Бережи гуму і себе: що таке розвал-сходження, і чому за ним варто стежити

«Потрібно зробити розвал-сходження» — саме такими словами часто закінчують свою роботу майстри після ремонту передньої підвіски. Це і справді невід’ємний процес, хоч би й довелося замінити тільки наконечники рульових тяг. Насправді під «розвалом-сходженням» мають на увазі перевірку і регулювання кутів установки керованих коліс, а іноді і коліс задньої осі. Сьогодні ми розглянемо, які ж кути встановлення існують, і на що вони впливають, і наведемо приклад регулювання їх на Nissan Navara.

Що таке кути встановлення коліс

Ми розглядатимемо все, про що говоримо, на прикладі передніх коліс, оскільки вони є керованими — а отже, рухаються в кількох площинах. У русі найголовніше для колеса — залишатися в строго вертикальній площині незалежно від положення щодо кузова. Це найважливіша умова для збереження ідеальної плями контакту шини з дорогою. Але підвіска не ідеальна, тому колесо, переміщаючись щодо кузова, раз у раз відхиляється від вертикалі. А якщо врахувати, що воно ще й повертається відносно горизонтальної площини, то ні про яке збереження сталості плями контакту в принципі говорити не варто.

Єдине, що можна зробити — хоча б мінімізувати відхилення та їхній вплив на керованість автомобіля. Завдяки кутам установки можна домогтися або паровозної впевненості руху автомобіля навіть у поворотах, або чудової керованості, принісши при цьому в жертву стабільність.

Варто пам’ятати, що звичайний цивільний легковий автомобіль — це набір компромісів, і геометричні дані встановлення коліс у цьому сенсі не виняток. Тому всі параметри мають бути збалансовані насамперед на догоду безпеці керування. Майстри застосовують поняття «розвал-сходження», тому з цих параметрів і почнемо.

Які бувають кути

Перший кут — відносно поздовжньої вертикальної осі колеса: це розвал (англійською — camber). Простіше кажучи, це коли верхня частина колеса трохи завалена всередину або назовні від автомобіля. У першому випадку кажуть, що кут розвалу негативний, у другому — що позитивний.

Цей параметр потрібен і важливий з кількох причин. Одна з них — це зниження навантаження на маточинний підшипник. Ще теоретики кажуть, що розвал необхідний для компенсації зміни положення колеса відносно кузова в процесі його «відпрацювання» по нерівностях і в поворотах. І якщо підвіска настільки шикарна, що дає змогу залишатися колесу у вертикальній площині незалежно від його розташування щодо кузова, то цей кут може бути мінімальним.

Якщо це типовий МакФерсон, і він має характерну для нього кінематику, то розвал може бути трохи негативним. До речі, великий негативний кут розвалу можна спостерігати у перегонових автомобілів. Обумовлено це тим, що під час крену машини в повороті колесо прагне до позитивного розвалу з подальшою втратою в площі плями контакту. Але надмірний негативний розвал призводить до значного зносу шин — для спорту це не так суттєво, там набагато важливіший швидкий прогрів гуми, і великий розвал справляється з цим завданням.

Регулювання камбера, якщо його передбачено, здійснюється зміною положення нижнього важеля за допомогою ексцентрикових болтів, підкладанням шайб під вісь верхнього важеля (у випадку з вазівською Нивою) або зміною розташування поворотного кулака відносно амортизаторної стійки (якщо це МакФерсон) — теж, до речі, ексцентриковими болтами. Останнім часом цей параметр для легкових автомобілів частіше закладається в конструкцію підвіски і регулюванню не підлягає — тоді лише залишається перевірити, правильний він чи ні. Порушення в регулюванні розвалу проявляється надмірним зносом зовнішньої або внутрішньої частини протектора залежно від знака перед цифрами характеристики.

Другий параметр — сходження, яке також буває позитивним і негативним. Сходження — це показник паралельності коліс, якщо дивитися зверху, коли машина рухається вперед. Якщо воно позитивне, то відстань між передніми крайками коліс менша, ніж між задніми — колеса нібито дивляться одне на одного, «сходячись». Якщо негативна — то колеса, навпаки, «роз’їжджаються».

