кастер колеса на что влияет

Что такое кастор, и на что он влияет

Если процедура регулировки углов развала-схождения колес является традиционной и хорошо известной, то еще один угол, имеющийся в рулевом управлении, зачастую вовсе неизвестен – отчасти за счет отсутствия возможности его регулировки на большинстве автомобилей. Сам он, однако, играет весьма важную роль в формировании правильной управляемости автомобиля. Угол этот называется кастор (или кастер). Что это за угол, и на что он влияет?

Кастор – это угол между осью поворота колеса и вертикалью. Практически во всех автомобилях управляющее колесо поворачивается не вокруг вертикальной оси, а вокруг оси, слегка отклоненной от вертикали. Если встать сбоку от автомобиля и мысленно провести две эти оси – вертикальную и ось поворота – то угол между ними и будет являться кастором. Невооруженным взглядом заметить угол кастора сложно, поскольку обычно он небольшой и составляет пару-тройку градусов, в целом не превышая 10 градусов.

Проще всего увидеть угол кастора на двухколесной технике – мотоциклах и велосипедах. У них кастор фактически совпадает с углом наклона вилки – чем больше «завалена» вилка относительно вертикали, тем больше кастор. Самый большой кастор демонстрируют выставочные образцы чопперов с очень длинной вилкой и колесом, сильно вынесенным вперед.

Исходя из геометрической логики, кастор может быть положительным, нулевым и отрицательным. Кастор является положительным, когда ось поворота колеса пересекается с поверхностью дороги по ходу движения впереди пятна контакта колеса с дорогой – иными словами, ось поворота «завалена» назад. Кастор будет нулевым, если ось поворота колеса будет совпадать с вертикалью. Ну а отрицательный кастор создается, если ось поворота колеса «завалена» вперед, и ее пересечение с поверхностью дороги находится позади пятна контакта.

Источник

Развал-схождение: что это, как выставить правильно, и что будет, если его не делать

Наверняка вы сталкивались с тем, что автомобиль при отпущенном руле едет в сторону или кто-то из знакомых жаловался, что «пора бы мне уже съездить проверить развал», хотя при это был категорически не прав. То, что в народе привычно называют “развал-схождение” — это замер и выставление углов установки колёс. Причём помимо собственно угла развала и угла схождений есть ещё и третий угол, ничуть не менее важный.

Что такое углы установки колес?

Каждый автопроизводитель для улучшения устойчивости и управляемости предусматривает для конкретной модели автомобиля определённое положение передних (и задних) колёс относительно друг друга и плоскости дороги. Параметры развала, схождения и кастера принято называть углами установки колес.

Под развалом понимают угол наклона колес по отношению к перпендикулярной плоскости (в обычном случае — к дороге). При отрицательном развале колёса визуально становятся будто «домиком», при положительном угле развала верхняя часть колеса наклоняется наружу относительно нижней.

При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»

При отрицательном развале (слева) колёса стоят «домиком»

Схождение — это сумма углов между плоскостью, которая проходит через центры колес и продольной осью автомобиля. Звучит немного непонятно, но на деле всё просто: если оно положительное, то плоскости вращения колёс пересекаются впереди автомобиля словно «сходясь навстречу» друг другу, при отрицательном — где-то сзади (расхождение).

Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля

Положительное схождение (слева) – это именно схождение колёс навстречу друг другу впереди автомобиля

Кастер (иногда говорят кастор) от англ. Caster angle (угол продольного наклона) это угол, образованный вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. При положительном кастере ось поворота колеса наклонена назад относительно направления движения, а при отрицательном — наоборот, «смотрит вперёд».

Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд

Отрицательный кастер (слева) приводит к наклону стойки вперёд

Почему на разных машинах углы бывают разными?

Начнём с развала. При его околонулевых значениях автомобиль наиболее стабилен до тех пор, пока едет по прямой. И только в том случае, если подвеска достаточно жесткая: не просто так на старых автомобилях колёса имели положительный развал, то есть «домиком наоборот», что в некоторой степени компенсировало мягкость амортизаторов и нестабильность углов под нагрузкой.

На автомобилях с мягкой подвеской углы установки колёс в поворотах откровенно «уходят»

Однако со временем от положительного развала конструкторы начали уходить в сторону отрицательных значений (правда, всё равно не заваливая колёса на несколько градусов, как это делают в автоспорте). Это позволило улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, поскольку колесо «не подламывается» и цепляется за дорогу лучше из-за большего пятна контакта.

