Развал-схождение - Настройки автомобиля

Глава 9. Настройки автомобиля

Настройки автомобиля должны проводиться на ровном горизонтальном полу. Колеса одного моста должны быть одного производителя и одного типа, давление в шинах установлено одинаково и согласно техническим условиям, длина окружности колес одной оси одинакова.

Проверка шин

Измерение длины окружности колеса с помощью рулетки.

Проверка длины окружности шин должна проводиться при давлении в шинах, установленном согласно спецификации на автомобиль. Колеса передней и задней осей часто имеют разные размеры, но это маловажный фактор при настройке автомобиля. Главное, чтобы колеса одной оси были одинаковыми.

Измерение длины окружности колеса проводится гораздо точнее, чем измерение диаметра. Несмотря на то, что шины разных производителей могут иметь абсолютно одинаковые размеры (в том числе и по длине окружности), устанавливать нужно шины одного производителя.

Не рекомендуется также менять местами колеса одной оси, поскольку их приработка все-таки несколько отличается, даже если все измерения показывают их идентичность.

Измерьте диаметры колесных дисков, чтобы убедиться в их идентичности. Несмотря на то, что диски выполняются достаточно точно, всегда есть вероятность того, что диск побывал в ремонте и подвергнут механической обработке. Разность размеров колесных дисков приведет к неточностям измерений.

Примечание переводчика: в некоторых случаях при настройке шасси применяются специально изготовленные жесткие настроечные колеса абсолютно равного размера, все зависит от возможностей и пристрастий команды.

Если колесный диск был восстановлен механической обработкой, разница в размерах двух дисков (поделенная на два) должна приниматься во внимание при проведении измерений.

При способе проверки автомобиля на собственных колесах автоматически учитывается прогиб шин под действием веса автомобиля. Измерения должны проводиться с точностью, лучше 1 мм. При равном давлении в шинах колес одного моста расположение верхней точки колесного диска над полом с обеих сторон автомобиля должно быть равным. При правильной геометрии подвески и рулевого управления и равном давлении в шинах опорные точки шасси должны располагаться над полом на одной высоте при вывешенном противоположном мосте (способ вывешивания моста описан ранее).

Проверка отрицательного развала

Измерение высоты расположения верхней точки колесного диска над полом.


Установите мерительный угольник рядом с колесом. Измерьте расстояние от угольника до верхней (А) и нижней (В) точки колесного диска. Способ вычисления угла показан справа.

Проверка развала колеса проверяется при установке автомобиля на ровном горизонтальном полу при заблокированных в положении прямолинейного движения передних колесах. Для проведения измерений потребуется большой мерительный угольник и металлическая линейка. Размеры угольника должны быть примерно 500×500 мм. Этого обычно достаточно для того, чтобы проводить измерения у верхней части колесного диска.

Перед началом измерений нужно вывесить оба колеса и прокрутить их на ступице для проверки отсутствия деформации диска, иначе результаты измерений будут неверными.

Опорные точки крепления нижних рычагов подвески должны быть расположены на одной высоте над полом. Если это не так, нужно приподнять шасси так, чтобы высоты точек крепления были выровнены. Если линия, проходящая через центры точек присоединения рычагов к шасси не параллельна полу, геометрия подвески неодинакова с двух сторон автомобиля, соответственно, и развал колес будет разный.

После регулировки высоты точек крепления рычагов подвески к шасси можно начать измерения развала. Для этого мерительный угольник устанавливается рядом с колесом по его центру. Поскольку шина в нижней части колеса всегда имеет деформацию, установить угольник вплотную к колесному диску не удается. Поэтому угольник прислоняется к краю шины, с помощью линейки измеряются расстояния от края угольника до верхней и нижней точки центрального диаметра колесного диска. Разница между двумя измерениями даст величину развала в единицах длины. Угол развала колеса определиться как арктангенс отношения разницы измерений к диаметру диска. Ввиду малости углов с достаточной точностью угол развала можно вычислить по следующей формуле:

φ = 180/π–Δl/D

Пример: пусть разница Δl двух измерений составляет 8 мм, диаметр диска D равен 406 мм, тогда угол развала колеса (φ равен 1,12° (1°07'). Строго говоря, такой метод измерений не совсем точный, но из-за простоты измерений и без применения дорогостоящего оборудования он вполне пригоден для практических целей.

