Какой сход развал лучше

Содержание

Нужно ли делать развал-схождение на задних колесах?

В большинстве случаев регулировка углов установки выполняется только для передних колес, тогда как задние не регулируются. Вопрос о том, нужно ли делать развал-схождение на задних колесах, интересует многих автолюбителей. В шиномонтажных центрах и автосервисах часто такая регулировка просто не выполняется, а мастера отказываются проводить ее, мотивируя это тем, что конструкция автомобиля не дает такой возможности. На деле все немного сложнее.

И задние, и передние колеса автомобиля должны быть расположены под определенными углами. Их значение для каждой модели является своим, оно зависит от конфигурации подвески, ее технических особенностей. Такие значения сохраняются в специализированных базах данных, которые используют стенды регулировки схода-развала. При выполнении измерений положение всех колес контролируется. В случае, если именно задние колеса будут иметь значительные отклонения, мастер сам должен предложить их отрегулировать.

Еще одна ситуация, при которой регулировка развал-схождения задних колес необходима — расхождение оси движения и оси симметрии автомобиля. Оно может появиться после серьезной аварии, у старых автомобилей, после капитального ремонта подвески. Если такое расхождение выявлено, чтобы компенсировать его, положение задних колес регулируют.

Заводы-производители действительно выставляют задние колеса с фиксированным развал схождением, при котором значение развала имеет небольшой отрицательный уклон. За счет этого автомобиль становится максимально устойчивым, лучше входит в повороты. Особенно хорошо такой, отрицательный уклон заметен на спортивных гоночных автомобилях. Он сильно выражен и позволяет удержаться на дороге даже в случае, если скорость очень высока.

Для обычной езды достаточно небольшого отрицательного уклона развал-схождения на задних колесах. Как правило, отдельно регулировать его не требуется. Исключение составляют модели с независимой подвеской — здесь необходимо выполнять сход-развал для всех четырех колес.

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

1 / 2 2 / 2

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.

Однако так было не всегда — на той же «восьмерке», с которой выросли все остальные автомобили этой платформы , регулировались не только схождение с развалом, но и кастер. Интересно, что допуски при этом были довольно большими, а ремонтники при регулировке далеко не всегда меняли все углы, предпочитая во многих случаях не трогать кастер — дескать, возни много и толку особо никакого.

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».

Передняя подвеска ВАЗ-2108 – классический Мак-Ферсон без подрамникабез подрамникаДопуски 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 шайбПродольные растяжки подвески ВАЗ-2108 спереди крепятся к кронштейнам, сзади – к поперечным рычагам. Именно поэтому они влияют на кастер

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 крылуЭто 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 такУдивительно, 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

Лучше всего, если развал передних колёс после регулировки будет иметь «лёгкий намёк на минус» — то есть, в пределах -0°5-10′ на сторону. Правда, выставлять этот параметр с такой ювелирной точностью на советско-российской машине не так уж просто, да и далеко не все мастера согласны тратить своё рабочее время на подобные забавы.

Настройка всех углов установки передних колёс на ВАЗе занимает больше времени, чем на автомобилях вроде Renault Logan Регулировка схождения на Самаре – процесс довольно хлопотный (особенно со стороны водителя), поэтому некоторые развальщики даже самостоятельно (!) изготавливают подобный специнструмент

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)

Перед регулировкой схождения руль нужно выставить строго горизонтально и зафиксировать, для чего на СТО используются специальные приспособления

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»

Опрос Давно делали «развал-схождение»? Голосовать Ваш голос Всего голосов:

Силовая неоднородность шины

Силовая неоднородность шины — это динамически-механические свойства пневматических шин, которые четко обозначены набором стандартов измерений и условий проведения испытаний, принятых производителями шин и автомобилей по всему миру. Эти эталоны включают такие параметры как: разброс радиальной и поперечной сил, конусность, угол бокового увода шины, радиальное и боковое биения, выпуклости по боковине. Производители шин по всему миру применяют данное тестирование с целью выявления негодных покрышек, чтобы они не попали на рынок. Как изготовители покрышек, так и производители транспортных средств, стремятся улучшить однородность покрышек для более комфортного передвижения.

Предпосылки к колебанию силы

Окружность покрышки можно рассмотреть как набор очень маленьких упругих элементов, чья жесткость различается в зависимости от условий производства. Эти упругие элементы сжимаются при взаимодействии с поверхностью дороги и возвращаются в исходное положение. Колебание в жесткости пружины в обоих направлениях — радиальном и поперечном — вызывает разброс и силах сжатия и восстановления во время вращения покрышки. На идеальной шине, идущей по безупречно гладкому пути, сила, распределяющаяся между машиной и шиной, будет постоянной. Однако, стандартно собранная покрышка, идущая по безупречно ровной дороге, окажет переменную силу на транспортное средство, которая повторит каждое вращение шины. Это колебание является источником различных повреждений при езде. Производители, как шин, так и машин стремятся снизить количество таких повреждений, чтобы улучшить динамические характеристики транспортного средства.

Параметры силовой неоднородности

Оси измерения

Оси колебания силы Силы шины разделены по трем осям: радиальная, поперечная, и касательная (или продольная). Радиальная ось проходит от центра покрышки к протектору, или это вертикальная ось от дорожного полотна через центр шины к транспортному средству. Эта ось поддерживает вес автомобиля. Поперечная ось отходит в разные стороны от протектора. Она идет параллельно оси, на которой закреплена шина. Касательная ось — это та, в направлении которой идет шина.

Колебание радиальной силы

Так как радиальная сила действует вверх и поддерживает транспортное средство, колебание радиальной силы описывает изменение в этой силе по мере вращения шины по дороге. Пока шина вращается, а упругие элементы с различными жесткостями пружины касаются и отрываются от поверхности, сила будет изменяться. Представим, шина держит нагрузку в 1000 фунтов (≈454 кг)и идет по идеально ровному пути. То есть для силы будет типичным варьирование вверх и вниз от этого значения. Колебание между 995 и 1003 фунтами, будет охарактеризовано как колебание радиальной силы (RFV) в 8 фунтов. RFV может быть выражено значением двойной амплитуды, максимальное значение минус минимальное или любое значение гармоники, описанное ниже.

Анализ гармоники

Анализ формы гармонической волны КРС, как и другие измерения колебания силы, можно представить как сложную форму волны. Эта форма может быть выражена в соответствии со своей гармоникой, применяя Преобразование Фурье (ПФ). ПФ позволяет параметризировать различные аспекты динамических свойств шины. Первая гармоника, выраженная как RF1H (первая гармоника радиальной силы), описывает амплитуду колебания силы, которая посылает пульс в транспортное средство один раз на каждое вращение. RF2H выражает амплитуду радиальной силы, которая вызывает пульс дважды за оборот и т. д. Часто эти гармоники обладают известными причинами, и могут использоваться для диагностики проблем производства. Например, пресс-форма для шин, закрепленная 8 болтами, может термически деформироваться и вызвать восьмую гармонику, таким образом, наличие высокой RF8H может указать на проблему крепления пресс-формы. RF1H — основная причина нарушений движения, сопровождаемая RF2H. Большие гармоники менее проблематичны, потому что скорость вращения шины на магистральных скоростях отмеряет время гармонического значения создает повреждения на таких высоких частотах, что они амортизируются или преодолеваются другими динамическими условиями транспортного средства.

Колебание поперечной силы

Так как поперечная сила действует от стороны в сторону вдоль оси, на которой крепится покрышка, колебание поперечной силы характеризует изменение в данной силе, по мере того, как шина вращается под нагрузкой. Пока шина вращается, а упругие элементы с различными жесткостями пружины касаются и отрываются от поверхности, поперечная сила будет изменяться. Во время вращения шина может оказывать поперечное давление примерно в 25 фунтов (≈11.3 кг), вызывая тягу руля в одном направлении. Колебание между 22 и 26 фунтами можно описать как колебание поперечной силы или LFV. LFV может быть выражено значением двойной амплитуды, максимальное значение минус минимальное, или любое значение гармоники, описанное ниже. Поперечная сила значима, например, закрепленная на автомобиле, поперечная сила может быть положительной, двигая авто влево, либо отрицательной — двигая его вправо.

