26 октября 2020
Мастер-класс

О геометрии подвески

В ходе часового занятия на тему «Проверка и регулировка углов установки колес», которое для специалистов автосервисных станций провел технический менеджер компании Bilstein group Александр Сосновский, были рассмотрены основная проблематика и ключевые особенности означенных процедур.

Александр Сосновский компании Bilstein group

Углы установки колес (УУК) обеспечивают правильную работу подвески, а значит, управляемость и устойчивость автомобиля. Очевидно, что подвеска и рулевое управление непосредственным образом связаны с обеспечением безопасности во время движения. Руль должен быть отзывчивым, а управляемость – предсказуемой. Углы установки колес также формируют пятно контакта с дорожным покрытием, следовательно, влияют на износ шин. По его характеру иногда можно судить о нарушении углов установки колес.

Для чего же и когда производятся проверка и регулировка углов установки колес? В каких случаях нужно рекомендовать клиенту пройти эти процедуры? Регулировка УУК должна производиться после замены определенных деталей подвески – рулевых наконечников, тяг и рычагов, а также при сезонной замене шин.

При диагностике подвески используется стенд. Он особенно необходим, если клиент обращается в автосервис с жалобой на то, что автомобиль ведет в сторону, или сетует на неадекватное поведение подвески. Большинство углов, замеряемых на стенде, фиксируются в статичном состоянии. Но в движении машина разгоняется, тормозит, кренится в поворотах, углы в подвеске меняются – одни в большем диапазоне, другие в меньшем. Анализ диапазонов изменения углов может рассказать специалисту все о том, как будет вести себя автомобиль в различных дорожных ситуациях. По анализу этих показателей осуществляется и экспертиза после аварий, когда требуется выяснить техническую причину того или иного происшествия.

Каждый из элементов подвески рассчитан для работы в определенных условиях, к которым привязаны и углы установки колес. Если углы или их рабочие диапазоны нарушены, возникнет повышенная нагрузка на некоторые элементы подвески. Это выведет перегруженные компоненты подвески из строя быстрее, чем при эксплуатации в проектных условиях. Иногда процесс износа ускоряется в разы. Какие же детали подвески связаны с углами установки колес? Можно с уверенностью утверждать, что в той или иной мере – все.

В подвеске Макферсона ось поворота колеса проходит через верхнюю опору амортизатора и шаровую опору. Следовательно, при замене одной из названных деталей возможно смещение по оси, поэтому стоит провести проверку и при необходимости регулировку. Понятно, что менять детали подвески необходимо парно, слева и справа, потому что иначе добиться точной настройки углов установки колес будет значительно сложнее.

Состояние пружин также влияет на УУК, в частности на развал. При большем проседании пружины на одной из сторон машина приобретает наклон и в подвеске возникает нежелательный дисбаланс нагрузок. При замене пружин также необходима проверка с последующей регулировкой углов. Менять пружины также рекомендуется парно.

При изношенном амортизаторе автомобиль будет сильно раскачиваться в движении и нестабильно вести себя на неровностях или в маневрировании. При замене амортизатора также возможно смещение оси поворота колеса, поэтому проверка углов настоятельно рекомендуется.

Поворотный кулак часто повреждается при ударе в подвеску, и возникает смещение углов. В подшипнике ступицы может появиться люфт, поэтому при замене подшипника также необходима проверка УУК.

Сайлент-блоки в рычагах подвески со временем теряют эластичность, и это тоже сказывается на углах установки колес. Замена деталей на одной из сторон даст нестабильное поведение автомобиля в движении, поэтому менять сайлент-блоки и рычаги нужно попарно – на обеих сторонах. После замены необходимо проверить углы.

Стабилизатор не влияет на УУК в статичном состоянии, но он сильно влияет на устойчивость автомобиля в движении. На изменении углов установки колес может сказаться положение подрамника, рулевых реек и тяг. Проверка углов установки колес – процедура, которая должна быть обязательной и регулярной. Об этом говорится в сервисных предписаниях, но, к сожалению, в большинстве случаев регулировку УУК на сервисных станциях производят лишь после замены деталей подвески. Проверка подвески, проводимая на регулярной основе, – редкое исключение в деятельности СТО и в практике автовладельцев. Мастера не часто рекомендуют проверку клиентам, в то время когда ее обязательно следовало бы производить, например, при сезонной замене шин. Разница их по жесткости и другим свойствам дает разное пятно контакта, в соответствии с этим меняется поведение автомобиля на дороге. Без регулировки УУК может возникнуть неравномерный износ шин. Иногда после замены шин автомобиль начинает уводить в сторону. Чаще всего проблему пытаются решить перестановкой колес, в то время как требуется регулировка углов. Свести к минимуму динамический дисбаланс колеса и компенсировать боковые уводы позволяют современные балансировочные стенды, но они дорогостоящи и поэтому пока не очень распространены.

