Угол кастера – один из важнейших параметров при настройке автомобиля. От него зависит поведение машины на дороге. Для рядовых автолюбителей не так важно выставить точный угол, им достаточно наличие электроусилителя или гидроусилителя руля.
Для гонщиков на спортивных автомобилях ситуация другая, придется поломать голову над этим вопросом. Существует множество теорий на что влияет угол регулировки кастера на то, как поведет себя машина. Порой очень сложно выбрать оптимальный угол регулировки для нужной устойчивости Вашего авто.
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.
Измерение индивидуального схождения колес
Чтобы измерить полусхождение каждого колеса, необходимо создать коридор, состоящий из двух параллельных линий. Для их создания можно использовать прочные нити, рыболовные резинки, лучи лазерных нивелиров. Линии должны проходить строго горизонтально, их нужно выстраивать по высоте центров колес. Базовый коридор можно создать тремя способами:
- Первый – крепление нитей непосредственно к колесам. Это самый простой, но наименее точный способ. Колеса могут иметь разный вылет относительно арок, из-за этого нарушается параллельность линий.
- Второй – фиксация нитей на стационарных опорных конструкциях. Способ более точный в сравнении с предыдущим, но неудобен тем, в процессе регулировок и прокатки автомобиля возможно смещение шасси относительно построенных линий.
- Третий – создание коридора вокруг кузова машины при помощи реечных креплений. Рейки фиксируются в передней и задней части авто, строго в центрах колес.
Есть масса примеров построения таких конструкций в англоязычном интернете. Для примера наберите в поиске «B-G rasing string lines kit».
В гаражных условиях уместно использовать самый бюджетный и простой способ. Для замеров схода и развала понадобятся две алюминиевые рейки, которые можно купить в любом строительном магазине. Одну из них нужно подложить на пол у задней или передней оси авто. Далее необходимо сделать на рейке метки на небольшом расстоянии от колес — около 5 см. Затем определяется расстояние между нанесенными метками, полученное значение будет шириной измерительного коридора. Разделив этот параметр пополам, можно вычислить расположение средней линии. Далее необходимо приложить к размеченной трубке вторую рейку и перенести на нее полученные метки.
Дополнительные две метки наносятся на бампера машины ровно по центру. Их выставляют с помощью рулетки и обозначают куском изоленты или малярного скотча.
Алюминиевые трубки фиксируют с помощью обычных канцелярских прищепок. Их закрепляют на бамперах, брызговиках или других элементах кузова, в зависимости от конструктивных особенностей автомобиля.
Далее необходимо натянуть на рейках в ранее отмеченных местах резиновые корды, которые можно приобрести в любом рыболовном магазине. Вместо них можно использовать неупругие нитки, которые можно закрепить на трубках резинками для денег. Это позволит избежать разрыва нитей, обеспечить необходимое натяжение и минимизировать погрешность при определении углов схода колес.
На следующем этапе проводится центрирование измерительного коридора по меткам, которые были ранее обозначены на бамперах. Далее нужно выставить руль в нулевое положение, для большей точности можно использовать строительный уровень.
После перечисленных действий уже можно обнаружить поперечное смещение колес. Для этого следует измерить расстояния от центров ступиц до нитей базового коридора и определить разницу между ними. Это актуально для водителей, в чьих автомобилях колеса выходят из арок на разные расстояния.
Теперь можно приступать к измерению индивидуального схода каждого колеса. Замеры проводятся путем определения расстояний от линий базового коридора до симметричных точек обода дисков спереди и сзади от центра колеса. Полученные результаты необходимо зафиксировать в тетради или, за неимением оной, записать мелом на асфальте в гараже.
Затем необходимо прокатать автомобиль вперед или назад на пол оборота колеса, не меняя положения линий измерительного коридора
Важно, чтобы руль при этом оставался в прежнем положении. Далее нужно несколько раз провести повторные замеры индивидуального схождения колес
Если между двумя измерениями нет существенных различий, их можно принять за истинные. Если разница значительна, следует прокатать машину еще на несколько десятков сантиметров и обнаружить «кривые» колеса. Таким образом вычисляем кривые колеса. Чтобы компенсировать биения колес при расчетах, находим наиболее часто повторяющиеся значения индивидуальных схождений.
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.
