Положительное схождение (Toe-In)

Положительное схождение передних колес.

Под положительным схождением понимают установку колес одной оси под углом к центральной оси автомобиля. Вершина угла установки колес при положительном схождении направлена вперед. При независимой задней подвеске колеса задней оси всегда устанавливают с положительным схождением. На передней оси колеса могут быть установлены как с положительным, так и с отрицательным схождением (обычно на переднеприводных автомобилях). Величина положительного схождения ведомых колес устанавливается в диапазоне 1,5÷3,2 мм.

При установке рулевой рейки перед осью центров колес о положительном схождении речи быть не может, в этом случает колеса получают отрицательное схождение в диапазоне 0÷2 мм.

Если рулевые рычаги устанавливаются за центрами колес (и с применением реальной рулевой трапеции) устанавливают положительное схождение в диапазоне 0÷1 мм или, при недостаточной поворачиваемости, устанавливается отрицательное схождение до 2 мм максимум.

Одной из причин применения положительного схождения на заднеприводных автомобилях является способность автомобиля поддерживать заданную траекторию движения (курсовая устойчивость). Если на автомобиле установлено положительное схождение колес, то он имеет этот стабилизирующий эффект, и при применении рулевой трапеции в повороте внутреннее (по отношению к повороту) колесо будет повернуто слегка больше, чем внешнее. Данное обстоятельство показывает преимущество установки рулевой трапеции за центрами колес. Однако, применить такое техническое решение не всегда просто на спортивном автомобиле.

Положительное схождение колес может стать причиной недостаточной поворачиваемости автомобиля из-за эффекта «борьбы» колес при неудовлетворительном изменении углов поворота внешнего и внутреннего колес. Причем на низких скоростях такое положение вещей может быть не заметно, но эффект будет нарастать с увеличением скорости. Положительное схождение передних колес является стандартом для серийных заднеприводных автомобилей. Настройка заднеприводного автомобиля на отрицательное схождение является общим способом увеличения эффективности прохождения поворотов, но она может дать и обратный эффект: автомобиль может повести себя нестабильно, особенно при тяжелом торможении.

Отрицательное схождение

Отрицательное схождение передних колес.

Положение центра «В» шарнира рулевой тяги определяется положением рулевой рейки на шасси. Расположение центров шарниров рычагов подвески и рулевой тяги на поворотном кулаке (А-В-С) должно быть таким, как показано на рисунке. То же относится к положению центров шарниров (D-E-F) на шасси. Кроме того, оси «A-D», «В-Е» и «C-F» должны быть параллельны (в плане).

Высота установки рулевой рейки определяется положением центра шарнира «В». Центр шарнира «Е» не должен быть выше или ниже центра шарнира «В» более, чем на 1,5 мм. В противном случае «ударное управление» обеспечено.

Установка отрицательного схождения передних колес является часто применяемым способом, чтобы добиться изменения углов поворота колёс. Если внутреннее (по отношению к повороту) колесо повернуто меньше или по крайней мере так же, как внешнее, автомобиль может приобрести недостаточную поворачиваемость. Предельная величина отрицательного схождения ограничена примерно 3,5 мм.

Проблемой при установке отрицательного схождения является устойчивость автомобиля при тяжелом торможении: в этом случае передние колеса имеют тенденцию к увеличению отрицательного схождения из-за податливости шарниров рулевого управления, автомобиль (даже при торможении на прямой) имеет нестабильность курса и, в худших случаях, начинает рыскать. К такому поведению автомобиля приводит установка отрицательного схождения передних колес более чем 3,5 мм (до этой величины схождение обычно не сказывается на курсовой устойчивости при торможении).

Если при тяжелом торможении автомобиль имеет плохую курсовую устойчивость, установите положительное схождение колес (примерно в 1,5 мм) и проверьте поведение автомобиля при тяжелом торможении при этой настройке. Если нестабильность курса исчезла, то причиной потери курсовой устойчивости был избыток отрицательного схождения колес. Затем установите нулевое схождение и снова проведите проверку курсовой устойчивости. Если автомобиль стал нестабильным при торможении, установите отрицательное схождение в 1,5 мм и проведите следующую проверку.