Незважаючи на простоту регулювання, сходження — один із найважливіших параметрів підвіски, що безпосередньо впливають на керованість автомобіля. Крім того, сходження необхідне для компенсації еластичних властивостей пружних елементів підвіски — сайлентблоків.

До речі, раніше існувала думка, що сходження необхідне для компенсації розвалу коліс. Мовляв, колесо завалене назовні, пляма контакту зміщена туди ж, а отже, сили, що діють на нього, працюватимуть під кутом до поздовжньої осі автомобіля — і щоб цього позбутися, впровадили сходження. Якщо продовжити цю думку, то в разі негативного розвалу колеса, мабуть, доведеться розвести — зробити сходження негативним? Але як у такому разі пояснити факт того, що в сучасних передньопривідних автомобілях розвал може бути негативним, а сходження або нульовим, або позитивним? Неув’язочка?

Ні! Просто з давніх часів сходження і розвал сприймали, як жорстко пов’язані між собою параметри, хоча на практиці це зовсім не так. Вище було сказано, що сходження впливає на керованість, і якщо сходження позитивне, то підвіска схильна до самостабілізації під час руху нерівностями. Якщо ж сходження від’ємне, то автомобіль важче «відловити», але його реакції на рулювання будуть більш чіткими.

Заглиблюватися в теорію не будемо — просто запам’ятайте: неправильне регулювання або його відсутність можуть призвести щонайменше до підвищеної витрати пального і швидкого зносу шин, а щонайбільше — до того, що вам доведеться «ловити» автомобіль по всій дорозі, щиро дивуючись, що ви зробили не так.

Сходження задніх коліс також впливає на керованість автомобіля, але не настільки суттєво, як у випадку з керованими колесами. Регулюється сходження у всіх однаково — зміною довжини рульових тяг за рахунок наконечників. На прикладі нижче все буде показано досить докладно.

Третій параметр — поздовжній кут нахилу осі повороту колеса, він же кастер або кастор (від англійського «caster»). Позитивний кастор означає, що ця вісь «завалена» назад — це добре видно на автомобілях з передньою підвіскою МакФерсон. У цьому разі віссю повороту є вся стійка і, дивлячись на неї, можна помітити, що вона розташована під певним кутом до вертикальної осі.

Необхідно це для стабілізації керованих коліс на швидкості — го кажучи, щоб можна було їхати по прямій, не тримаючись за кермо. На практиці це перевіряти не варто, прийміть на віру — колеса дійсно стабілізуються. Наведемо заїжджений приклад про похилу вилку переднього колеса велосипеда або мотоцикла. Саме завдяки цьому нахилу ми в дитинстві, ганяючи на велосипеді, могли керувати ним без рук — відхиляючись у той чи інший бік.

Заграватися з цим кутом не можна, оскільки його збільшення сприяє зростанню крену автомобіля — в повороті зовнішнє колесо йде трохи вгору щодо кузова, внутрішнє — відповідно, вниз. Наразі більшість сучасних легковиків позбавлені можливості регулювання описуваного параметра — все закладено конструктивно. Але на деяких позашляховиках (наприклад, Hyundai Terracan), що мають спереду двоважільник, це можна було зробити за допомогою прокладок під верхній важіль підвіски. На знос шин порушення в установці майже не впливає, а ось на керованість — безпосередньо. Рухаючись по прямій і відчуваючи відведення автомобіля, насамперед зверніть увагу саме на кут поздовжнього нахилу осі повороту.

Четвертий, і останній з параметрів, що нас цікавлять, — це поперечний кут нахилу осі повороту. Необхідний він для самовирівнювання коліс на невеликих швидкостях, коли поздовжній кут нахилу ще не працює. Завдяки цьому параметру під час повороту обидва колеса трохи опускаються відносно кузова, і якщо автомобіль стоїть на поверхні, то його передня частина підніметься, додатково навантажуючи елементи підвіски і рульового механізму. Тому, щойно ви рушите з місця, під дією маси автомобіля передні колеса будуть прагнути зайняти вихідний прямолінійний рух. Роботу цього кута можна спостерігати на власні очі, сидячи в машині і обертаючи рульове колесо від упору до упору — передок буде то опускатися, то підніматися. Закладений цей кут конструктивно і регулюванню не підлягає.

Існує ще низка геометричних параметрів підвіски і коліс автомобіля, але розглядаючи їх, довелося б заглибитися в теорію автомобіля, що перетворило б цю статтю на нудне цитування наукових робіт.

Від теорії — до практики

На автомобілі після «проїзду нерівностями» на сумнозвісно високій швидкості вирішили замінити наконечник рульової тяги: «від гріха подалі», як сказав господар. Як ми вже з’ясували, після майже будь-яких маніпуляцій з підвіскою необхідно перевіряти кути установки коліс. Для цього існують спеціальні стенди, суть роботи яких однакова, а ось принцип вимірювання — різний. На нашій сьогоднішній станції використовується 3D стенд з камерами і мішенями.

Якщо камер немає, на колеса навішують датчики з ІЧ-зв’язком. Найпростіший варіант — з кордовими датчиками, коли сигнали від них передаються дротами. Але повернемося до Navara і його кутів.

З огляду на високотехнологічний стенд, впоратися з регулюванням зможе і дитина — попередньо підготовлена, звісно. Спочатку на всі колеса ми повісили спеціальні мішені, увімкнули в комп’ютері стенда початок процесу вимірювання і вибрали модель. Відкотивши автомобіль трохи назад, прокотили його вперед до встановлення передніх коліс на поворотні датчики і зафіксували педаль гальма в натиснутому положенні за допомогою спеціального пристосування.

Весь цей час комп’ютер підказував майстру, які дії і в якій послідовності необхідно виконувати: «Відкотіть автомобіль назад, прокотіть уперед, проверніть рульове колесо до упору вліво…» і так далі. Потім на екрані з’явилися параметри кутів установки коліс: зелений колір — кут у межах допустимого; червоний — необхідне регулювання.

Сучасний рівень технічної досконалості дає змогу зробити так, що дані на екран виводяться в реальному часі. Майстру залишалося тільки відвернути стопорну гайку наконечника і, обертаючи рульову тягу і дивлячись на екран, відрегулювати розташування колеса.

Однак так чи інакше один параметр може вплинути на інший, а тому, регулюючи сходження, можна «відвести» в червону зону, наприклад, поздовжній кут нахилу, як сталося в нашому випадку. По суті, сьогодні саме в цьому і полягає філігранність роботи майстра: відрегулювати щось одне так, щоб не порушити інше. Стенд же допоможе в усьому іншому, аж до того, в який бік необхідно обертати рульову тягу, щоб збільшити або зменшити сходження. Якщо вам, наприклад, потрібно відрегулювати поздовжній кут — будь ласка, на екрані скажуть, на який кут необхідно провернути ексцентриковий болт, або ж скільки шайб підкласти під верхній важіль, якщо необхідно відрегулювати розвал.

Однак після регулювання навіть на такому сучасному стенді на Наварі виконали тестовий заїзд, щоб переконатися в нормальній поведінці машини на дорозі.

Підбиваючи підсумки

Підсумовуючи виконану роботу, хочеться вкотре сказати, що в автомобілі немає неважливих параметрів, і якщо є вказівки щодо обслуговування, то їх необхідно дотримуватися. Наочним прикладом тому служать якраз кути установки коліс, зміна яких навіть на хвилини, а не градуси, може призвести до кардинальної зміни в характері керованості автомобіля. А це не тільки збережена гума, а й, можливо, чиєсь життя. Тому ретельно обирайте станції, на яких збираєтеся робити «розвал-сходження», і продовжуйте вдосконалювати себе в пізнанні свого автомобіля.