Для выполнения проверки углов установки колес сейчас используется такая продвинутая техника, как 3D-стенды, позволяющие осуществлять комплексную проверку основных и вспомогательных углов, чтобы представить мастеру полную картину. Такие стенды хотя и достаточно просты в применении, но все же требуют подготовленного персонала, ведь анализ данных, как и регулировку, должен производить человек. В рекламных целях, зазывая клиентов, обладатели современной диагностической техники часто делают упор именно на новое оборудование, но если мастер не будет уметь с ним работать, то эффективных результатов добиться никак не получится.

Перед проведением замеров автомобиль необходимо подготовить. Автопроизводители прописывают конкретные требования в руководстве по обслуживанию, но есть и общепринятые нормы. Первое – нужно выставить предписанное давление в шинах. Второе – необходимо иметь в виду, что углы указываются для колес с определенной размерностью. Если же на автомобиль установлены нештатные колеса, то регулировка будет производиться, что называется, на свой страх и риск, ни о каких правилах и гарантиях тут речь идти не может. Про поведение автомобиля на таких колесах тоже, конечно, никто ничего определенного не скажет. Если на СТО для регулировки УУК обратился клиент с автомобилем на нештатных колесах, то его как минимум нужно предупредить, что стенд может работать только со штатными размерами колес. Однако в любом случае нелишним будет проверить равномерность износа шин, стоящих на одной оси. Разность износа не должна быть выше 1−2 миллиметров, иначе автомобиль в движении станет уводить в сторону и никакими регулировками невозможно будет изменить положение к лучшему.

До регулировки УУК следует смонтировать все детали, подлежащие замене, устранив люфты и зазоры. Клиренс должен соответствовать спецификациям. Автомобили премиум-класса сейчас оснащаются активной пневмо- или гидроподвеской. Перед регулировкой их нужно привести в настроечное положение.

Большинство автопроизводителей предусматривают проверку УУК на полностью снаряженном автомобиле без дополнительных грузов. То есть все технические жидкости должны быть заправлены, инструмент и запасное колесо должны находиться на своих местах. Некоторые автопроизводители для проверки углов установки колес предписывают дополнительную нагрузку, причем иногда довольно существенную – свыше 200 килограммов. Без нее невозможно добиться корректной регулировки и должного поведения автомобиля в движении.

Современные автомобили несут на борту электронных ассистентов, корректирующих движение. После регулировки углов установки колес электронику придется заново калибровать, в противном случае работать как положено ассистенты не будут.

Традиционно регулировку начинают сзади. Связано это с тем, что задняя ось задает так называемый вектор тяги, а уж затем по ней регулируется и передняя. Но некоторые автопроизводители рекомендуют регулировать сначала переднюю ось, потом заднюю, после чего окончательно настроить переднюю. Такая схема работ используется в основном на сложной многорычажной подвеске.

Сзади прежде всего регулируется угол развала колес. Потом регулируется угол схождения. Затем на передней оси устанавливается кастор – угол продольного наклона оси поворота колеса. После этого спереди настраивается развал и схождение.

«Схождение – угол между плоскостью вращения колеса и направлением движения автомобиля. Схождение спереди регулируется на всех автомобилях, сзади – на большинстве. Положительное схождение – когда передние части колес сведены друг к другу, отрицательное – когда друг к другу сведены задние части колес. В нулевом схождении колеса параллельны.»

Схождение передних колес в первую очередь влияет на положение рулевого колеса. То есть если разница в схождении составляет более 15 минут, то рулевое колесо будет располагаться неправильно. Но увода автомобиля в сторону это не даст. В движении углы будут одинаковы, так как разница их компенсируется неверным положением рулевого колеса.

На современных автомобилях чаще всего выставляется положительное значение схождения или же нулевое. При отрицательном схождении мы получаем более «острый» руль, что можно наблюдать на раллийных и гоночных автомобилях. Допуск в схождении очень невелик, но нюансов здесь может быть немало – в зависимости от марки и модели автомобиля. Влиять на настройку могут тип привода, положение рулевой рейки и других компонентов подвески. Расстроенное схождение может привести к неравномерному боковому износу шин и к рысканию при ходах подвески. Полагаться же в настройках следует исключительно на предписания производителя.