Колебание касательной силы

Так как поперечная сила действует в направлении движения, колебание касательной силы характеризует изменение в данной силе, по мере того, как шина вращается под нагрузкой. Пока шина вращается, а упругие элементы с различными жесткостями пружины касаются и отрываются от поверхности, касательная сила будет изменяться. Во время вращения шина оказывает высокое тяговое усилие для ускорения транспортного средства и сохранения числа его оборотов на постоянной скорости. При устойчивом состоянии для силы может быть типичным варьирование вверх и вниз от этого значения. Это колебание может быть охарактеризовано как TFV. При испытательных условиях на одинаковых скоростях, TFV может обнаружить себя через небольшую неустойчивость скорости, возникая при каждом обороте, ввиду изменения в радиусе качения колеса. TFV не измеряется во время производственных испытаний.

Конусность

Конусность — это параметр, основанный на поведении поперечной силы. Это характеристика, описывающая склонность покрышки крутиться как конус. Эта склонность влияет на эффективность рулевого управления транспортного средства. Для того чтобы определить Конусность поперечная сила измеряется в двух направлениях — по часовой (LFCW) и против (LFCCW) часовой стрелки. Конусность рассчитывается как половина разницы этих двух значений, учитывая при этом, что значения по и против часовой стрелки имеют противоположные знаки. Конусность является важным параметром для производственных испытаний. Во многих легковых автомобилях высокого класса шины с равной конусностью крепятся на левую и правую стороны машины с учётом того, что эти показатели конусности нейтрализуют друг друга и обеспечат более гладкие ходовые качества с небольшим эффектом вращения. Именно с этой целью производители шин замеряют конусность и сортируют в группы в зависимости от результатов.

Угол бокового увода (колеса)

Угол бокового увода — параметр, основанный на поведении поперечной силы. Это характеристика, обычно описывается как склонность покрышки «ползти как краб», или двигаться из стороны в сторону, при этом сохраняя прямолинейное направление. Эта тенденция влияет на характеристики вращения руля автомобиля. для того, чтобы определить Плайстир, необходимо измерить поперечную силу в обоих направлениях — по часовой (LFCW) и против (LFCCW) часовой стрелки. Угол бокового увода рассчитывается как половина суммы этих значений, учитывая при этом, что значения по и против часовой стрелки имеют противоположные знаки. На производственных испытаниях данный угол не рассчитывается.

Радиальное биение

Радиальное биение (RRO) описывает отклонение округлости шины от идеального круга. RRO может быть выражено как значение двойной амплитуды, так же как и значения гармоники. RRO сообщает движение транспортному средству, что схоже до некоторой степени с колебанием радиальной силы. RRO зачастую измеряется ближе к центральной линии шины, в то же время некоторые производители шин способны измерять RRO с трех позиций: левое плечо, центр, правое плечо.

Поперечное биение

Поперечное биение (LRO) описывает отклонение боковины шины от идеальной плоскости. LRO может быть выражено как значение двойной амплитуды, или как значения гармоники. LRO сообщает движение транспортному средству, что схоже до некоторой степени с колебанием поперечной силы. LRO зачастую измеряется в верхней части боковины, ближе к плечу протектора.

Выпуклость и углубление по боковине

Учитывая, что шина — это комплекс многочисленных компонентов, свулканизованных в пресс-форме, существует много изменений параметров процесса, по которым можно классифицировать покрышки как бракованные. Выпуклости и впадины по боковине и являются такими дефектами. Выпуклость — это недопрессовка на боковине, которая увеличивается при накачивании. Впадина — это перепрессовка, которая не расширяется в равной степени с прилегающей зоной. Оба случая считаются визуальным браком. В производстве шины измеряются для того, чтобы выявить покрышки с чрезмерными визуальными дефектами. Выпуклости могу также указывать на неправильные условия сборки, например, отсутствие корда, что несет в себе опасность травмирования. Поэтому производители шин устанавливают строгие стандарты контроля шин на наличие выпуклостей. Выпуклость и впадину по боковине также называют утолщение, выбоина и бугристая боковина.

Станки измерения силовой неоднородности шины

Станки силовой неоднородности — специализированное оборудование, которое автоматически исследует шины на параметры однородности покрышки описанные выше. Они состоят из нескольких подсистем, включая транспортировку шины, усаживание её на патрон, измерительные ободья, смазка борта, накачивание воздухом, нагрузочный барабан, привод шпинделя, измерение силы и геометрии.

Сначала, шина центруется, затем смазываются её борта для более мягкого насаживания на измерительные ободья. Покрышка индексируется на испытательном узле и устанавливается на нижний патрон. Верхний патрон опускается, пока не соприкоснется с верхним бортом. Шина накачивается до заданного значения давления. Выдвигается нагрузочный барабан вплоть до покрышки и прилагает нагрузочную силу. Привод шпинделя разгоняет шину до испытательной скорости. Как только скорость, сила и давление стабилизируются, датчики нагрузки измеряют силу, оказанную шиной на нагрузочный барабан. Сигнал силы обрабатывается в аналоговых схемах, затем анализируется и выдает параметры измерения. В зависимости от различных стандартов шины маркируются следующими пометками: угол верхнего отклонения колебания радиальной силы, сторона положительной конусности и значение конусности.

Другие типы станков

Существуют многочисленные разновидности и инновации среди нескольких производителей станков силовой неоднородности шины. Стандартная испытательная скорость, подаваемая стандартным нагрузочным барабаном, для таких машин — 60 оборотов в минуту, что примерно равняется 5 милям в час (8.05 км/час). Высокоскоростные станки используются в научно-исследовательской области, где скорость может достигать 260 км/час и выше. Такие станки были также внедрены в производственные испытания. Наряду с этим используются машины, сочетающие измерение колебания силы и динамическое равновесие.

Коррекция неоднородности шины

Колебание радиальной и поперечной сил может быть уменьшено на станке силовой неоднородности посредством шероховки. В центре цикла шероховки шлифовщик подводится к центру протектора и убирает резину на выступах RFV. Сверху и по низу плеча протектора шлифовщики применяются для того, чтобы снизить размер контактной поверхности или контура и результирующее колебание силы. Верхние и нижние шлифовщики могут быть изменены независимо друг от друга в целях уменьшения значений конусности. Шлифовщики также применяются для коррекции излишнего радиального биения.

Система измерения геометрии

На станке силовой неоднородности шины можно также измерить радиальное и поперечное биения, конусность и выпуклость. Для этого используются несколько поколений технологий замера. Они включают в себя: контактная игла, емкостные датчики, лазерные датчики с фиксированной точкой, лазерные системы широкого захвата.

Контактная игла

Технология контактной иглы использует датчик касания для передвижения по поверхности шины, пока та вращается. Аналоговая измерительная аппаратура считывает движение щупа и записывает форму колебания биения. При измерении радиального биения игла фиксируется на лопатку широкого охвата, которая способна измерять пустоты на рисунке протектора. При измерении поперечного биения на боковине игла идет по очень узкой гладкой дорожке. Метод контактной иглы — одна из самых ранних технологий, который требует немалых усилий для поддержания своей механической эффективности. Небольшой захват боковины ограничивает результативность обнаружения грыж и впадин по остальной зоне боковины.

Емкостные датчики

Емкостные датчики создают диэлектрическое поле между шиной и датчиком. По мере изменения расстояния между датчиком и шиной свойства напряжения и/или тока диэлектрического поля меняются. Аналоговые схемы применяются для того, чтобы измерить изменения поля и записать форму колебания биения. По сравнению с контактными иглами область захвата у емкостных датчиков примерно на 10 мм обширней. Метод емкостного датчика — одна из самых ранних технологий, которая хорошо себя зарекомендовала; однако, датчик должен быть спозиционирован очень близко к поверхности шины, так что столкновения между покрышкой и датчиком могут привести к долгосрочным ремонтным работам. К тому же, некоторые датчики очень чувствительные к влажности, что приводит к некорректно считанным данным. Захват поверхности в 10 мм также означает, что измерение выпуклости ограничивается небольшой зоной шины. В емкостных датчиках используется фильтрация пустот, чтобы избежать влияния полостей между шашечками протектора при измерении радиального биения, и фильтрация символов, чтобы избежать влияния выступающих букв и рисунка на боковине.