После измерений развала колеса в положении прямолинейного движения колесо поворачивают на 10 и 20 градусов в обе стороны и повторяют процедуру определения развала. Таким образом, Вы с помощью простых измерений получаете «информацию к размышлению» о качестве геометрии подвески. Развал колеса с изменением угла его поворота изменяется. Например, если колеса повернуть в направлении левого поворота, развал левого колеса должен уменьшаться, а развал правого — увеличиваться. Степень потери или приобретения развала при повороте колеса зависит от угла поворота и продольного и поперечного углов наклона оси поворота колеса.

Альтернативой данным измерениям может стать передача автомобиля на специализированную станцию, имеющее оборудование для регулировки углов установки колес, но обязательно нужно предупредить специалистов станции об условиях проведения измерений. Конечно, результаты измерений будут более точные, но качественные закономерности будут одинаковы при обоих способах измерений. Возможным преимуществом измерений развала с помощью специального оборудования будет более точное определение изменения развала по углу поворота колеса.

Первым делом нужно определить, является ли развал колес с обеих сторон одинаковым. Если нет, нужно провести необходимые регулировки. При положении колес для прямолинейного движения отрицательный развал передних колес не должен превышать 1,5 градуса, рекомендуемый диапазон отрицательного развала 0÷1,5 градуса.

Измерение схождения колес

На этом рисунке показан автомобиль с отрицательным схождением колес. Линии «А-В» — представляют собой центральною ось шины. Расстояние «А-А» меньше расстояния «В-В». Метод измерения схождения описан в тексте.


На каждое колесо белым маркером наносится метка «А» примерно по центру колеса и посередине ширины шины (ошибки нанесения метки не критичны). После передвижения автомобиля вперед устанавливается высота «В», равная высоте «А» (точные пол-оборота колеса).

Нанесение метки на протектор шины (точка А).

После нанесения меток «А» на оба колеса автомобиль перекатывается вперед так, чтобы метки оказались спереди. После проецирования меток на пол определяется разность расстояний (схождение) между передними и задними метками.

Все что нужно для проведения измерения схождения (опять-таки без применения сложного оборудования), это наличие ровного горизонтального пола, маркер с толщиной линии до 1 мм, рулетка и мерительный угольник.

Сначала с помощью рулетки нужно убедиться в одинаковой длине рулевых тяг с обеих сторон автомобиля. Это непременное требование: тяги всегда должны быть равной длины. Любое изменение длины тяг не должно превышать четверти оборота регулировочной муфты с одной стороны. Максимально допустимая разность длины рулевых тяг составляет 1 мм. После проверки длины рулевых тяг установите колеса в положение прямолинейного движения и заблокируйте рулевое колесо.

Покатайте автомобиль назад и вперед на 1÷1.5 метра для установки подвески и шин. Нанесите на задней стороне протектора шин проверяемой пары колес (передней или задней) точно на середине высоты колеса метки длиной примерно 12 мм. Затем с помощью угольника перенесите эти метки на пол, отметьте проекции меток. Перекатите автомобиль вперед так, чтобы сделанные метки снова встали на середине высоты колеса, но уже спереди (т.е. колесо должно сделать точно половину оборота). Снова спроецируйте метку на пол, как в первом случае.

Откатите автомобиль назад и измерьте расстояния между парами передних и задних меток. Если расстояние между передней парой меток больше, чем между парой задних, автомобиль имеет отрицательное схождение, в обратном случае говорят о положительном схождении колес. Абсолютная величина схождения определяется как разница расстояний между парой задних меток и парой передних меток. После проведения регулировок обязательно проведите контрольное измерение схождения (перед этим удалите с пола и шин ранее нанесенные метки). При неспешной и тщательной работе точность измерения схождения колес указанным способом достаточно высока.

Естественно, существуют много способов измерений схождения колес с помощью специального оборудования. При наличии этого оборудования следуйте инструкциям изготовителя и тщательно выполняйте все условия проведения измерений. Преимущество применения специального оборудования в том, что с его помощью легче определить индивидуальное схождение колес относительно центральной оси автомобиля.

ВНИМАНИЕ: Схождение колес (передних и задних) всегда должно быть распределено поровну между колесами одного моста.

Вес на колесе

Термин «вес на колесе» означает, какая часть общего веса автомобиля приходится на данное колесо. От правильного распределения веса по колесам зависит качество управляемости автомобиля. Известно много случаев, когда автомобиль никогда не проверялся, в какой пропорции распределен вес автомобиля.

Примечание переводчика: от веса, приходящегося на колесо, зависит величина прижимной силы, которая будет определять фундаментальные характеристики движения автомобиля, например, силу тяги на колесе и степень скольжения колеса (другими словами, характеристики разгона и торможения), см. например, раздел данной книги «Дифференциал повышенного трения» в главе «Задняя подвеска».

Эту процедуру часто считают применимой только к серьезным гоночным автомобилям, но это далеко не так: большой разброс распределения веса по колесам ведет к проблемам с управляемостью.

Если распределение веса по сторонам автомобиля не будет равным, автомобиль будет управляться неудовлетворительно. Тем не менее, в специальных случаях, например при гонках на треке с односторонними поворотами, дисбаланс нагрузки на колеса создается намеренно.

Во многих случаях люди отбрасывают проблему распределения веса автомобиля по колесам из-за невозможности приобрести довольно сложное оборудование для измерения нагрузки на колеса. Здесь мы опишем способ измерений, приводящий к удовлетворительным результатам, при котором нужен только ровный пол, домкрат и линейка.

Выход из создавшейся ситуации лежит во взаимосвязи между геометрией подвески и нагружением колес (вес водителя также принимается во внимание). Подвеска двухместных автомобилей, по крайней мере, сначала настраивается без учета веса пилота и штурмана. При настройке геометрии подвески как компромисс принимается центральное расположение водителя.

При несимметричном положении водителя влияние его веса на геометрию подвески не так велико, как это можно представить, поскольку вес водителя распределяется (хотя и очень непропорционально) по всем колесам автомобиля. Отметим так же, что вес водителя относительно общего веса автомобиля достаточно мал, тем более, что обычно сидение водителя установлено ближе к центру автомобиля, чем к одной из сторон. Другими словами учитывать или нет вес водителя, нужно решать самостоятельно, в зависимости от складывающейся ситуации. Приведем пример распределения веса водителя. Пусть за руль автомобиля с правосторонним управление усаживается водитель весом 68 кг. На правое заднее колесо придется 32 кг, на левое заднее колесо 18 кг, на левое переднее 13 кг и 5 кг на правое переднее колесо (при левостороннем управлении распределение веса будет симметрично относительно центральной оси автомобиля). Конечно, это только приблизительное распределение веса, много зависит от конкретных величин, таких как собственно вес водителя, места установки сидения, жесткости пружин подвески (чем жестче пружины, тем меньше сказывается влияние веса водителя в общей нагрузке на индивидуальное колесо). Вес водителя обычно имеет тенденцию к диагональному распределению по колесам. Так, если водитель расположен слева, его вес главным образом, воспринимают левое заднее и правое переднее колеса. При наличии штурмана ситуация несколько усложняется, но не очень серьезно.

Итак, в первом приближении, при определении веса, приходящегося на каждое колесо, весом водителя можно пренебречь. Мерой правильности развесовки автомобиля будут хорошая управляемость или время прохождения круга или как легко автомобиль меняет траекторию, т.е. как реально будет хорош автомобиль для водителя.

Нужно иметь ввиду, что для изменения баланса веса на колесах можно изменить место расположение некоторых компонентов. Установка батареи внизу с противоположной стороны водителя почти всегда является хорошим решением.

После проведения всех работ нужно проверить поведение автомобиля в поворотах. Центробежные силы часто имеют довольно значительную величину: внутренние (по отношению к повороту) колеса автомобиля могут потерять контакт с дорогой при прохождении быстрых поворотов, поскольку эти два колеса практически полностью разгружены и почти весь вес автомобиля приходится на внешние колеса. Хотите верьте, хотите нет, но такая ситуация редко приводит к серьезным проблемам, если геометрия подвески в полном порядке. Если внешние колеса правильно установлены относительно дороги и шины не скручиваются относительно колесного диска, автомобиль все равно остается стабильным и становится как бы двухколесным.

Естественно, стационарное распределение веса по колесам будет отличаться от распределения веса в движении. Однако, статические настройки автомобиля могут быть использованы как базовые установки при регулировке развесовки автомобиля в динамике. Если в ходе тестов делается заключение об ухудшении характеристик автомобиля, всегда можно вернуться к начальному состоянию.

Как уже отмечалось, отрегулировать распределение веса по колесам, можно без применения весовых устройств. Хотя абсолютная величина веса, приходящееся на конкретное колесо, может быть и неизвестно, но следствие действия веса на колесо должно быть одинаковым. Для использования метода распределения веса по колесам, описанного ниже, жизненно необходимо иметь абсолютно ровный и горизонтальный пол. Вес водителя и штурмана в первом приближении во внимание можно не принимать.

Если регламент соревнований подразумевает отсутствие в автомобиле кого-либо, кроме водителя, его вес может быть заменен балластом, уложенным на сидение водителя. Если регулировка проводится без учета веса водителя, всегда нужно проверять правильность регулировок уже в движении, поскольку вес водителя, хотя и немного, но влияет на действительное распределение веса по колесам.

Перед продолжением работ нужно проверить равенство длин окружностей колес и давления в шинах (по переднему и заднему мостам).

Автомобиль с независимой передней подвеской и зависимой задней подвеской

Метка «А» центра картера дифференциала, приваренная к картеру.


Способ вывешивания заднего моста с помощью домкрата через металлический пруток. Центры прутка и картера дифференциала должны быть совмещены.

Автомобиль должен быть поднят так, чтобы передние колеса были на земле, задние колеса земли касаться не должны (передние колеса не показаны).

Если с одной стороны точка крепления одного нижнего рычага расположена ниже точки крепления второго рычага (В < С), отрегулируйте положение седел пружин подвески.

Точки «В» и «С» должны быть на одной высоте над полом (разница не более 1 мм). То же относится к положениям точек «А» и «D». Длина окружности колес с обеих сторон так же должна быть одинаковой.

Если известно, что вес, приходящийся на передние колеса одинаков, то при равном весе на задних колесах зазоры «А» и «В» между задними колесами и полом должны быть одинаковыми (передние колеса не показаны).

ВНИМАНИЕ: перед началом работ под днищем автомобиля убедитесь в том, что страховочные стойки «поймают» автомобиль при его сходе с домкрата. Никогда не оставляйте автомобиль только на домкрате.

Сначала определяется положение центра картера дифференциала заднего моста. Центр картера помечается маркером или краской. Лучше всего нанести метку центра с помощью сварки, поскольку она будет постоянной величиной и будет использоваться каждый раз при проверке распределения веса по колесам. Под картер дифференциала подводится гаражный домкрат и мост приподнимается. Поскольку накладка домкрата достаточно велика (до 75 мм в диаметре), то для уменьшения ошибки позиционирования между картером и накладкой домкрата укладывают металлический пруток диаметром 12÷16 мм. Пруток ориентируется точно по центру картера дифференциала. Мост поднимается до вывешивания задних колес.