Проверять УУК следует не только в статике, но и в динамике, так как в различных ситуациях движения, при разгоне и торможении например, вес автомобиля по инерции устремляется соответственно назад или вперед. Меняется нагрузка на подвеску, меняются углы, которые в динамике не должны различаться более чем на 5 минут, иначе возникнет увод автомобиля в сторону при разгоне или торможении.

«Развал – угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. При положительном развале верхняя часть колес направлена от колесной арки, при отрицательном – внутрь.»

Раньше автомобили имели положительное значение развала. Так обеспечивались больший ход подвески и стабильность прямолинейного движения. Со временем с нарастанием скоростей гражданских автомобилей конструкторы стали приходить к отрицательным углам развала, чтобы придать автомобилю лучшую управляемость. Особенно это заметно на задней оси. Развал регулируется специальными болтами с эксцентричными шайбами. Последствия неправильной регулировки развала колес – неравномерный боковой износ шин, увод автомобиля с траектории прямолинейного движения в сторону большего положительного значения, нарушение устойчивости при кренах кузова. Осуществляя первичную диагностику, стоит проехать на автомобиле, чтобы установить проблему – неправильное это положение руля или же увод, так как эти «симптомы» могут свидетельствовать о различных проблемах. На современных автомобилях увод возникает, если разница в развале между правым и левым колесами составляет более 30 минут. Угол развала формирует пятно контакта шины с дорогой.

«Кастор – угол продольного наклона оси поворота колеса. Это угол, обеспечивающий стабилизацию автомобиля на высоких скоростях.»

Если разница по кастору между колесами станет более 30 минут, автомобиль будет уводить в сторону с меньшим значением кастора. Возможно также и изменение усилий на рулевом колесе. Кастор часто меняется, когда проводятся работы на задней подвеске. Изменения кастора приводят к уменьшению устойчивости машины на скорости.

«Поперечный угол наклона оси поворота колеса – угол между осью поворота и вертикалью. Он обеспечивает весовую стабилизацию автомобиля и возвращение руля в исходное положение после совершения поворота. Изменение этого угла на месте можно увидеть по движению капота автомобиля, когда руль вращается вправо и влево.»

Разрегулированность поперечного угла наклона оси поворота колеса может спровоцировать увод автомобиля в сторону, может обернуться затруднением возврата рулевого колеса в исходное положение, привести к вибрациям или ударам в руль при торможении и наезде на препятствия, к неравномерному боковому износу шин.

Понять значение этого угла можно, представив движение тележки в супермаркете. Если вы катите ее неспешно, то все колеса выстраиваются по траектории движения. Но стоит ускориться, как передние колеса тележки начнут играть в разные стороны и возникнет вибрация. В автомобиле допустить такого, конечно, нельзя.

Этот угол также формирует плечо обката – расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если меняется размерность колес, плечо обката за счет смещения осей тоже меняется. Разница по плечу обката даже в 1 мм по одной из сторон неизбежно даст проблему с управлением – машину будет тянуть в сторону. Большинство современных автомобилей настраивается на нулевое либо на небольшое отрицательное плечо обката, чтобы уменьшить усилия на руле. До появления усилителей рулевого управления машины настраивались с положительным значением плеча обката.

Один из основных параметров регулировки складывается из разности углов поворота колес, так как в повороте каждое из них проходит по собственной траектории. Чтобы обеспечить эту разницу, конструкторы предусмотрели рулевую трапецию, форма которой задается углом Аккермана.

И наконец, константа S. Этот параметр актуален только в автомобилях VAG, построенных на платформе B5. Характеризуется он изменением схождения при ходах подвески – когда автомобиль тормозит и разгоняется. Диапазон изменений в схождении и называется константой S. Регулируется этот показатель высотой установки рулевого наконечника. Нарушение настройки ведет к плохой управляемости по неровной дороге, при торможении и разгоне. На СТО этот параметр выставляют правильно крайне редко, так как рулевой наконечник считают необходимым просунуть до конца. На самом деле нужно устанавливать болт в нейтральное положение, а окончательно регулировать угол после настройки схода-развала.

В ходе занятия были рассмотрены лишь базовые понятия и основные параметры проверки и регулировки углов установки колес. Заинтересованный мастер, специализирующийся на геометрии подвески, может найти для себя в развитие этой темы еще много интересной и полезной информации.

Похожие материалы

Правильный момент затяжки

admin

О геометрии подвески

admin

Советы от экспертов

admin

Оставить комментарий