Лазерные датчики с фиксированной точкой

Лазерные датчики с фиксированной точкой были разработаны как альтернатива двум предыдущим методам. Лазеры сочетают узкую дорожку захвата с большим расстоянием до шины. Для того, чтобы покрыть более широкий участок, были введены механические системы позиционирования, позволяющие считывать различные зоны на боковине. В лазерных датчиках с фиксированной точкой применяются фильтрация пустот, чтобы избежать влияния полостей между шашечками протектора при измерении радиального биения, и фильтрация символов, чтобы избежать влияния выступающих букв и рисунка на боковине.

Лазерные системы широкого захвата

Лазерные системы широкого захвата были введены в 2003 году и зарекомендовали себя как самые восприимчивые и надежные методы измерения биения, выпуклости и впадины. Данные датчики проецируют спектральную линию вместо точки тем самым, покрывая больший участок. Датчики по боковине могут свободно измерить весь участок от борта до плеча протектора и исследовать всю боковину на дефекты грыжи или впадин. Широкие радиальные датчики могут замерить от 300 и более мм, покрывая всю ширину протектора. Это позволяет охарактеризовать RRO на нескольких дорожках. Датчики широкого захвата функционируют на достаточно большом расстоянии, чтоб избежать столкновения с шиной. Применяемые двухмерная фильтрация полостей протектора и фильтрация букв на боковине позволяют исключить эти характеристики из измерений биения.

Для улучшения этой статьи желательно:

  • Викифицировать статью.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Добавить иллюстрации.

Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН

1. Внутреннее давление

2. Износ протектора

3. Механические повреждения

4. Неоднородность шин

5. Техническая неисправность автомобиля

6. Неумелое вождение автомобиля

Первым этапом при работе с шиной является проверка наличия обязательных надписей, нанесен-ных на шину, и соответствия их требованиям нормативной документации (далее по тексту – НД). Маркировка шин должна соответствовать ГОСТ 4754 «Шины пневматические для легковых автомо-билей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости», ГОСТ 5513 «Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбу-сов», ГОСТ 13298 «Шины с регулируемым давлением», ГОСТ Р 52899 «Шины пневматические для грузовых транспортных средств и прицепов», ГОСТ 7463 «Шины пневматические для тракторов и сельскохозяйственных машин», Правилам ООН № 30, № 54, № 106, № 109, № 117.

При подборе шин на транспортное средство необходимо в первую очередь учитывать требования законов, технических регламентов и ГОСТов, а также строго следовать нормативной документации производителя транспортного средства и производителя шины (размер шин, индекс нагрузки, кате-гория скорости, тип конструкции, тип герметизации и т. д).

Для того, чтобы ожидания от шин оправдались при эксплуатации, необходимо также принимать во внимание возможные условия (климат, рельеф, дистанция перевозок, тип дорожного покрытия и т.д.), в которых будут эксплуатироваться шины.

Долговечность и эксплуатационная надежность шин зависят не только от качества их изготовле-ния, но и от правильной эксплуатации, хранения и своевременного ремонта шин.

Для исключения возникновения эксплуатационных дефектов при эксплуатации пневматических шин необходимо:

1. Строго соблюдать «Правила эксплуатации автомобильных шин». Бережное отношение к шине способствует максимальному использованию ресурса шин.

2. Проверять правильность комплектации автомобиля шинами по размеру, конструкции, форме профиля, типу и степени износа рисунка протектора. Устанавливать на сдвоенные колеса и оси оди-наковые шины.

3. Соблюдать нормы внутреннего давления в шинах, в том числе и запасной. Не снижать давление в шинах при увеличении его от нагрева при движении автомобиля.

4. Перед выездом на линию внимательно осмотреть шину с целью выявления дефектов (местные повреждения, износ протектора, застрявшие предметы и др.).

5. Не перегружать автомобиль, распределять груз равномерно.

6. Не допускать резкого торможения автомобиля, кроме случаев аварийной ситуации.

7. Снижать скорость движения в труднопроходимых местах, у светофоров, шлагбаумов, на пово-ротах.

8. Избегать резких ударов об острые и выступающие предметы, не подъезжать вплотную к краю тротуара или другим предметам, оберегать шины от повреждений.

9. Не допускать эксплуатацию шин при появлении индикаторов износа рисунка протектора.

10. Своевременно направлять шины на восстановление, для проведения ремонта местных повре-ждений, а также на углубление протектора методом нарезки.

11. Проверять схождение и развал управляемых колес. Устранять неисправности ходовой части автомобиля.

12. Проводить монтаж/демонтаж шин согласно спецификации №0830 процесса монтажа-демонтажа шин на обод (сайт http://www.td-kama.com).

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ШИН

1. Внутреннее давление

При качении (движении) автомобильной шины при воздействии нормальной нагрузки, одновре-менно происходит как деформирование, так и восстановление профиля шины.

При эксплуатации автошины на пониженном или снижающемся давлении увеличивается дефор-мация высоты профиля шины, при этом возрастает теплообразование в материалах шины, что при-водит к ослаблению прочности связи между деталями конструкции и в итоге завершается разруше-нием шины. Главное условие правильной эксплуатации автомобильных шин заключается в соблюде-нии необходимого внутреннего рабочего давления в шине.

Дефекты, связанные с несоблюдением необходимого внутреннего рабочего давления:

• повышенный износ рисунка протектора по краям беговой дорожки вследствие зани-женного внутреннего рабочего давления;

• повышенный износ рисунка протектора по центру беговой дорожки вследствие завы-шенного внутреннего давления;

• излом каркаса или полное разрушение шины из-за езды на пониженном давлении или эксплуатации шины с нагрузкой выше нормативной. На внутренней полости автошин могут наблюдаться следующие стадии: потемнение резины герметизирующего слоя в плечевой зоне, выкрошивание резины герметизирующего слоя в плечевой зоне, оголение нитей корда каркаса в плечевой зоне, разлохмачивание нитей корда каркаса в плечевой зоне, разрушение боковины (протектор отдельно, боковины отдельно);

• несоблюдение рабочего давления в сдвоенных шинах ускоряет выход из строя одной из шин, а также может привести к так называемому «пятнистому износу».

• при эксплуатации на пониженном рабочем давлении в шине по внутренней полости могут образовываться радиальные трещины в плечевой зоне, отслоение боковины, расслоение в надбортовой зоне и др. проявления.

2. Износ протектора

Интенсивность износа протектора зависит от применяемых материалов: высокодисперсного тех-нического углерода, противостарителей, типа каучуков, улучшенных рисунков протектора и т.д.

На быстрый износ протектора влияют следующие факторы:

• стиль вождения, ускорения, в том числе на поворотах, резкие торможения, большая пе-регрузка;

• особенности конструкции автомобиля — влияние тяговой и тормозной нагрузки на ко-лесо;

• действие боковых сил, проявляющихся при установке колёс со схождением, а также при движении по извилистым дорогам и обгонах из-за возникновения повышенных центро-бежных сил;

• несоблюдение внутреннего давления в шине;

• наличие дисбаланса и биения колёсного узла;

• состояние дорожного покрытия, рельеф местности.

3. Механические повреждения

• различные порезы протектора и боковины, связанные с наездами на предметы с ост-рыми кромками;

• сквозные пробои протектора и боковины, связанные с наездами на дорожные препят-ствия;

• повреждения протектора и боковины, связанные с пробуксовкой, а также с эксплуата-цией на дорогах с грубым дорожным покрытием;

• повреждения бортовой части автошины вследствие неквалифицированных шиномон-тажных работ;

• повреждения новых автошин, не бывших в эксплуатации, связанные с нарушением «Правил хранения или транспортировки».