Теперь перейдем к передней части автомобиля. Проведем измерения положения центров точек крепления нижних рычагов передней подвески к шасси относительно пола. Высота центров в обоих случаях должна быть одинаковой. Если высоты точек крепления разные, нужно их выровнять перемещением седел пружин подвески (подразумевается наличие coil-over стоек подвески, описанных выше). Имейте в виду, что при смене положения седла пружины изменяется высота установки кузова относительно пола. Поэтому выравнивание высоты точек крепления должно проводиться изменением седел пружин с двух сторон, что обеспечит неизменность высоты центра передней подвески (другими словами, нужно поднять одну сторону автомобиля и опустить другую). Разность высот точек крепления подвески не должна превышать 1 мм (максимум 2 мм). После проведения указанных регулировок вес автомобиля, приходящийся на передние колеса, будет одинаковым.

ВНИМАНИЕ: регулировка положения седел пружин подвески должна проводится только при сброшенной с подвески нагрузки (т.е. колесо должно быть вывешено).

Для вращения седла пружины и ослабления/затяжки контргайки пользуйтесь только специальными ключами (покупными или самодельными, но ключами). Повреждения выступов контргайки или седла ударами зубилом не только выглядят неопрятно, но и могут привести к ненадежности фиксации седла.

После того, как точки крепления нижних рычагов подвески установлены на одной высоте над полом, опустите автомобиль на колеса и покатайте его (примерно на расстоянии в 7÷10 м) для установки подвески и амортизаторов. Снова вывесите задние колеса (способ подъема моста остается прежним) так, чтобы они отошли от пола примерно на 12 мм.

Снова проверим высоту точек крепления нижних рычагов передней подвески. Если высоты точек крепления с обеих сторон одинаковы, задача решена. Теперь перейдем к задней части автомобиля и проверим зазоры между задними колесами и полом. Если они равны, нагрузка на колеса распределена равномерно. Если не равны, нужно приподнять седло пружины со стороны большого зазора и опустить со стороны малого зазора до их выравнивания.

После выравнивания зазоров между задними колесами и полом распределение веса автомобиля по колесам будет равномерным. Опустите автомобиль и проверьте высоту подвески. Этой операцией регулировка распределения веса заканчивается. Критический момент при проведении регулировок — это центральная установка домкрата под задним мостом и правильная установка рычагов передней подвески.

Автомобиль с независимыми передней и задней подвесками

На рисунке показано неравенство зазоров «А» и «В» между задними колесами и полом. Нужно увеличить усилие пружины подвески со стороны «А» и уменьшить со стороны «В».


Подъем автомобиля за центр «А» задней оси. Высота «В» от точек крепления нижних рычагов передней подвески к кузову до пола должна быть одинаковой.

Подъем автомобиля за центр «А» передней оси. Высота «В» от точек крепления рычагов задней подвески к кузову должна быть одинаковой.

При такой конфигурации автомобиля проведение регулировки распределения веса по колесам несколько сложнее, чем при наличии зависимой задней подвески. Сначала поднимем заднюю часть автомобиля до вывешивания задних колес. Точка установки домкрата должна располагаться по центральной оси автомобиля как можно ближе к заднему мосту.

ВНИМАНИЕ: место установки домкрата под кузовом должно быть достаточно прочным, чтобы принять вес автомобиля без деформаций.

Так же, как и в случае с зависимой подвеской, между кузовом и площадкой домкрата укладывается металлический пруток. Точка установки домкрата помечается каким-либо способом.