В результате тестов должна быть определена такая величина отрицательного схождения, которая обеспечивает надежность прохождения поворотов, но не приводит к потере курсовой устойчивости при тяжелом торможении.

Для обеспечения прохождения поворотов без проявления недостаточной поворачиваемости лучше избрать путь изменения геометрии рулевого привода, чем применять большие величины отрицательного схождения колес (более 3,5 мм). Изменение отрицательного развала только один из путей улучшения отклика автомобиля на поворот рулевого колеса. В идеальном случает схождение должно быть нулевым. Однако, на практике лучшие характеристики управляемости в поворотах показывает автомобиль с хорошо подобранным отрицательным схождением колес.

ВНИМАНИЕ: автомобили со слишком большим отрицательным схождением очень легко теряют курсовую устойчивость, особенно если водитель не будет внимателен на 100%.

«Ударное управление» (Bump Steer)

Под «ударным управлением» понимается наличие ударов на рулевом колесе из-за изменении схождения колес относительно дороги при наезде колеса на неровности (бугры или впадины) покрытия. В идеальном случае «ударное управление» должно отсутствовать.

Причина «ударного управления» лежит в геометрических соотношениях положения рулевой рейки, длины рулевых тяг, точек крепления и центров шаровых шарниров рычагов подвески, длины рычагов подвески.

При рассмотрении «ударного управления» во внимание должно приниматься два соображения. Во-первых, это положение центра шарнира рулевой тяги на поворотном кулаке (определяет высоту установки рулевой рейки на шасси). Во вторых, положение рейки относительно точек крепления рычагов подвески.

Положение поворотного рычага на ступице определяет вариант установки рулевой рейки. Обычно рейка располагается позади оси колёс. Желательно, чтобы точки крепления рейки имели возможность регулировки по высоте (пусть и небольшие) для приспосабливания к изменению длины рулевых тяг при регулировке схождения колес. Например, для смены положительного схождения в 1,5 мм на отрицательное схождение в 2 мм рулевые тяги нужно немного укоротить и затем соответственно сменить положение рулевой рейки.

Рулевая рейка имеет с обоих концов шаровые шарниры. Расстояние между центрами шарниров является критическим фактором при проектировании и изготовлении подвески (определение точек крепления рычагов). Тип рулевой рейки должен быть выбран до принятия основных конструктивных решений по подвеске, если Вы не хотите неожиданно получить «ударное управление».

Потенциальную возможность наличия «ударного управления» очень легко проверить. Проверка проводится с каждой стороны подвески по отдельности. Перед автомобиля приподнимают на домкрате, передние колеса устанавливают в положение прямолинейного движения и затем их снимают. Для облегчения перемещений рычагов подвески нужно снять стойку (пружину и амортизатор) или только пружину подвески. После этого рычаги подвески можно перемещать на полный ход подвески относительно легко. Изменение схождения колес при изменении хода рычагов можно наблюдать визуально или измерять. Особенно удобно определять изменение схождения колес при установленных тормозных дисках. Если при смене хода подвески меняется схождение колес, то имеет место и «ударное управление».

«Ударное управление» можно устранить или снизить его влияние небольшими перемещениями рулевой рейки вверх или вниз в точках крепления (обычно для этих целей в кронштейнах крепления рейки выполняются овальные отверстия). Если рулевая рейка изначально установлена правильно и длины тяг рулевого управления выбраны корректно, то величина изменения положения рейки относительно шасси очень небольшая.

Если полностью устранить эффект «ударного управления» не удается, по крайней мере постарайтесь сделать так, чтобы при ходе сжатия подвески схождение шло в сторону положительной величины, а при ходе отбоя — в сторону отрицательной величины. При этом будет достигаться компромисс между «ударным управлением» и креном кузова при прохождении поворотов. Например, при прохождении левого поворота левое переднее колесо при ходе отбоя подвески приобретает отрицательное схождение, правое же колесо не имеет нежелательной тенденции к положительному схождению, поскольку пружины не успевают полностью отслеживать ход подвески. Таким образом, «ударное управление» (естественно, незначительное) может на Вас поработать.