4. Неоднородность шин (неоднородность массы, геометрическая неоднородность, силовая неоднородность)

При движении автомобиля колесо с шиной вращается с определённой частотой. Достигая неко-торых скоростей, эта частота начинает совпадать с внутренними колебаниями кузова автомобиля. Внутренние колебания возрастают, если шины имеют механические повреждения, небольшие взду-тия, повышенный местный износ. Ещё больше вибрации возрастают, если шины имеют повышенный дисбаланс, радиальное и боковое биение, силовую неоднородность.

· Неоднородность массы – статический и динамический дисбаланс.

Автошины имеют два вида дисбаланса: статический и динамический:

статический — неравномерное распределение массы шины относительно оси вращения. Данный дисбаланс возникает в результате нарушения технологии производства. В случае, если статический дисбаланс завышен, его исправление производят путем нанесения на внутреннюю полость «тяжё-лого» клея;

динамический — неравномерное распределение массы колеса относительно его центральной про-дольной плоскости качения. Динамический дисбаланс является «эксплуатационной» величиной, он определяется при монтаже автошины на колёсный диск и должен устраняться корректирующей мас-сой с каждой стороны обода колеса в соответствии с показателями, установленными ГОСТ 4754 (ГОСТ Р 52899, ГОСТ 7463) или иными НД.

Следует помнить, что показатели ГОСТ 4754 (ГОСТ Р 52899, ГОСТ 7463) или НД установлены для новых шин, т.е. для шин, которые не были в эксплуатации, а эксплуатация начинается с момента монтажа автошины на обод.

Шина, которая была в эксплуатации и имеет неравномерный износ протектора вследствие тор-можений и восприятия динамических ударов, может иметь показатели динамического дисбаланса, превышающие показатели ГОСТ 4754 (ГОСТ Р 52899, ГОСТ 7463) или НД.

· Геометрическая неоднородность – радиальное и боковое биение.

Наличие у автошины радиального и бокового биений при движении вызывает колебательные процессы у автомобиля. Для новых автошин показатели не должны превышать указанных в ГОСТ 4754 (ГОСТ Р 52899, ГОСТ 7463) или НД. Если при монтаже шины выявлено радиальное или боковое биение, то такие шины не должны допускаться к эксплуатации.

· Силовая неоднородность – изменение радиальной и боковой силы, конусный

эффект.

Это показатель оценки качества изготовления шин. На шинных заводах при изготовлении ав-тошины проводится проверка легковых, легкогрузовых радиальных шин и шин ЦМК на изменения радиальной и боковой силы, а также конусный эффект.

5. Техническая неисправность автомобиля:

• отклонение от нормы развала управляемых колёс или искривление осей влечет за собой односторонний износ рисунка протектора;

• неисправная (повреждённая) подвеска усугубляет местный износ (пятнистый износ);

• неисправность амортизаторов, тормозов, люфтов в подшипниках ступиц на всех осях автомобиля, отклонение от нормы углов схождения и люфт в рулевом управлении на управ-ляемых осях автомобиля приводит к «пилообразному» износу протектора;

• эксплуатация шин на ободах с деформированной закраиной, ржавчиной на полке обода, с неисправными тормозами автомобиля приводит к разрушению борта;

• наличие одновременно нескольких неисправностей: несоответствующие нормативам развал и схождение, неисправности подвески, тормозной системы и др. приводит к ещё более сложным видам износа.

6. Неумелое вождение автомобиля

Работоспособность и срок службы шин во многом зависят и от приемов вождения автомобиля, от умения и опыта водителя. Здесь надо учитывать:

• трогание с места с пробуксовкой колес;

• резкое торможение, особенно с пробуксовкой колес;

• движение с высокой скоростью на поворотах и резкие обгоны;

• наезды на различные дорожные препятствия;

• прижатие к бордюрным камням при подъезде к тротуарам, пересечение рельсовых

путей с высокой скоростью и т.п.

При резком трогании с места увеличивается нагрузка на узлы трансмиссии автомобиля, значи-тельно повышается интенсивность местного износа протектора шин в результате пробуксовки колес.

При резком торможении выступы элементов протектора проскальзывают по дорожной поверх-ности, повышаются трение и нагрев в зоне контакта протектора с дорогой, увеличивается износ ре-зины протектора. Чем больше скорость движения, при которой производится резкое торможение, и чем резче торможение выполняется, тем быстрее изнашивается протектор. При частых торможениях с заносом (юз) сначала появляется местный износ протектора, а затем разрушению подвергаются слои брекера и каркаса. При резком торможении перегруженного автомобиля может возникнуть от-рыв протектора.

Если автомобиль совершает крутой поворот с высокой скоростью движения, то на колесо кроме центробежных сил, обусловленных его вращением, дополнительно действуют центробежные силы, возникающие при повороте автомобиля. Совокупное действие этих сил увеличивает соответствую-щую силу реакции дороги, которая стремится оторвать борта шины от обода.

Более подробное описание рекомендаций по эксплуатации автомобильных шин, причины возникновения дефектов и рекомендации по их исключению указаны в Каталоге «Дефекты автомобильных шин», разработанном ООО «Научно-технический центр «Кама»

При эксплуатации шин для исключения возникновения эксплуатационных дефектов необхо-димо руководствоваться «Правилами эксплуатации автомобильных шин», «Правилами эксплуатации шин для тракторов и сельхозмашин», «Правилами эксплуатации шин для большегрузных автомоби-лей, строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин», нормативной документацией про-изводителя.

EFC ›
Блог ›
Что такое развал-схождение и как часто его надо делать

Схождение и развал — два параметра настройки подвески, одинаково важных и влияющих на управляемость автомобиля. Настройки подвески необходимо проверять или делать заново при каждом серьезном вмешательстве в конструкцию — например, при замне рулевых тяг или нижнего поперечного рычага подвески.

Развал

Развал — угол между вертикалью и плоскостью вращения колеса. Развал считается отрицательным, если колёса наклонены верхней стороной внутрь, и положительным, если верхней стороной наружу.
Схождение

Схождение — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. Очень часто говорят о суммарном схождении двух колёс на одной оси. В некоторых автомобилях можно регулировать схождение как передних колёс, так и задних. Схождение измеряют в градусах/минутах, и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах — это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками колёс(в справочниках обычно приводятся данные по штатным колёсам, при произвольном диаметре колеса необходим пересчёт). Это определение верно только в случае неповреждённых, правильно смонтированных колёс. Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Одним из первых признаков неправильно установленного схождения является визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При схождении в 5 и более мм покрышка полностью сотрётся менее чем за 1000 км. Иногда вместо схождения колёс может требоваться выставить их расхождение (например, на задней оси с независимой подвеской колёс).
Кастер

Кастер или кастор — угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. Продольный наклон обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт скорости автомобиля. Другими словами: автомобиль выходит из поворота сам; руль, который отпущен и обладает свободным ходом, сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Это происходит, естественно, при положительном кастре. Например, кастр позволяет ездить на велосипеде, не держась за руль. На обычных автомобилях кастер имеет положительное значение (например 2,35 градуса у Mitsubishi Outlander XL). Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов больше, что делает ход автомобиля устойчивее, а также повышается стремление авто к прямолинейному движению. И наоборот, на цирковых велосипедах или на погрузчиках кастр часто равняется нулю, так как скорость перемещения сравнительно невелика, но при этом есть возможность повернуть по меньшему радиусу. Но автомобиль создается для большей скорости, поэтому требует лучшей управляемости.

Как часто надо делать сход-развал

Итак, регулировке подвергаются три основных параметра подвески, о них и следует рассказать в теоретической части статьи.

Развал – это угол наклона колес по отношению к поверхности дороги. Он может быть отрицательным – если верхняя часть колеса имеет наклон к центру автомобиля, и положительным – если верхняя часть колеса, соответственно, наклонена от центра машины. И каждого из положений есть свои положительные стороны и недостатки. Например, если угол развала отрицательный, то увеличивается пятно контакта колеса с дорогой, улучшается сцепление с дорогой, но при этом резина быстрее изнашивается.

Второе важное понятие, это кастер – угол продольного наклона оси поворота колеса, или, проще говоря, горизонтальное положение колес в арках. Это положение влияет на управляемость: немного увеличенный кастер делает рулевое управление более острым, но в случае излишне увеличенного кастера руль становится тяжелым.