Теперь проводим измерения высоты установки передней подвески с каждой стороны автомобиля. Если высоты точек крепления рычагов подвески к кузову одинаковы, никаких регулировок проводить не нужно. Если же они не равны (наиболее вероятная ситуация), нужно отрегулировать положение седел пружин подвески до выравнивания высот точек крепления рычагов. При регулировке положения седел пружин передние колеса должны быть вывешены (вес автомобиля на подвеску действовать не должен). После каждой регулировки автомобиль нужно устанавливать на колеса и прокатывать 7÷10 метров. Регулировка проводится до точного равенства высот точек крепления рычагов над полом.

Теперь перейдем к задней части автомобиля и измерим расстояния от задних точек крепления нижних рычагов к кузову до пола с обеих сторон автомобиля. Эти точки используются как опорные в определении относительного положения передней и задней подвески (параллельность осей подвесок). Расстояния от точек крепления рычагов подвесок должны быть попарно одинаковы (конечно, спереди и сзади они не равны). Допустимая разница высот точек крепления 1 мм, в идеальном случае разницы в высоте быть не должно, все зависит от точности исполнения шасси. Если кронштейны крепления подвески приварены к шасси (кузову), нужно их отрезать и приварить на другом месте для обеспечения заданной точности высоты подвески. Не подумайте, что это глупость. Небольшая ошибка в начале размерной цепочки будет нарастать при переходе от детали к детали.

Ошибка в изготовлении шасси может быть разнесена на геометрию передней и задней подвески или, если она достаточно мала (до 0,5 мм) ее можно компенсировать задней подвеской. Только имейте в виду, что точность изготовления передней подвески более важна, поскольку в первую очередь от неё зависит курсовая устойчивость автомобиля, тогда как к неустойчивости задней подвески обычно более легко приспособиться.

Если задняя подвеска крепится к шасси через подрамник, его точки крепления можно использовать для регулировки положения подвески (обычно для установки подрамника применяются регулировочные проставки). Если шасси слегка не отвечает требованиям относительной установки передней и задней подвесок, подрамник задней подвески перемещается в нужном направлении, обеспечивая тем самым совмещение подвесок.

Итак, расстояние от земли до точек крепления рычагов подвески определяет геометрию подвески. Положение автомобиля может быть изменено так, что без изменения обшей высоты подвески, расстояния от земли до точек крепления рычагов будет одинаковым с обеих сторон автомобиля.

Теперь перенесем домкрат с заднего моста на передний. Установим домкрат по центральной оси автомобиля как можно ближе к переднему мосту. Поднимем автомобиль до вывешивания передних колес (зазор над полом примерно 6 мм). Условия установки домкрата такие же, что и заднего моста.

Перейдем к задней части автомобиля. Измерим расстояния от пола до точек крепления нижних рычагов к шасси. Регулировкой пружин подвески выравниваем высоту точек крепления (заметим, что при не параллельности переднего и заднего мостов таким образом можно компенсировать только небольшую ошибку). Если при вывешенных и опущенных задних колесах разница в высотах точек крепления рычагов с обеих сторон не больше 1 мм, такая ошибка допустима. Еще раз заметим, что лучше иметь ошибки (небольшие!) в задней подвеске, чем в передней.

При наличии ошибки в установке рычагов нужно отрегулировать положение седел пружин подвески. Регулировку положения седла нужно проводить при разгруженной подвеске. После каждой регулировки автомобиль нужно прокатывать 7÷ 10 метров для установки подвески. После регулировки задней подвески перейдем к передней и проверим высоту точек крепления ее рычагов. Эти точки сейчас рассматриваются как опорные для связи переднего и заднего мостов и ранее сделанных измерений. Измеренные расстояния с обеих сторон подвески должны быть одинаковыми. После завершения этих двух процедур регулировки еще раз проверяют высоты точек крепления всех рычагов подвесок. В идеале они должны быть равны.

ВНИМАНИЕ: в идеале желательно получить правильную геометрию шасси, одинаковую высоту точек крепления подвески и равномерное распределение веса по колёсам. Но небольшое отклонение в геометрии предпочтительнее, чем большая разница в весе приходящемся на каждое колесо.