Развал «домиком» улучшает устойчивость автомобиля при скоростном прохождении поворотов

Stance, baby: ярко выраженный отрицательный развал колёс является неотъемлемым атрибутом некоторых автомобильных субкультур

Поэтому околонулевые настройки в теории положительно влияют на устойчивость, а «минусовой развал» позволяет «вваливать» в повороты еще лучше, но уже способен привести к ускоренному износу внутренних дорожек шин. Именно поэтому, в отличие от спортсменов, и конструкторы автомобилей, и обычные «развальщики» предпочитают околонулевые значения.

Однако в зависимости от конструкции и кинематики подвески, жесткости упругих элементов, ширины колеи, вылета колёс и многих других факторов углы установки колёс на разных машинах заметно отличаются. Более того, они могут изменяться даже в пределах одной модели в зависимости от типа подвески (обычная или спортивная) и размерности шин.

Как регулируются углы установки колес?

На многих современных переднеприводных автомобилях углы развала передних колёс заданы конструктивно, да и кастер (угол продольного наклона стойки) не регулируется, поэтому вся настройка сводится к проверке и регулировке схождения.

Заводские параметры углов Самары выглядят так: развал передних колёс = 0°±30′, схождение = 0°15′ ± 10′ и кастер = 0°20±30’0. Как видно, допуски действительно довольно большие — развал по заводским нормативам может «гулять» в пределах одного градуса, а кастер из пятидесяти «плюсовых» минут имеет законное право «уходить в минус».

Допуски производителя на Самаре довольно большие, поэтому «среднестатистический» результат посещения стенда выглядит примерно так. Как видно, все параметры укладываются в «зелёный» диапазон

Некоторые автомобилисты утверждают, что отклонения в минуты (!) они способы заметить безо всякого стенда – просто внимательно взглянув на авто спереди…

На что влияет кастер?

С кастером ситуация обстоит не менее интересно. Чуть выше мы вспомнили, что при нулевом угле наклона стойка стоит строго вертикально – то есть, колесо со ступицей никуда не смещается относительно вертикали. При отрицательном кастере стойка в верхней части словно наклоняется вперёд, а колесо, соответственно, уходит назад. При положительном – наоборот.

На переднеприводных ВАЗах, например, параметр кастера изменяется с помощью регулировочных шайб, которые подкладываются под элементы передней подвески – кронштейны продольных рычагов (растяжек).

Кастер на Самаре задаётся с помощью нескольких шайб

Убрав шайбы, стойку можно «завалить» назад в пределах градуса, а колесо – наоборот, сместить относительно центра арки в сторону переднего бампера. В реальности, правда, наблюдается обычно обратная картина – на многих «пожилых» Самарах, «десятках», Приорах и Калинах колесо «уезжает» в сторону передней двери из-за ударов и усталости металла, причем вернуть его на место получается далеко не всегда, даже если убрать все шайбы.

Так выглядит нулевой кастер: колесо стоит в колесной арке симметрично по отношению к бамперу и крылу

Это уже не кастер, а приговор передней подвеске и даже кузову. Вернуть колесо на место «малой кровью» не выйдет

Чем больше угол наклона стойки, тем переднеприводный (и не только) автомобиль стабильнее ведёт себя на высоких скоростях. Положительный кастер способствует меньшему «вилянию» машины, которая становится не такой чувствительной к колеям и неровностям.

Кастер важен не только своим прямым воздействием на скоростные качества автомобиля, но и тем, что он влияет на углы схождения и развала, которые меняются в зависимости от наклона стойки. Поэтому начинать регулировку углов передних колёс нужно именно с кастера. Затем следует регулировка развала, а в самую последнюю очередь необходимо настраивать схождение, помня о взаимосвязанности этих параметров между собой.

При изменении кастера нужно раскручивать продольные растяжки подвески. Это требует времени и сил – особенно, если автомобиль старый

Какие выбрать углы?

Обычно выбор углов установки колес из допустимого диапазона является прерогативой самого «развальщика». И это не всегда хорошо, поскольку многие из них, годами занимаясь своей работой, руководствуются какими-то внутренними стереотипами, которые нередко противоречат теории, а на практике приводят к ухудшению ходовых качеств автомобиля и преждевременному износу шин. Поэтому к итоговым цифрам распечатки нужно относиться с большим вниманием, а в отдельных случаях – не стесняться давать рекомендации.