Третье понятие, которое следует знать, – это схождение. Суммарным схождением называют сумму всех углов между продольной осью автомобиля и плоскостью, проходящей через центр левого и правого колес. Схождение может быть положительным (для передних колес) – в таком случае автомобиль становится более стабильным на высоких скоростях, но при этом возрастает недостаточная поворачиваемость. Отрицательно схождение передних колес делает рулевое управление более точным, но при этом увеличивается износ резины и все неровности дороги отзываются на руле – появляется так называемое «биение».

Как проводят саму процедуру? В разных мастерских ее проводят по-разному. Некоторые мастера подходят к делу ответственнее: прежде чем отрегулировать сход-развал, специалист сначала проверяет давление в колесах, обычно используя для этого переносной компрессор. Далее на все колеса устанавливаются датчики, а при помощи специальной распорки зажимается ножной тормоз. Особенно квалифицированные мастера также осматривают подвеску на наличие видимых неисправностей – однако такие специалисты встречаются крайне редко. Автомобиль «загоняют на яму» и «прожимают». Данные с датчиков передаются в компьютер, после чего результаты заносятся в таблицу, при этом первая строка – это показатели автомобиля с грузом в багажнике, следующая строка – без него. Все потому, что даже небольшой дополнительный вес способен повлиять на результаты замера. При этом большинство рабочих сервисных мастерских обычно опускают этот момент и проводят замеры с нагруженным автомобилем.

Две самые частные причины, по которым автомобилисты приезжают делать сход-развал — это плохая управляемость или увод автомобиля в сторону, а или же повышенный износ покрышек.

Однако проверить и отрегулировать сход-развал следует и на новом автомобиле. Завод-изготовитель выставляет средние параметры с расчетом на то, что дилер пред продажей подготовит автомобиль и сделает необходимую доводку. Но, как показывает практика, продавцы в большинстве своем этот момент опускают.

Производители же рекомендуют осуществлять эту процедуру каждые 15-20 тысяч километров, то есть приблизительно пару раз в год. Чтобы не тратить деньги попусту, следует регулировать сход-развал после сезонной смены покрышек.

Есть и другие ситуации, при которых следует отрегулировать сход-развал. Во-первых, после некоторых ремонтных работ: замены наконечников, шаровых опор, рулевых тяг, рулевого редуктора или рейки, маятникового рычага, стоек, пружин и сайлент-блоков. Во-вторых, при определенном поведении автомобиля – например, если машинууводит в сторону, а руль стоит криво, или если автомобиль начинает «плавать» в колее, а также если запаздывает в управлении. В-третьих, сход-развал нужно сделать после изменения высоты посадки автомобиля (обычно это делается при помощи специальных подставок или утолщенных резинок, которые устанавливаются под пружины подвески). И наконец, четвертое – сход-развал следует сделать, если руль перестал «возвращаться» при выходе из поворота, или если у автомобиля разный радиус поворота влево и вправо.

Итак, сход-развал нужно делать при плохой управляемости автомобиля, повышенном износе резины, после некоторых ремонтных работ, связанных с подвеской, а также после каждой перебортовки колес или установке новой резины. При этом мастеру следует предварительно осмотреть подвеску автомобиля, поинтересоваться у водителя о грузах в багажнике и, если они тяжелые, вынуть их на время регулировки. Также специалист должен проверить давление воздуха в колесах, диагностировать свободный ход рулевого колеса и осмотреть диски колес на предмет деформации. Невыполнение какой-либо из перечисленных процедур может повлиять на показатели датчиков.

Полезно? Жмем лайк и делимся со своими подписчиками!

Что такое «развал-схождение»

Развал
Развал колеса — это угол между центральной плоскостью колеса и перпендикуляром к поверхности дороги. Правильный развал обеспечивает хорошее управление автомобилем и сцепление с дорогой. Если же развал сделан не правильно — это может повлечь за собой неравномерный износ покрышек и проблемы с управляемостью.
Схождение
Самый критический угол установки колес — это угол схождения. Если угол схождения слишком положительный или отрицательный — это приводит к быстрому износу покрышек. Схождение — это разница расстояний, измеренных по передним и задним точкам дисков колес, в горизонтальной плоскости. Если расстояние измеренное по передним точкам меньше расстояния измеренного по задним точкам, то говорят о положительном схождении, если наоборот — об отрицательном или обратном схождении. Схождение считается нулевым, если колеса параллельны друг другу.

Как часто делать сход-развал

Обычно автосервисы рекомендуют делать сход-развал с интервалом 10-15 тыс.км на отечественных авто и до 30-50 тыс.км на иномарках. Развал-схождение желательно проверять и при необходимости регулировать раз в год, например весной.
Внеплановая проверка и регулировка углов развала-схождения понадобится в следующих случаях:

  • Производился ремонт ходовой части, например: замена рулевых наконечников, замена рулевых тяг, замена рычагов подвески, замена сайлентблоков, замена амортизаторов;
  • При изменении клиренса авто, например, установка вставок («домиков»), установка укороченных пружин;
  • Если вы устанавливаете на машину какое-либо тяжелое оборудование весом 30 кг на заднюю ось или 100 кг — на переднюю;
  • Машину стало уводить в сторону;
  • Появился сильный износ покрышек;
  • Плохо самовозвращается руль при выходе из поворотов.

Зачем делать развал-схождение автомобиля

Результатом правильно сделанного развала-схождения будет:

  • Повышение устойчивости автомобиля
  • Улучшение управляемости автомобиля
  • Снижение заносов автомобиля
  • Снижение износа шин
  • Экономия топлива

Всегда пользуйтесь услугами специалистов, имеющих в своем распоряжении компьютерный стенд для регулировки развала-схождения. На таком стенде опытный мастер сможет найти незаметные на ощупь люфты, благодаря чему вы будете своевременно проинформированы о предстоящем ремонте ходовой части машины.

Со стоимостью услуг, оказываемых в техцентре в Перово, можно подробнее ознакомиться в разделе ЦЕНЫ.
С уважением, Автосервис в Перово — Феол-Авто.

mmt ›
Блог ›
Я не знаю, что такое угол увода колеса…

«Я им столько раз объяснил, что даже уже сам понял».
(с) один преподаватель другому

Вступление, или «зачем всё это».

Заметка на эту тему напрашивалась очень давно, и, по логике вещей, она должна была появиться сразу после заметки о Ньютоне и Камме или даже внутри неё.

Или вообще не появляться.

Следуя моему кредо, я не занимаюсь перепечаткой того, что легко найти в интернете, книгах и так далее, в общем, того, где всё уже сказано и добавить нечего. Если же есть что добавить, спросить, подискутировать — тогда я пишу, стараясь сделать так, чтобы мой текст был а) корректен с физической точки зрения и б) понятен на интуитивном уровне. То есть чтобы упрощения не превращались в ляпы.

Зачем же я сел за эту заметку? Ведь определение угла увода колеса есть в ГОСТах, есть в любом автомобильном учебнике, есть даже в популярных книжках и статьях, короткое и четкое и… понятное?

Уже больше года прошло с момента написания той заметки про поворачиваемость автомобиля и про силы, которые влияют на его движение. При этом в той заметке я ни полсловом не упомянул (вполне осознанно) краеугольный камень, священный грааль etc всего автопрома и особенно автоспорта — угол увода колеса. Это привело к некоторому количеству откликов в комментариях и письмах. В общем, мне пришлось разговаривать с людьми на тему угла увода колеса. И это поставило меня перед тем фактом, что разные специалисты под углом увода понимают совершенно разные вещи (за которыми стоит разная физика!), а многие авторы популярных книг и интернет-статей вообще до конца не понимают, о чём пишут.

Особенно сюрреалистично было наблюдать, как разные маститые автомобильные специалисты на одни и те же очень простые вопросы дают прямо противоположные ответы (все они, конечно, абсолютно уверены в своих словах). Даже в комментариях к той статье вы ещё можете найти инженера из тюдор мотоспорт (между прочим, они строят самые быстрые тайм-аттак машины в России), который агрессивно доказывал, что угол увода колеса — это тот угол, который даёт подлом (деформация) резины без учета угла собственно сноса (скольжения) колеса.

