, що її середня частина дає змогу встановити двигун нижче, тим самим знизити центр тяжіння автомобіля і поліпшити огляд з місця водія. Шворінь піддається дії навантаження того самого характеру, що й балка осі, у ньому виникають напруження, які потребують розрахунку на міцність у разі вигину, зминання та зрізу. Щоб забезпечити високу міцність і зносостійкість, шворінь виготовляють із середньовуглецевих сталей з подальшим поверхневим загартуванням або з маловуглецевих низьколегованих сталей, які потребують цементації та загартування.

Що таке кути встановлення коліс ведучої осі?

Кожен автовиробник для поліпшення стійкості та керованості передбачає для конкретної моделі автомобіля певне положення передніх (і задніх) коліс відносно одне одного і площини дороги.

Мовою фахівців кути встановлення коліс на осях називаються:

розвал, вимірюється в градусах. Це відхилення колеса в бік від вертикалі, якщо дивитися на автомобіль спереду;
кастор (поздовжній кут нахилу осі повороту): нахил щодо лінії повороту коліс, що проходить через верхню і нижню точки повороту, якщо дивитися на автомобіль збоку;
сходження: різниця відстаней між передніми краями шин двох коліс осі та їхніми задніми краями.

Яке положення коліс найоптимальніше для виконання завдань автомобіля, чи зберігає задану довговічність експлуатації автошини, динаміку ходової частини, і наскільки ці параметри залежать від постановки коліс відносно осей та дорожнього полотна, розглянемо сьогодні в нашій статті.

Навіщо потрібен розвал коліс і який кут краще

Виробники передбачають різні кути установки коліс для марок автомобілів, з розрахунком на отримання заданих параметрів управління. Кут розвалу (camber) позначає кут між вертикаллю і нахилом колеса до дорожнього покриття.
Навіщо потрібен розвал?
У положенні з нульовим розвалом колеса автомобілі показують хорошу курсову стійкість, відмінні експлуатаційні якості на рівній прямій дорозі. Але оскільки їздити тільки по прямих і рівних дорогах доводиться нечасто, конструктори проєктують підвіску ближче до реальних навантажень. Тривалий час перевагу віддавали позитивному розвалу.

При позитивному розвалі верхня частина коліс нахилена назовні (кут нахилу має позитивне значення). Є версія, що таким чином компенсується зміщення коліс під навантаженням, коли кут розвалу зменшується. Щоб зберегти зчеплення колеса з дорожнім покриттям і не збільшувати знос шини, кут установки коліс розвалювали в позитивний бік. Крім того, дорожнє покриття апріорі є опуклою конструкцією, тому колесу надають невеликий кут розвалу для збереження вертикального положення.
За негативного розвалу, навпаки, нижня частина коліс розташована ширше, ніж верхня (негативний кут нахилу). Це покращує керованість автомобіля, надає йому стійкість у проходженні поворотів. Негативний розвал посилює зчеплення з поверхнею завдяки широкій плямі контакту. Це явище давно відоме й ефективно застосовується в автогоночному спорті – ми бачимо негативні розвали на всіх болідах. За негативного розвалу зменшується пляма контакту, втрачається показник розгону і гальмування.

Щоб знайти оптимальний кут розвалу для максимальної кількості режимів руху, конструкторам необхідно врахувати зсуви частин ходової та змоделювати адекватну реакцію підвіски, що створює комфорт руху і забезпечує технічну надійність транспортного засобу.

Фахівці автосервісу Ренамакс для вантажних машин пропонують в Рівному, Луцьку, Умані послугу 3D розвал-сходження. Звернувшись до нас, ви отримаєте гарантію на зроблену роботу та професійне обслуговування. Телефонуйте нам, щоб отримати консультацію спеціаліста. Наш автосервіс оснащений сучасним лазерним стендом. Цей прилад німецького виробництва дозволяє діагностувати та регулювати кути установки коліс автомобіля та співвісності осей та мостів

На що впливає кут сходження коліс ведучої осі

Зорієнтованість коліс відносно поздовжньої осі автомобіля складається з суми кутів двох коліс, тому сходження може бути індивідуальним або сумарним. Сходження вимірюється в градусах кутів, або в міліметрах відстані між ободами коліс у їхньому центральному перерізі. Якщо площини обертання коліс перетинаються попереду автомобіля, сходження позитивне, якщо ззаду – негативне.