Какой же ставить угол наклона стойки, если он регулируется? На стандартной подвеске и при «обычной» манере вождения – максимально допустимый положительный, то есть 0°50′ для переднеприводной Самары, да и на других переднеприводниках кастер лучше ставить «побольше в плюс» — в пределах допусков, и если этот параметр настраивается, конечно. Это обеспечит автомобилю лучшую курсовую устойчивость на высоких скоростях и приведёт к «самостабилизации» руля в околонулевом положении. Допустимо и небольшое отклонение от заводских допусков – например, увеличение кастера до одного градуса (60-65′).

Свои углы» могут выглядеть примерно так

Удивительно, но современный стенд «знает» даже о том, что Самара выпускалась в двух поколениях!

Правда, за «чёткий ноль» придется расплатиться тем, что в поворотах руль несколько потяжелеет (усилителя-то нет!) и будет пытаться резче вернуться в прежнее положение. Однако к такой новой особенности машины можно привыкнуть буквально за несколько минут.

Что касается развала, то иные «городские гонщики» нередко «разваливают в минус» передние колёса до одного градуса и более. Однако при этом автомобиль станет более «нервным» и чувствительным к уклону дорогу, из-за которого руль может буквально «рваться из рук» (особенно – на больших и широких колёсах!). Еще одна плата за «спортивные амбиции» — преждевременный износ внутренних дорожек – шины-то стоят «домиком»!

Развал передних колёс на Самаре регулируется с помощью эксцентрикового болта (позиция 3 на рисунке) на корпусах передних амортизаторов

Настройка всех углов установки передних колёс на ВАЗе занимает больше времени, чем на автомобилях вроде Renault Logan

При настройке схождения на переднеприводных ВАЗах также лучше всего сильно не отклоняться от околонулевых значений, помня о том, что даже при небольшой загрузке автомобиля (водитель и пассажир) оно начинает изменяться примерно на 5-7 минут, причём в какую именно сторону (в «плюс» или в «минус») зависит от положения «усов» рулевой рейки на конкретном автомобиле.

Обратите внимание, как изменяются углы схождения и развала при частичной загрузке! (первое фото – на пустом автомобиле, второе – с водителем весом 65 кг)

Что будет, если их не делать?

В большинстве случаев проверку углов установки колес рекомендуют выполнять не реже одного раза в 30 000 км и сразу же после того, если автомобиль угодил колесом в крупную яму или стал участником даже небольшого ДТП. Ведь и первое, и второе может привести к смещению элементов подвески, что нарушит параметры схождения, кастера или развала.

А что будет, если их не делать вообще? Ничего хорошего, разумеется. Как минимум, автомобиль будет хуже вести себя и на прямой, и в поворотах, ведь отклонение любого из параметров влияет и на устойчивость машины, и на её управляемость. Во-вторых, сбитые углы приведут к тому, что машину начнет уводить в сторону, поэтому водителю придется удерживать руль с большей силой для того, чтобы сохранить прямолинейное движение.

При настолько сбитом схождении левого колеса (параметр, выделенный красным), машина едет «как-то странно», постоянно рыская по дороге, а руль просто не возвращается обратно! Если всё оставить как есть, то протектора хватит буквально на пару тысяч километров.

Бывает, что машину не просто тянет влево или вправо, а она при движении все время «рыскает», отклоняясь туда-сюда от прямолинейной траектории. Кроме того, что ехать на таком автомобиле будет не слишком приятно, очень быстро владелец обнаружит, что колеса на той оси, где нарушены углы установки колёс, изнашиваются очень неравномерно и весьма преждевременно.

Износ внутренних дорожек — результат большого отрицательного развала

Известны случаи, когда из-за неправильного «схода-развала» проектор почти новой шины буквально «таял на глазах», исчезая всего за 10-15 тысяч километров!

Когда регулировка углов установки колес не помогает?

Далеко не всегда даже квалифицированный специалист на правильно отъюстированном стенде (а это очень важно!) сможет выставить углы установки колес в заданных производителем допусках. Обычно этому мешают изношенные детали подвески, в которых возникли заметные люфты. Ловить минуты там, где во время движения детали «гуляют» на целые градусы – занятие довольно бессмысленное. Поэтому опытный «развальщик» обычно начинает с первичной (то есть «грубой») диагностики ходовой части, внимательно осматривая резино-металлические элементы и проверяя их на взаимное перемещение. Во многих случаях прежде, чем заезжать на стенд «схода-развала», необходимо посетить пост общеремонтных работ для замены изношенных деталей подвески. И лишь «перетряхнув ходовку» можно пробовать добиться требуемых углов установки колес.

Бывает, что подвеска в порядке, но выставить схождение, развал или кастер все равно не получается. Причина – необратимая деформация кузова, что бывает после сильной аварии или вследствие коррозии силовых элементов. И если в первом случае еще хотя бы теоретически может помочь стапель, то на сильной «гнилой» машине малой кровью проблему не решить, а большой – не имеет смысла.

Иногда даже после того, как углы выставлены правильно, автомобиль всё равно уводит в сторону. В этом случае нужно попробовать переставить колёса местами (а лучше – сменить подозрительную пару), поскольку часто из-за деформации каркаса или неоднородности слоёв брекера шина становится «кривой»

Источник

Что такое кастр колес?

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 кастор на машине

В Википедии кастер определяется как Caster angle, угол установки колес в продольном направлении. Иногда он также именуется «кастор». Справедливости ради следует заметить, что Word слово «кастер» подчеркивает красным, а вот кастор – нет. Кастер колеса автомобиля определяется углом наклона от вертикальной оси до линии, соединяющей верхние и нижние точки подвеса (упора) автомобильного колеса. На рисунке приведены основные угловые характеристики подвески колеса.

Почему в автомобиле применяют именно положительный кастер, а не отрицательный как в самолетах. В самолетах поначалу применялся также положительный угол, но с увеличением скоростей начал проявляться эффект дребезжания и перешли на отрицательный. Положительный кастер в авто помимо управляемости добавляет немного сантиметров в длину колесной базы, а это способствует большей продольной устойчивости.

Видео — на что влияет кастор колеса:

Вариант 1

Мастер максимально сдвигает углы продольного наклона стоек, уведя их в «минус». 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 автомобиля. Результат: легкий руль, быстрые отклики на его малейшие отклонения. Однако «Самара» стала излишне нервной и вертлявой, что особенно заметно при скорости после 80-90 км/ч и выше. У автомобиля нестабильны отклики при входе в поворот (необязательно быстрый), норовит рискнуть в сторону, требуя от водителя постоянного подруливания. Ситуация осложняется при выполнении маневра «переставка».

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.

Примеры параметров кастора

Параметры кастора для легковых автомобилей (производства СССР)

Параметры кастора для грузовых автомобилей (производства СССР)

Вариант 2

«Правильное» положение стоек (наклонены в «плюс»), выставлены в «ноль» и углы схождения и развала. Рулевое колесо стало упругим и информативным, и немного более «тяжелым». Автомобиль едет четко, понятно и правильно. Исчезли вертлявость, невнятные взаимосвязи и траекторные рыскания. На «переставке» ВАЗ легко опередил предыдущий вариант.

Реальные значения и допустимая погрешность

В заднеприводных ВАЗах угол кастера обычно устанавливается около 3-х градусов 30-ти минут. При этом, как показала практика, не всегда он одинаков для противоположных колес даже на только сошедших с конвейера новых авто. Возможно там полагаются на идентичность устанавливаемых узлов и не выполняют дополнительные регулировки. Кстати, по заводским техническим условиям ВАЗа допускается отклонение до одного градуса. При таком разбросе значений угла на больших скоростях машину может уводить налево или направо (туда, где градус меньше).

Скорее всего и в иномарках никакой кастер при предпродажной подготовке не проверяют. Возможно и там такая же проблема.

Учитывая, что кастер какая-никакая важная характеристика управляемости, если вы любитель быстрой езды, следует проверить соответствие углов кастера правого и левого колеса сразу после приобретения нового автомобиля. Не каждый стенд развал-схождения обладает такой возможностью.

На переднеприводных моделях ВАЗ стандартный угол значительно меньше, приблизительно полтора градуса, опять же плюс-минус 30 минут. При таком малом кастере эти «плюс-минус» весьма критичны.

Вариант 3

Излишне «положительный» развал. Изменять его без коррекции схождения нежелательно, посему вводится еще и положительное схождение.
Опять «полегчал» руль, стали ленивее отклики на входе в поворот, увеличилась боковая раскачка кузова. Но катастрофических ухудшений в характере нет. Однако при моделировании экстремальной ситуации «чувство руля» теряется. С появлением скольжений неожиданно рано осложняется попадание в заданный коридор на «переставке» и машина начинает скользить слишком рано. В быстрых поворотах доминируют сильнейшие проскальзывания передней оси.

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.

Источник