Да у меня сток!

Мне стало интересно, и я занялся сбором статистики. Многие меня проигнорировали, но с несколькими автомобильными инженерами и пилотами высокого уровня мне удалось поговорить на эту тему. И я обнаружил, что подавляющее большинство инженеров, особенно тех, кто получали автомобильное образование у нас (в СССР, России) по нашим учебникам, углом увода колеса считают только непосредственно угол, который даёт деформация резины, без учета угла сноса (скольжения) колеса. И отсюда выводят всякие естественные заключения, что при срыве колеса в скольжение его угол увода уменьшается, и так далее. При этом некоторые из них поработали даже на западные гоночные команды, и всё равно продолжают так считать. И очень понятно, почему они так делают — если почитать те самые учебники, то физика работы шины, которая там рассматривается, рассматривается именно в диапазоне до начала сноса.

Полный размерПример отечественно учебника

Большинство же пилотов (тоже европейского уровня! И некоторые гоночные инженеры) под углом увода колеса понимают именно то, что написано в определении, дословно и ни больше, ни меньше, то есть угол, который даёт деформация резины ПЛЮС тот угол, который получается от собственно сноса резины. Не учитывать снос резины они считают (по вполне понятным причинам) полной чушью и оперируют практически только им.

В первый случай, например, совершенно не ложится классическое определение поворачиваемости машины. Точнее, оно совершенно неинтуитивно и вызывает массу вопросов. При этом это определение из тех же самых учебников. По нему, машина имеет избыточную поворачиваемость, если угол увода задних колёс больше, чем угол увода передних. Но банальный пример — если взять нейтральную машину и перекачать ей задние колёса до 5 атмосфер, тем самым а) уменьшив угол увода (в их понимании) на задних колёсах, но б) получив машину, которая везде поедет вперёд жопой (в данном случае это академическое слово! Как «похерить» в математике), заставляет заниматься натягиванием совы на глобус (да, при большом желании оно натягивается). Кстати, поворачиваемость автомобиля такой пилот и такой инженер так же определяют по-разному. Пилоты, как правило, вообще не оперируют поворачиваемостью машины в отрыве от скольжения, для них избыточная машина — это машина, которая раньше начинает скользить задней осью, чем передней (естественно, баланс машины рассматривается в каждой фазе каждого поворота, а не «вообще»). Инженеры же вполне оперируют поворачиваемостью машины до срыва колес в скольжение.

В общем, я не знал, что писать на тему угла увода колеса, но последнее время мне попалось несколько современных работ, где авторы задаются такими же вопросами, и они вдохновили меня на эту заметку.

Итак

Пневматическая шина (которая есть полимер, а конкретнее — эластомер) упруга и под действием сил деформируется. По простому говоря, она вообще не может в повороте катиться туда, куда направлен обод колеса, она всегда катится под углом к ободу. (Ровно такая же, кстати, деформация, условно говоря сдвиг «слоёв» резины друг относительно друга, происходит и при разгоне и торможении, и имеет под собой ровно ту же самую физику, и, как следствие, рождает такие приемы пилотирования, как threshold braking.)

Вот наглядное видео процесса

И картинка, которая объясняет, что происходит с шиной в повороте и как определяется угол увода колеса:

Угол увода колеса

Под воздействием сил (из той самой заметки) «слои» резины сдвигаются друг относительно друга, и в задней части пятна контакта проскальзывают относительно дороги, «отпружинивая» на место по мере того как данный участок шины отрывается от дороги при качении колеса.

Классическое определение угла увода (slip angle в англоязычной литературе) звучит так, что это угол между вектором поступательной скорости колеса и его плоскостью (центральной продольной осью), или, попросту говоря, угол между направлением качения колеса и плоскостью вращения диска колеса.

Почему этот угол так важен для автомобильных инженеров и водителей? Потому что уже очень давно было обнаружено, что коэффициент трения резины и, как следствие, сила сцепления шины с асфальтом зависит от величины угла увода.

Попов В.Л. в своей книге «Механика контактного взаимодействия и физика трения…» пишет: «Понимание физической природы трения между эластомером (например, резиной) и жестким основанием важно для многих технических приложений. Механизм трения эластомеров существенно отличается от механизма трения между твердыми материалами, такими как металлы или керамика. Прежде всего благодаря работам Гроша (1962) стало ясно, что трение резины находится в тесной связи с её внутренним трением. Одним из доказательств этого является корреляция между температурными зависимостями коэффициента трения и комплексного модуля сдвига. Этот факт указывает на то, что трение резины является её объемным свойством». Не знаю, благодаря ли работам неизвестного мне Гроша это стало ясно, но лично у меня сложилось впечатление, что это было ясно уже за несколько десятилетий до 1962 года.

Модуль сдвига

Физика работы шины крайне сложна и до сих пор полностью не описана, не смоделирована и до конца непонятна даже инженерам шинных компаний, в чём он не стесняются признаваться. Если перечислять свойства шин, которые оказывают влияние на генерируемую ей силу сцепления, то получится огромный кусок текста. От формы каркаса шины до скорости колеса, от состава протектора до его температуры, от нагрузки на шину до угла установки колеса — параметров огромное количество. И это не говоря о самой поверхности (разной абразивности асфальта, на котором может быть вода, масло и так далее).

При этом очевидно, что шины — это самая важная часть автомобиля, которая оказывает определяющее воздействие на то, как он едет, на его характер, безопасность, скоростные возможности и так далее. Поэтому производители автомобилей столкнулись с потребностью описать физику работы шины сразу же, как только эта шина была изобретена, и работы в этом направлении проделано крайне много. Шины — самая наукоёмкая часть современного автомобиля. При этом большинство результатов этой работы является секретом компаний, которые производят шины, занимаются математическим моделированием шин и так далее.

Тем не менее общие принципы, следующие из их работ, достаточно хорошо известны. Существует два подхода к описанию физики трения шины и дороги. Один из них — эмпирический, когда берут конкретные шины и инструментально замеряют генерируемые ими силы, после чего пытаются придумать формулу, которая будет выдавать те же результаты, которые получены инструментальными замерами. То есть в чистом виде занимаются подгонкой ответа. Второй — теоретический, когда пытаются придумать математическую модель исходя из представления тех процессов, которые происходят в шине, и надеются, что она будет выдавать близкие к реальным результаты всего по нескольким входным параметрам.

Первый способ вполне рабочий и десятилетиями применяется в автоиндустрии. Самой известной эмпирической моделью является «волшебная формула» за авторством Hans B. Pacejka. Она используется (и совершенствуется!) в гражданской шинной индустрии, в автоспорте, в симуляторах, и даёт хорошие результаты, но при этом никакой физической основы под её структурой нет (поэтому её и называют «волшебной», или «магической»).

en.wikipedia.org/wiki/Hans_B._Pacejka

Проблема эмпирического подхода состоит в том, любая попытка «измерить шину» немедленно наталкивается на то, что все переменные постоянно меняются и непонятно, какой именно из десятков параметров как влияет на конечный результат, и чем больше различных шин измерено, тем тяжелее придумать формулы, которые будут давать адекватные результаты для них всех, при любом давлении, температуре и так далее. И он вообще не объясняет (с математической точки зрения), почему кривая — именно такая.

При этом можно измерить катящуюся шину, но очень тяжело измерить скользящую шину. В скользящей шине происходят «взрывные» процессы (меняющие свойства резины за миллиардные доли секунды), она быстро разрушается и так далее. Более того, скользящая шина не очень интересна компаниям, которые делают резину, соответственно, проводят исследования, разрабатывают формулы и так далее. Никто ведь не будет рекламировать поведение шины далеко за гранью срыва в скольжение, все рекламируют поведение шины до того, как она сорвётся. Гонщикам тоже неинтересна скользящая шина — им интересна шина на грани срыва в скольжение, вокруг того самого максимально развиваемого сцепления. Всё это приводит к тому, что «эмпирические» модели, которые довольно полно составлены и описаны в учебниках (по которым те самые автомобильные инженеры и учатся), хорошо работают именно в зоне до скольжения шины, и могут быть не так хороши в зоне, где шина сильно скользит.

