УАЗБУКА, почти все об автомобилях УАЗАвтомобили УАЗ: Клуб УАЗоводов, Фотогалерея, Форум УАЗ, библиотека, каталог УАЗ
Автовентури
УАЗБУКА, почти все об автомобилях УАЗ
 

Углы установки колес автомобиля

[ Подвеска ]

2018г.

Правильные углы установки колес - один из важнейших факторов, обеспечивающих нормальную управляемость, стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении и при прохождении поворотов. Оптимальные для каждой модели параметры геометрии подвески закладываются на этапе проектирования. Заданные значения углов установки колес подвержены изменению и требуют периодической регулировки по причине естественного износа узлов и элементов ходовой части или после ремонта подвески. Так же углы следует корректировать при внесении изменений в подвеску автомобиля, например при лифте.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Параметр Ось автомобиля Регулируемый ли параметр для УАЗа На что влияет
Угол развала колес (Camber) Передняя
Задняя
Нет Устойчивость движения в повороте
Преждевременный износ шин
Угол схождения колес (Toe) Передняя
Задняя
Да Устойчивость при прямолинейном движении
Преждевременный износ шин
Поперечный угол наклона оси поворота (KPI) Передняя Нет Стабилизация автомобиля при движении
Продольный угол наклона оси поворота (Caster) Передняя Нет Стабилизация автомобиля при движении
Плечо обкатки (Scrub Radius) Передняя Нет Стабильность автомобиля при торможении
Стабилизация автомобиля при движении

История

С чего все началось?
Автомобиль явился прямым наследником телеги. Помните как его называли на заре автомобилизации? - Безлошадная повозка. Именно конструкция повозки легла в основу первых автомобилей.

Углы колес

Однако автомобиль отличается от телеги тем, что его не тянут, а он сам едет. Что же будет если такую телегу не тянуть, а толкать и при этом одно колесо наедет на небольшое препятствие? Например на камушек или выбоину на дороге?
В этом случае система выходит из стабильного состояния (прямолинейного движения) – переднюю ось резко разворачивает. Это происходит из-за большого плеча обкатки.

Углы колес

Как с этим бороться? Первая мысль – сделать плечо обкатки равным нулю с отдельными для каждого колеса осями поворота. Примерно вот так.

Углы колес

Допустим. Тогда никакой кирпич или ямка на дороге не смогут повернуть колесо вокруг его оси поворота. Кстати, в такой конструкции появился продольный наклон оси поворота колеса (кастор), который на тот момент уже применялся в конструкциях велосипедов. Однако, автомобили становились тяжелее, а их покрышки шире и такое решение стало вызывать проблемы. Дело в том, что водителю очень трудно повернуть колесо такого автомобиля на месте или на небольшой скорости из-за возросшей массы автомобиля и ширины профиля его шин. Усилителей руля в ту пору еще не было и поэтому конструкторы решили сделать плечо обкатки не нулевым, а длиной порядка 25% от ширины профиля покрышки.

Углы колес

Теперь, при наезде на препятствие поворачивающий момент, по сравнению с телегой, уменьшился на несколько порядков, а усилие при повороте колеса стало в разы меньше, чем при нулевом плече, т.к. теперь при повороте, колесо не поворачивается вокруг центра пятна контакта шины, а перекатывается, хоть и по малому, но радиусу.

Но при наличии хоть и небольшого, но всё-таки плеча, каждое колесо стремиться вывернуться наружу даже при движении по ровной дороге (без камней и ям). Чтобы уменьшить поворачивающий момент, вызванный наличием плеча обкатки, колёса устанавливаются не прямо, а под некоторым углом. Этот называется углом схождения колёс. Теперь поворачивающий момент компенсируется схождением колёс, но сами колёса идут, что называется, плугом.

Углы колес

Вот теперь настало время развала колёс. Если «идущее плугом» колесо наклонить наружу, то из-за упругой деформации покрышки колесо, в пятне контакта с дорогой, примет форму сильно усечённого конуса, который будет катиться по дуге. Теперь, по сути, мы имеем не «идущие плугом» колёса-цилиндры, а два усечённых конуса. И благодаря тому, что эти «конусы» имеют, как схождение, так и развал, их беговые дорожки направлены прямо.