Устройство и ремонт автомобилей ВАЗ (2110 и Лада Приора)
Для обеспечения хорошей устойчивости и управляемости автомобиля передние колеса установлены под определенными углами относительно элементов кузова и подвески. Регулируют три параметра: схождение, угол развала колеса, угол продольного наклона оси поворота.
Угол продольного наклона оси поворота (рис. 1) — угол между вертикалью и линией, проходящей через центры поворота шаровой опоры и подшипника опоры телескопической стойки, в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации управляемых колес в направлении прямолинейного движения. Этот угол регулируется изменением количества регулировочных шайб на наконечниках растяжки. Для уменьшения угла шайбы добавляют, а для увеличения снимают. При установке/удалении одной шайбы угол изменяется приблизительно на 19′. Симптомы отклонения величины угла от нормы: увод автомобиля в сторону при движении, разные усилия на рулевом колесе в левых и правых поворотах, односторонний износ протектора.
Угол развала колеса (рис. 2) -угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Он способствует правильному положению катящегося колеса при работе подвески. Угол регулируется поворотом верхнего болта крепления телескопической стойки к поворотному кулаку. При сильном отклонении этого угла от нормы возможен увод автомобиля от прямолинейного движения, односторонний износ протектора.
Схождение колес (рис. 3) — угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью автомобиля. Иногда этот угол вычисляют по разности расстояний между закраинами ободьев, замеренных сзади и спереди колес на уровне их центров. Схождение колес способствует правильному положению управляемых колес при различных скоростях движения и углах поворота автомобиля.
Схождение регулируется вращением регулировочных тяг при ослабленных стяжных болтах наконечников рулевых тяг. Перед регулировкой рейку рулевого механизма устанавливают в среднее положение (спицы рулевого колеса — горизонтально). Признаки отклонения схождения от нормы: сильный пилообразный износ шин в поперечном направлении (даже при небольших отклонениях), визг шин в поворотах, повышенный расход топлива из-за большого сопротивления качению передних колес (выбег автомобиля намного меньше положенного).
Контроль и регулировку углов установки передних колес рекомендуется проводить на станции технического обслуживания. Автомобиль устанавливают на горизонтальную площадку и нагружают в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя (см. ниже). (Проверка и регулировка углов на ненагруженном автомобиле допустимы, но дают менее точные результаты. Перед этим следует убедиться, что давление в шинах соответствует норме, износ протектора на левом и правом колесе примерно одинаков, отсутствуют люфты в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы (радиальное биение — не более 0,7 мм, осевое -не более 1 мм).
Проверка углов установки колес обязательна, если меняли или ремонтировали детали подвески, влияющие на эти углы. В связи с тем, что углы установки передних колес взаимосвязаны, в первую очередь проверяют и регулируют угол продольного наклона оси поворота, затем развал и, в последнюю очередь, схождение.
У обкатанного автомобиля в снаряженном состоянии и с полезной нагрузкой 320 кг (4 человека) в салоне и 40 кг груза в багажнике углы установки колес должны находиться в следующих пределах: угол развала…………………………………………………..0°±30′ схождение……………………………………………………..0°00’±10′ (0±1 мм) угол продольного наклона оси поворота…………1°30’±30′
Углы установки колес автомобиля в снаряженном состоянии: угол развала…………………………………………………..0°30’±30′ схождение……………………………………………………..0°15’±10′ (1,5±1 мм) угол продольного наклона оси поворота…………0°20’±30′
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.
Что еще стоит почитать
Ходовая ваз 2109
Функция круиз контроль
Прокачка гидроусилителя руля
Сильный стук в передней подвеске
Установочные углы
Измерения всех установочных геометрических углов производятся в градусах, исключение составляет только угол схождения, который чаще всего в европейских странах измеряется в миллиметрах.
Параметры подвески автомобиля измеряются несколькими углами:
- схождение (Toe-in);
- развал (Gamber);
- кастер (Caster);
- продольный угол;
- поперечный угол;
- угол наклона шкворня.
Основными углами настроек являются первые три, то есть углы схождения, развала и кастера. Изменение любого из этих углов существенно влияют на геометрические параметры колес. Для того чтобы понять, что такое сход развал стоит детально рассмотреть каждый угол в отдельности.
Схождение (Toe-in)
Toe-in с английского переводится как сходимость колес и в основном имеет положительное значение, традиционно модели “Субару” имеют нулевое схождение, а отрицательные настройки используются исключительно на спортивных гоночных автомобилях.
Положительным схождением считается, когда передняя часть шины направлена вовнутрь к продольной центральной оси автомобиля, а отрицательным при отклонении наружу. Отклонение этого угла влияет:
- на повышенный износ шин;
- управляемость при повороте;
- дистанцию наката автомобиля.
На автомобилях с задним приводом вполне приемлемой нормой считается положительное схождение в пределах 1 — 2 миллиметров, а на автомашинах с передним приводом от 0 до 1,5 мм. Узлы регулировки находятся на рулевых тягах.
Развал (Gamber)
Угол развала может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от конструктивных особенностей подвески транспортного средства. На автомобилях с задним приводом обычно используются положительные отклонения от вертикальной оси колеса в диапазоне от 0 до +1 градуса. Автомашины с передним приводом в основном имеют отрицательный развал от 0 до -1 градуса. Существенные отклонения влияют на управляемость и способствуют износу протектора колеса.
Главными причинами нарушения угла Gamber являются:
При возникновении этих неисправностей колесо начинает отклоняться в сторону минусового развала, при этом происходит изменение схождения колес, довольно часто изменяется первоначальное положение руля, ощущается увод автомобиля, и появляются следы износа на протекторе на одной из сторон.
Стоит отметить, что не все автомобили, особенно легковые с подвеской системы Макферсон, имеют регулировочные узлы этого угла. На более ранних моделях для регулировки устанавливались эксцентричные болты на нижних рычагах или амортизаторных стойках. Так, к примеру, на модели ВАЗ 2108 верхний болт крепления амортизаторной стойки к цапфе эксцентрический, что позволяет производить регулировочные работы. Постепенно инженеры отказались от этой затеи. Поэтому в случае отклонения развала от заводских параметров причину следует искать в элементах ходовой части или геометрии кузова.
Кастер (Caster)
Очень важный и ответственный угол, нарушение параметров которого приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, по сути, происходит смешение передней оси колес автомобиля по отношению к задней оси. Кастер стабилизирует управляемость автомобиля на высоких скоростях и обеспечивает при поворотах возвращение управляемых колес в исходное положение. Угол всегда имеет положительное значение, и чем он выше, тем устойчивее автомобиль на высокой скорости. На обычных автомобилях диапазон составляет от двух до пяти, а на спорткарах наклон достигает девяти и более градусов.
Причинами изменения наклона кастера могут быть:
- деформирован рычаг вследствие наезда на препятствие;
- разрушены сайлентблоки;
- поломана пружина;
- деформирована стойка амортизатора (система Макферсон);
- деформация переднего подрамника или кузова.
Практически все внедорожники имеют узлы, позволяющие регулировать углы установки колес, которые располагаются в месте крепления рычагов. Используются два способа регулировки:
- эксцентричные болты;
- регулировочные пластины или шайбы.
На ВАЗ 2121 узел находится на верхнем рычаге, применяются шайбы, посредством установки или удаления которых и производятся регулировочные работы. Импортные внедорожники имеют специальные эксцентрические болты, расположенные на нижних или верхних рычагах подвески.
Частые неисправности передней подвески
Обслуживание и ремонт передней подвески в Приоре предполагает выявление точной причины поломки:
- Если появляется посторонний шум или отчетливо слышен глухой стук, возможно, нужно заменить стойки. Проверьте плотность затяжки болтов, фиксирующих шланги стабилизатора, если нужно, подтяните. Если износили подушки, замените новыми. При ослаблении крепления опоры в верхней части стойки подвески к кузову подтяните их. Оцените состояние резинового компонента опоры стойки, шарнира шарового типа, пружинного устройства, буфера движения сжатия. Если они повреждены и имеются дефекты, замените. Как вариант – проверьте колеса на дисбаланс.
- Из стойки может подтекать жидкость, причина одна – сальник штока износился и разрушился. На это укажет появление на штоке задиров, повреждение хромовой поверхности, механические дефекты уплотнительного кольца, расположенного на корпусе стойки. Смените старую телескопическую стойку на новую.
- Если подвеску в Приоре пробивает, придется заменить пружинное устройство и телескопическую стойку.
- Стало сложно управлять автомобилем, его постоянно заносит в сторону – пора проверить давление воздушной массы в шинах и нормализовать его. Если оставляют желать лучшего углы установки колес, осуществите сход-развал. Возможно, понадобится произвести замену резиновой накладки в опорах подвески или пружины.
Читать дальше: Кран под капот ваз 2107
Как самому сделать сход развал на ваз 2109
Углы развала-схождения колес автомобиля можно отрегулировать своими руками, используя подручные средства и простые приспособления. В этом материале мы расскажем о том, как сделать развал-схождение самостоятельно в домашних условиях, и с какими трудностями чаще всего сталкиваются при регулировке углов установки колес.
Неправильная регулировка развала-схождения может являться причиной, например, быстрого износа покрышек, или того, что при движении по прямой машину будет уводить влево или вправо.
В конце этой статьи вы найдете видео, в котором подробно рассказано и показано все, что нужно знать о развале-схождении.
Для начала давайте разберемся с теорией: развал-схождение – что это? Какими бывают углы установки колёс и как от них зависит поведение машины на дороге?
Развал-схождение – что это такое?
Развал – это угол между вертикалью и плоскостью колеса. Он обеспечивает надежный контакт покрышки с дорогой (смотрите на рисунке выше).
Схождение – это угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. От него зависит устойчивость автомобиля в поворотах и износ шин.
У заднеприводных автомобилей колеса должны быть слегка повернуты друг к другу – это называется положительное схождение. В движении они разъезжаются и становятся параллельно. У переднеприводных – наоборот, схождение должно быть отрицательным (смотрите на схеме ниже). Кастер – это угол продольного наклона шкворня. Данный параметр очень редко нуждается в корректировке, лишь на заново собранной передней подвеске из новых деталей, поэтому его регулировку мы рассматривать не будем.
Ремонт подвески или рулевого управления (замена тех же амортизаторов или рулевого шарнира) ведет к значительному изменению установочных углов колёс. Ежедневная эксплуатация автомобиля также со временем вносит свои коррективы в эти параметры, поэтому периодически возникает необходимость в регулировке развала-схождения.
Регулировать развал-схождение лучше всего два раза в год, при сезонной смене покрышек. За это время не раз угодишь в яму или наедешь на бордюр, от чего ходовая расшатывается и углы изменяются. Своевременная регулировка развала-схождения обойдется намного дешевле, чем комплект новой резины.
В 1955 году американский инженер Ли Хантер разработал первый стенд для регулировки развала-схождения. Датчики, установленные на колесах, посылали сфокусированные световые лучи и точно измеряли углы. Поэтому стенд назывался оптическим. Но уже в 1969-ом его подключили к компьютеру, а в 1995 году для измерения и регулировки углов стали впервые применять 3D технологии.
Правда советские автолюбители справлялись безо всяких стендов и компьютеров – при помощи гаечных ключей, штангенциркуля, нити и отвеса они регулировали углы развала и схождения своими руками.
Инструкция по регулировке развала-схождения своими руками
Перед тем, как приступать к регулировке углов развала и схождения, в обязательном порядке необходимо проверить ходовую автомобиля. Если нужен ремонт, то развал-схождение делать бессмысленно. Рулевое управление и подвеска должны быть в полном порядке.
Обратите внимание на три момента, от которых очень сильно зависят углы установки колёс на автомобиле:
Исправность ходовой (подробнее о диагностике подвески автомобиля). Давление в шинах. Загрузка машины. Обязательно перед регулировкой развала-схождения проверяйте давление в покрышках и убедитесь в том, что случано не забыли в багажнике пару мешков картошки или цемента
Вариант 4
Вариант со спортивными амбициями: всё в «минус»», за исключением кастера. Автомобиль с такими настройками повороты проходит увереннее и быстрее, как и маневр «переставка». Отсюда и лучший результат.
Итак, есть масса простых и весьма эффективных способов менять характер автомобиля, не прибегая к дорогостоящим заменам узлов и деталей. Главное, не пренебрегать регулировками — зачастую они оказываются очень важными. Какому из вариантов отдать предпочтение? Для большинства 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. 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.