Известные графики (и они реальны!) зависимости генерируемой силы и угла увода — это она.

Сила, угол увода

Но обратите внимание, где они заканчиваются… И мне кажется, что это и есть причина разногласий между пилотами и автомобильными инженерами в данном вопросе. Вторым неинтересна та область, где шина сильно скользит, и они просто не рассматривают её. И так привыкли рассматривать только сдвиг резины и научили своих учеников, написали в своих учебниках, что им кажется, что скольжение никакого отношения к углу увода не имеет. Спортсмены же всегда прекрасно чувствуют этот «пик», где шина достигает своего максимально возможного сцепления («встаёт в упор»). И чувствуют, когда шина «перегружается» и кривая начинает движение вниз. При этом собственно деформация резины им практически неинтересна, как и теоретическое обоснование этой кривой.

Подводя итог, озвучу моё личное ни на что не претендующее мнение. Угол увода колеса — это именно то, что написано в определении, и если шина сильно скользит, то тот угол, с которым она скользит, составляет угол увода. Любимые любым инженером графики, которыми они оперируют в спорах об уводе колеса, никак не противоречат этому, просто они заканчиваются близко к моменту срыва колеса в скольжение, вокруг этой точки. Совершенно никто не мешает продолжить этот график и дальше, в ту область, где шина находится в огромном сносе и доживает свои последние минуты. И по оси абсцисс там всё так же будет угол увода колеса. А вот как там пойдет кривая — это уже второй вопрос. Хотя, опять же эмпирический опыт гонщиков подсказывает, как она пойдет, а те, кто разрабатывает теоретические модели шин, пытаются придумать модели, которые дадут конкретные цифры. Проблема в том, что они, как и шинные компании, отказываются раскрывать свои наработки, справедливо считая их know how, активом, который даёт преимущество компании на рынке.

А фраза «при скольжении угол увода колеса уменьшается» — просто некорректна. Хотя меня ей попотчевал человек, который в Европе строил подвески для Формул (не 1, но серьёзных), рассчитывая их, в том числе, исходя из математических моделей шин.

Либо, вариант два, если под «углом увода» понимать именно угол, на который «сдвигается» резина, то всё равно рассматривать поведение колеса в повороте без отрыва от его скольжения невозможно, и тот угол, на который колесо скользит, всё равно надо как-то называть.

В конечном итоге это только вопрос терминологии. В русском языке, насколько я понимаю, нет адекватных устоявшихся терминов понятиям «shear angle», «chassis slip angle», «slip» и так далее, и даже в английском они появились не так и давно и общепринятыми стали не везде, во многих учебниках вы их не увидите.

P.S. Естественно, тут речь идет только об асфальте. На других покрытиях работает совершенно другая физика.

>Устройство автомобилей

Увод колеса и поворачиваемость автомобиля



Увод колеса

При прохождении автомобилем поворота возникающая боковая сила Ру действует на весь автомобиль, в том числе и на колеса, которые находятся в контакте с дорогой. Поскольку колеса снабжены эластичными шинами, то боковая сила Ру вызовет деформацию шин в зоне контакта колес с дорогой.

Допустим, что к оси равномерно и прямолинейно катящегося колеса приложена боковая сила, перпендикулярная плоскости его качения (рис. 1). Под действием этой силы в плоскости дороги возникает равная ей боковая реакция Rу. В результате совместного действия сил Ру (приложенной к центру тяжести автомобиля) и Rу (приложенной в зоне контакта колес с дорогой) происходит деформация упругой шины. Деформируется и беговая дорожка.
Если бы не было деформации шины, то беговая дорожка оставляла бы на плоскости качения колеса прямолинейный след аб, являющийся линией пересечения плоскости качения колеса с плоскостью дороги. Однако в результате боковой деформации шины точки следа получают смещение, и линия следа аб будет наклонена к линии аб под некоторым углом δув, называемым углом увода.

Отклонение вектора скорости эластичного колеса от плоскости его вращения при действии любой по величине боковой силы называется боковым уводом (или просто уводом), а угол между этим вектором и плоскостью вращения колеса – углом увода.

Боковая сила, вызывающая увод, может быть связана с углом увода соотношением:

Ру = kувδув, (1)

где kув – коэффициент сопротивления уводу, показывающий какую по величине поперечную силу надо приложить к колесу, чтобы оно катилось с углом увода, равным 1 рад.

Для малых углов увода (до 6˚) коэффициент kув приближенно можно считать постоянным. Для легковых автомобилей kу изменяется от 15 до 40 Н/рад, а для грузовых автомобилей и автобусов – от 30 до 100 Н/рад.

Коэффициент kув можно считать постоянным лишь приближенно. Увеличение вертикальной нагрузки и давления воздуха в шинах сопровождается повышением сопротивления уводу.
При возникновении увода происходит деформация шины в радиальном и поперечном направлении, в результате чего возрастает внутреннее трение в шине. При дальнейшем увеличении углов увода начинается скольжение протектора по дороге. Результатом этого является то, что сила, необходимая для качения колеса с уводом должна быть больше, чем для его качения без увода.

Увод колеса без скольжения по дороге возможен лишь до тех пор, пока боковая сила Ру, приложенная к колесу, не превысит его сцепные возможности.

***

Поворачиваемость автомобиля

Свойство автомобиля изменять направление движения без поворота управляемых колес называется поворачиваемостью автомобиля. Поворачиваемость проявляется в результате бокового увода колес вследствие эластичности шин или поперечного крена кузова вследствие эластичности упругих элементов подвески. Поэтому различают поворачиваемость шинную и креновую.

Если в автомобиле с жесткими шинами центр поворота находится в точке О (рис. 2) пересечения продолжения осей передних и задних колес, то у автомобиля с эластичными шинами центр поворота будет находиться в точке О1 пересечения перпендикуляров к векторам скоростей v1 и v2 переднего и заднего мостов. Тогда можно записать:

L= ρэtg (θ – δ1) + ρэtg δ2, (2)

где δ1 и δ2 – углы увода соответственно переднего и заднего мостов;
ρэ – радиус поворота автомобиля с эластичными шинами;
L – база автомобиля.

Так как углы θ, δ1 и δ2 обычно невелики, то можно записать:

ρ = L/ ≈ L/(θ – δ1 + δ2). (3)

Для автомобиля с жесткими шинами углы увода равны нулю: δ1 = δ2 = 0, и для радиуса поворота справедлива формула:

ρ = L/θ,

где ρ – радиус поворота автомобиля с жесткими шинами.

Таким образом, траектория движения автомобиля с жесткими шинами зависит только от угла θ поворота управляемых колес. У автомобиля с эластичными шинами на нее влияют углы δ1 и δ2. Кривизна траектории зависит от соотношения углов δ1 и δ2.
Если δ1 = δ2, то это называется нейтральной поворачиваемостью.
При этом, согласно формуле (3) ρэ = ρ, однако траектория движения автомобиля с эластичными шинами не совпадает с траекторией движения автомобиля, имеющего нейтральную поворачиваемость, так как центры поворота в этих случаях занимают разные положения.

При действии поперечной силы на автомобиль с жесткими шинами он будет сохранять свое прежнее направление движения, пока обеспечивается его устойчивость по сцеплению колес с дорогой. Автомобиль же на эластичных шинах с нейтральной поворачиваемостью при действии боковой силы будет двигаться прямолинейно под углом δув к прежнему направлению движения.

Если δ1 > δ2, то ρэ < ρ (рис. 3, б), и для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой радиусом ρ управляемые колеса нужно повернуть на больший угол, чем при жестких шинах.
В этом случае имеет место недостаточная поворачиваемость.

Если δ1 < δ2, то ρэ > ρ (рис. 3, в), и для движения автомобиля с эластичными шинами по кривой радиусом ρ управляемые колеса нужно повернуть на угол, меньший, чем при жестких шинах, т. е. наблюдается излишняя поворачиваемость.

Чтобы понять влияние различных видов поворачиваемости на устойчивость автомобиля, рассмотрим воздействие на автомобиль боковой силы Ру в случае, когда угол поворота управляемых колес равен нулю: θ = 0.