Но теперь, после поворота руля колёса «не хотят» возвращаться в прямое положение, да и вообще, всё время приходится «ловить» это самое прямое положение. Положительный кастор тут помогает мало. Что делать?

Углы колес

Эту проблему решили просто – наклонили ось поворота колеса в поперечной плоскости (угол β ). Теперь при повороте колеса передняя часть автомобиля будет приподниматься. Руль станет чуть тяжелее, но зато при движении автомобиля колёса будут стремиться занять прямое положение, что называется, автоматически.

Углы колес

Со временем скорости автомобилей возрастали и потребовалась динамическая стабилизация - чтобы колесо, на скорости, само возвращалось в исходное положение если по каким-либо причинам оно отклонилось. Для этого ввели продольный угол наклона оси поворота - кастер. (принцип рояльного колеса)
В динамике, колесо стремится занять наиболее устойчивое положение, которое находится позади оси.

Углы колес

Теперь при повороте боковые реакции дороги, приложенные позади (благодаря кастеру!) стараются вернуть колесо на место.
Более того, если на машину действует боковая сила, не связанная с поворотом (например, вы едете по косогору или при боковом ветре), то кастер обеспечивает при случайно отпущенном руле плавный поворот машины «под склон» или «под ветер» и не дает ей опрокинуться.

Углы колес

Теперь об этом же, но более официально:

Развал колес

Развал колес

Развал колес (англ. camber) - это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:
положительный (+) – когда верхняя часть колеса наклонена наружу (от кузова автомобиля)
отрицательный (-) – когда верхняя часть колеса наклонена внутрь (к кузову автомобиля)

Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка. Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом:

Слишком большой отрицательный угол:
+ хорошая устойчивость авто в поворотах
- ухудшается сцепление колес при прямолинейном движении
- повышенный износ внутренней стороны шины

Слишком большой положительный угол:
+ хорошее сцепление колес с дорогой
- ухудшается устойчивость в поворотах
- повышенный износ наружной стороны шины

Для автомобилей УАЗ угол развала колес задан жестко и составляет:
для УАЗ-452 и УАЗ-469: 1°30+-15'
для УАЗ Патриот и УАЗ Хантер с мостами типа Спайсер:

Схождение колес

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) - угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах.
При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Схождение колес

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом:

Слишком большой отрицательный угол:
- ухудшается выдерживание траектории движения
- повышенный износ шины с внутренней стороны
- острая реакция авто на рулевое управление

Слишком большой положительный угол:
- ухудшается выдерживание траектории движения
- повышенный износ шин с наружной стороны

Схождение колес на УАЗе величина регулируемая и составляет для автомобилей (B-A)
УАЗ-452, УАЗ-469: 1,5-3,0 мм. (23'+-0.8')
УАЗ Патриот, УАЗ Хантер с мостами типа Спайсер: 0,5-1,5мм (от 0°3'04" до 0°9'12")

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Схождение колес

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) - угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы, стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Для автомобилей УАЗ угол поперечного наклона задан жестко и составляет:
УАЗ-452, УАЗ-469Б: 5°30' +- 0°30'
УАЗ-469 с портальными мостами:
УАЗ Патриот, УАЗ Хантер с мостами типа Спайсер:

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) - угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Кастор

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Угол продольного наклона шкворня для автомобилей УАЗ задан жестко.
для УАЗ-452, УАЗ-469, УАЗ-469Б: +-0°30'
для УАЗ Патриот, УАЗ Хантер с мостами типа Спайсер: 5° -1°

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика - плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают - то плечо обкатки нулевое.

Плечо обкатки

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может  повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Частично использованы материалы из статьи Алексея Требунских

См. так же:
УГЛЫ И «ПЛЕЧИ» - разъяснение терминов употребляемых в описании подвески автомобиля (что такое "развал", "схождение", плечо обкатки...)
Рессора как направляющее устройство задней подвески
Упругие элементы подвески
Что нужно учитывать при лифте подвески УАЗ Хантер
Несущая система УАЗ

наверх



Дизайн © 1999-2018 Уазбука. О сайте

info@uazbuka.ru


Клуб УАЗоводов Фотогалерея УАЗБУКИ Форум УАЗБУКи Руководства, справочные материалы об УАЗ Каталог деталей УАЗ