Необхідність сходження викликана кількома факторами, що впливають на динамічні властивості колеса:

Вільне кочення колеса зустрічає силу поздовжнього опору, для її компенсації необхідну протидію надає сходження коліс, встановлене під розрахованим кутом.
Якщо колесо управляється додатковою силою (мається на увазі, за допомогою керма), виникає розгортальний момент, сила якого залежить від розташування осі повороту, і опосередковано впливає на зміну сходження колеса в русі.

Залежно від плеча обкатки, розгортальний момент може або посилювати розбіжність коліс, або протидіяти йому. Без урахування крутильного моменту, виставивши колеса на нейтральне сходження, отримаємо в динаміці сходження, що розходиться, що призводить до невпевненої керованості, пилкоподібного зношення шини, підвищеної витрати палива. Для зменшення таких наслідків використовують позитивне сходження – як компенсуюче зусилля негативного сходження. Але і в ньому є свої плюси – кермо стає більш чутливим, реагує на найменший рух водія.
Оптимальне сходження знаходимо практичним шляхом – це баланс між позитивним і негативним сходженням, у поєднанні з кутами розвалу.

Чому важливий кастор

Поздовжній кут нахилу осі (castor) – кут між віссю повороту і вертикальною віссю при спостереженні автомобіля збоку. Кастор позитивний, якщо лінія нахилу спрямована до кабіни автомобіля, негативний – якщо до кузова.
Основне завдання кастора – стабілізація коліс автомобіля, що перебуває в русі.
Під стабілізацією розуміється керованість коліс у різних положеннях під час руху на швидкості та можливість повернення до початкового положення після їх завершення. Правильно виконана стабілізація робить участь водія в управлінні колесами мінімальною, автомобіль може тримати курс навіть з відпущеним кермом управління. Якщо автомобіль входить у поворот, водієві доводиться долати опір коліс, тоді як на виході з повороту стабілізація сприяє виходу, і повертає колеса в нейтральне положення. У результаті водій отримує інформацію про проведення маневру, яку водії та фахівці називають “відчуття керування кермом”. Завдяки позитивному кастору, потрапляючи в бічний порив вітру, автомобіль плавно йде під вітер.
У сучасних автомобілях кут позитивного кастору перебуває в діапазоні від 0о до 10о.

Кастор усуває можливість зміни траєкторії руху під впливом бічної сили, збільшуючи поздовжній кут нахилу в позитивну сторону. При цьому збільшуються навантаження на підсилювач і деталі механізму рульового управління. Особливістю впливу кастору є його можливість стабілізувати положення автомобіля на високих швидкостях, тоді як під час маневрування вплив кастору є настільки незначним, що його показником можна знехтувати. За часів, коли посилення керма не застосовувалося в системі керування, було актуальним від’ємне значення кастора. У технології керування автомобілем стабілізуючий момент створювався за допомогою діагональної конструкції шини (які нині мало використовуються). Загалом кастор не впливає на експлуатаційні характеристики шини.

Регулювання кутів встановлення коліс ведучої осі

Для деяких автовласників стає відкриттям, що регулювання кутів установки коліс необхідно проводити регулярно, і приводів для цього більше, ніж купівля нового колеса. Це роблять після кожних 30 000 км пробігу, після кожного потрапляння в яму, будь-якої іншої дорожньої пригоди, пов’язаної з роботою підвіски, під час заміни рульової рейки, рульових тяг або наконечників, передніх амортизаторів, поворотних кулаків, якщо вони впливають на схід-розвал. Обов’язково, якщо кермо стоїть криво при прямолінійному русі.
Через неправильний розвал-сходження знижується керованість, автомобіль стає нервовим, утримувати його стійкий курс складно. Це призводить до передчасного зносу гуми й підвищеної витрати палива. Але перш ніж вирушати на СТО для регулювання кутів розвалу сходження, зробіть діагностику і замініть зношені деталі підвіски.
Самостійне регулювання сходження-розвалу і кастора часто виконується з нерозумінням їхньої взаємозалежності, впливу на динамічні характеристики ходової, довговічність покришок і економіку автомобіля. З цієї причини виробники намагаються встановити допустимі діапазони регулювання кутів установки коліс, при яких рух даної моделі автомобіля буде оптимальним.

Зміна кутів встановлення коліс поки що не описується математичними формулами або комп’ютерними програмами. Закладені вихідні дані конструкції автомобіля, серед яких:

розташування приводу;
максимальна споряджена маса;
максимальна і звичайна швидкість автомобіля;
швидкість розгону;
довжина гальмування;

Ці та інші показники не дають можливості розрахувати оптимальні значення величини сходження, розвалу, кастора через зміни параметрів руху в різних режимах експлуатації. Вибір критерію їх оптимізації також є питанням обговорення, залежно від призначення та поставлених завдань для певного типу автомобіля. Оптимізація кутів установки коліс розраховується проєктувальниками в ході повторюваної послідовності дій. Починають з розрахунку положення коліс у різних умовах руху, аналізу зміни технічних параметрів при змінах орієнтації коліс, доведенням показників на практиці, під час тестів і випробувань. Порядок оптимізації приблизно такий:

Математичний розрахунок простої конструкції підвіски.
Розрахунок багатоланкової конструкції за допомогою алгоритму.
Аналіз змін технічних характеристик автомобіля (стійкості, керованості, швидкості, зносу шин тощо) залежно від кутів установки коліс.
Тестування отриманих результатів на практиці в спеціальних режимах руху (по прямій, по колу, в повороті тощо), фіксація показників (швидкість, температура протектора, зусилля в різних точках підвіски, керма та осей).
Вибір оптимальних параметрів підвіски для моделі автомобіля і передача розрахункових параметрів проєкту у виробництво.

На підставі цих складних розрахунків, випробувань і безлічі цільових перевірок автомобіль стає безпечним і ефективним засобом для перевезень вантажів і пересування людей.

Неправильне або порушене регулювання кутів встановлення коліс ведучої осі

Як зрозуміти, що настав час зробити розвал сходження? Про необхідність регулювання кутів розташування коліс свідчать такі ознаки:

Коли водій прибирає руки з керма, машина змінює траєкторію руху і починає рухатися вправо або вліво.
З’являється вереск коліс під час входження в повороти, навіть якщо швидкість руху мінімальна.
Для того, щоб авто їхало прямо, доводиться злегка повертати кермо вліво або вправо.
Після завершення маневру кермо складно повернути в початкове положення.
Спостерігається прискорений знос автопокришок.

Планове відновлення сходження-розвалу здійснюється кожні 30 тис. км пробігу – такі рекомендації фахівців. Чи потрібно робити розвал сходження частіше? Так, якщо:

Колесо потрапило у велику вибоїну, і пошкодився диск.
Після монтажу укорочених пружин зазнав змін дорожній просвіт.
Якщо були замінені шрус, рульовий наконечник або кульові опори.

У таких ситуаціях експерти рекомендують виконати позапланове регулювання сходження-розвалу, інакше можуть виникнути проблеми з керованістю автомобіля.

Наслідки неправильного регулювання

Як уже йшлося вище, регулювати розвал-сходження коліс повинні досвідчені фахівці із застосуванням необхідного обладнання. Деякі автомобілісти намагаються впоратися з цим завданням самостійно, проте робити цього без належних умінь категорично не можна. Неправильне регулювання загрожує цілою низкою проблем. Якщо на рівній і сухій дорозі машина управляється більш-менш нормально, то на мокрому або зледенілому покритті її почне заносити в сторони

Для збереження курсової стійкості водієві доводиться постійно впливати на кермо, при цьому поведінка авто все одно буде непередбачуваною, а ймовірність аварії зросте в рази. Недосвідчені автолюбителі нерідко намагаються впоратися з проблемою самостійно. Фахівці вкрай не рекомендують так робити, оскільки від ваших дій залежить безпека всіх учасників дорожнього руху. Практика показує, що неправильний кут коліс стає поширеною причиною виїзду ТЗ на зустрічну смугу руху, що загрожує фатальними наслідками.

Компанія Ренамакс виконує розвал-сходження вантажних авто. Ми належимо до 20% технічних центрів, які оснащені передовим обладнанням, але надають послуги дуже дешево. Якість діагностики та ремонту завжди залишається на висоті. Телефонуйте для консультації чи запису.

Стенди для регулювання кутів встановлення коліс ведучої осі

Раніше налаштування кута коліс виконували на звисах, але сьогодні для цього використовують стенд розвал-сходження, який обладнано спеціальними датчиками, що дають змогу виконати потрібний спектр робіт із максимальною точністю. Говорячи про те, як роблять розвал-сходження, відзначимо, що процедура виконується в такій послідовності:

Огляд транспортного засобу, перевірка тиску в колесах, діагностика ходової.
Вимірювання компенсації биття обода.
Визначення загального стану геометрії ходової, виявлення дефектів, здатних вплинути на керованість автомобіля.
Далі машина заганяється на стенд – оснащену комп’ютерним обладнанням платформу, яка виконує обстеження кута нахилу коліс і відображає отримані дані на моніторі з граничною точністю – до частки міліметрів.

Стенди для діагностики та регулювання сходження-розвалу бувають різними:

оптичними (лазерними);
комп’ютерними;
3D.

Регулювання вантажних автомобілів за допомогою стендів Hunter.

Вантажні стенди розвал-сходження Hunter, як повнофункціональні серії WA HD, так і бюджетні серії PT200 дають змогу виконати повне відновлення кутів встановлення коліс ведучої осі вантажного автомобіля (а також причепа або напівпричепа). Під час повного регулювання кожну з осей вантажного автомобіля вимірюють і в результаті регулювання всі осі виставляють паралельно, і вони обертаються таким чином під час руху автомобіля в одному й тому самому напрямку, мінімізуючи опір коченню, покращуючи керованість автомобіля та зменшуючи витрати пального і знос шин.

На першому етапі датчики інфрачервоної вимірювальної системи Hunter встановлюються на передню вісь і базову задню вісь, проводиться компенсація биття. Зазвичай за базову задню вісь беруть саму задню вісь (але бувають і винятки – у разі якщо одна з осей не регулюється, остання вісь підйомна, керована і.т.д.).
На другому етапі стенд обчислює центрову лінію шасі та вимірює кут тяги ведучої осі. У разі, коли задня вісь може бути відрегульована, проводиться коригування з метою поєднання лінії тяги з центровою лінією (кут тяги при цьому буде якомога ближче до нуля).
Далі проводиться регулювання передньої керованої осі – за наявності можливості та потреби регулюється кастор, розвал і сходження коліс передньої осі.
На наступному етапі передні датчики переносяться з передньої осі на другу задню вісь, яка виставляється паралельно базовій.

Для автомобілів з колісними формулами, відмінними від представлених, регулювання проводиться схожим способом, приводячи всі осі паралельно до базової. Програмне забезпечення Hunter Winalign HD і Proalign HD охоплює 37 колісних формул, які покривають 100% автомобілів на ринку.

Висновок

У спробі розібратися в залежностях кутів встановлення коліс, впливі поперечних осей і поздовжніх зусиль на виконання поворотів за різних швидкостей бічного вітру та автомобіля, ми зрозуміли, наскільки складна робота інженерів, конструкторів деталей машин. На них відповідальність за проєктування моделей, за нашу безпеку та комфорт в автотранспорті, чи то легковик, чи то потужна вантажівка.
Отже, розвал, сходження, кастор та інші кути встановлення коліс важливі для автомобіля, тому що регулюють керованість автомобіля.

Спеціалісти компанії Ренамакс можуть провести професійне відновлення кутів встановлення коліс із завидною оперативністю та максимальною точністю, скористайтесь контактами на нашому сайті в інтернеті.

Цікавлять ремонт, обслуговування та купівля TIR? Напишіть нам і ми Вам допоможемо розібратися у цьому.