В случае нейтральной поворачиваемости (рис. 3, а) автомобиль будет двигаться под углом δув = δ1 = δ2 к траектории своего прежнего движения.

В случае недостаточной поворачиваемости (рис. 3, б) в результате того, что углы уводов переднего и заднего мостов различны, будет действовать центробежная сила Рц из центра О1 поворота автомобиля, при чем она будет направлена в противоположную сторону возмущающей боковой силе Ру, что уменьшит ее и, как следствие, произойдет увод колес.
Следовательно, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью устойчиво сохраняет прямолинейное движение.

В случае излишней поворачиваемости (рис. 3, в) будет действовать центробежная сила из центра поворота О1, но в данном случае ее направление будет совпадать с направлением боковой силы Ру, что вызовет еще больший увод колес с изменением траектории движения. Поэтому автомобиль с излишней поворачиваемостью менее управляем и хуже сохраняет направление движения, чем автомобиль с недостаточной поворачиваемостью.

Креновая поворачиваемость автомобиля зависит от конструкции подвески. На рис. 4 показан задний мост с подвеской на листовых полуэллиптических рессорах, который поворачивает направо. Передние концы рессор соединены с кузовом простым шарниром, а задние – при помощи серьги.

Под действием поперечной силы Ру кузов автомобиля наклоняется, вызывая сжатие левых рессор и распрямление правых. Левая рессора, сжимаясь, перемещает задний мост назад (в точку А), а правая распрямляясь перемещает его вперед (в точку В). В результате задний мост поворачивается в горизонтальной плоскости.

Если вследствие крена углы поворота переднего и заднего мостов неодинаковы по величине и направлению, то автомобиль поворачивает, хотя передние колеса относительно балки моста не повернуты. Так, при действии одной и той же силы Ру один автомобиль (рис. 5, а) повернет вправо, а второй автомобиль (рис. 5, б) – влево.

Возникающая при повороте центробежная сила Рц у первого автомобиля направлена противоположно возмущающей силе Ру, а у второго автомобиля – в ту же сторону, что и Ру. Поэтому первый автомобиль лучше сохраняет направление движения под действием поперечных возмущающих сил.
По аналогии с шинной поворачиваемостью можно сказать, что первый автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость, а второй автомобиль – излишнюю креновую поворачиваемость.

У автомобиля с излишней креновой поворачиваемостью при действии поперечной силы кривизна траектории непрерывно увеличивается. Это приводит к росту центробежной силы и дальнейшему уменьшению радиуса поворота. Однако максимальное значение угла поперечного крена обычно ограничивается упорами, предусмотренными конструкцией подвески.

Креновая поворачиваемость связана с шинной поворачиваемостью, так как увод колеса возникает не только под действием моментов, но и при наклоне колеса к вертикали (развале).
Если направление поперечной силы совпадает с направлением развала, то увод возрастает. Один градус развала вызывает увод в 10…20 градусов.
У автомобилей с независимой подвеской на поперечных рычагах крен кузова вызывает изменение развала.
При двухрычажной подвеске колеса наклоняются в сторону крена кузова и направления поперечной силы, что увеличивает общий увод моста.
При однорычажной подвеске колеса наклоняются в сторону, противоположную крену кузова и навстречу поперечной силе, при этом общий увод моста уменьшается.

Так как автомобиль, имеющий недостаточную поворачиваемость, обладает большей устойчивостью, то при его конструировании и эксплуатации стремятся обеспечить именно недостаточную поворачиваемость. Поэтому у легковых автомобилей наиболее распространена подвеска на двух рычагах. Заднюю подвеску выполняют зависимой или же независимой на одном поперечном рычаге.
Если сделать наоборот (впереди установить зависимую, а сзади двухрычажную независимую подвеску), то это приведет к резкому ухудшению управляемости автомобиля.



При эксплуатации для сохранения недостаточной поворачиваемости автомобиля при перевозке грузов их размещают так, чтобы их центр тяжести находился ближе к передней оси автомобиля.
Во всех случаях давление воздуха в шинах колес передней оси поддерживают ниже, чем в задних шинах, а в случае вынужденного использования шин разной конструкции следует более жесткие шины устанавливать на заднюю ось, а менее жесткие – спереди.

Автомобиль с излишней поворачиваемостью может вообще потерять управляемость. Из формулы (3) получим:

θ = L/, (4)

При прямолинейном движении автомобиля δ1 = δ2 = θ = 0, ρэ = ∞ и обе части уравнения (3) равны нулю.
Если на автомобиль кратковременно подействует боковая сила (например, порыв ветра), то возникает большой увод колес. В этом случае в уравнении (3) δ1 > 0, δ2 > 0 и δ2 > δ1 (автомобиль имеет излишнюю поворачиваемость), θ = 0, следовательно,

ρэ = L/(δ2 – δ1) < ∞,

т. е. автомобиль начнет поворачивать по дуге радиусом ρэ, и возникнет центробежная сила Рц, которая будет поддерживать колеса в состоянии увода и после прекращения действия исходной возмущающей силы (в данном случае – порыв ветра).

Допустим, что сила Рц параллельна силам боковых реакций Rу1 и Rу2 дороги на колеса автомобиля. Такое допущение основывается на том, что после возникновения центробежная сила Рц и радиус поворота ρэ достаточно велик.
Тогда из уравнения равновесия автомобиля следует (рис. 6)

Rу1 = Рцl2/L; Rу2 = Рцl1/L (5)

Центробежная сила Рц и боковые силы Ру1, Ру2 действуют на колеса со стороны балок мостов, вызывая увод шин:

Рц = mv2/ρэ; Rу1 = — Ру1; Rу2 = — Ру2. (6)

На основании отношения (1) и с учетом уравнений (5) и (6) получим:

δ1 = Ру1/kув1 = mv2l2/(ρэLkув1), (7)

δ2 = Ру2/kув2 = mv2l1/(ρэLkув2), (8)

где kув1 и kув2 – коэффициенты сопротивления боковому уводу шин переднего и заднего мостов соответственно.

Из полученных уравнение следует, что при повышении скорости движения углы увода возрастают, причем угол δ2 растет быстрее угла δ1. Это вызывает уменьшение правой части выражения (5), которая при определенной так называемой критической скорости vув оказывается равной нулю. При этой скорости автомобиль может двигаться криволинейно, хотя его управляемые колеса находятся в нейтральном положении.
Если скорость больше vув, то (δ2 – δ1) > L/ρэ и угол θ становится отрицательным.
Это означает, что для поворота вправо передние колеса следует повернуть влево.
Таким образом, автомобиль с излишней поворачиваемостью теряет управляемость, если его скорость больше критической.

Из выражений (5), (7) и (8) определяется критическая скорость автомобиля по условиям управляемости:

vув = L.√. (9)

У автомобилей с недостаточной или нейтральной поворачиваемостью критическая скорость vув отсутствует, так как при δ2 < δ1 подкоренное выражение отрицательно, а при δ2 = δ1 оно равно бесконечности.

***

Соотношение углов поворота и колебания управляемых колес



Главная страница

  • Страничка абитуриента

Специальности
  • Ветеринария
  • Механизация сельского хозяйства
  • Коммерция
  • Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины
  • Инженерная графика
  • МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
  • Карта раздела
  • Общее устройство автомобиля
  • Автомобильный двигатель
  • Трансмиссия автомобиля
  • Рулевое управление
  • Тормозная система
  • Подвеска
  • Колеса
  • Кузов
  • Электрооборудование автомобиля
  • Основы теории автомобиля
  • Основы технической диагностики
  • Основы гидравлики и теплотехники
  • Метрология и стандартизация
  • Сельскохозяйственные машины
  • Основы агрономии
  • Перевозка опасных грузов
  • Материаловедение
  • Менеджмент
  • Техническая механика
  • Советы дипломнику

Олимпиады и тесты
  • «Инженерная графика»
  • «Техническая механика»
  • «Двигатель и его системы»
  • «Шасси автомобиля»
  • «Электрооборудование автомобиля»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *