Неизвестное об известном. Kастер колеса

Неизвестное об известном. Kастер колеса

С ранних лет большинство из нас ездили на велосипеде, сначала детском, потом трехколесном. Тогда мы еще не задумывались, почему на велосипеде можно ехать «без рук». При определенном навыке на велосипеде можно двигаться прямолинейно, даже поворачивать на небольшие угловые расстояния, не прикладывая усилий к рулевому управлению. И сейчас многие не догадываются, что всему виной «кастер» колеса. Говоря техническим языком, это угол наклона между вертикальной линией через ось колеса и наклоном рулевой колонки.

Если ось наклонена к водителю, то кастер колеса считается положительным, если в сторону движения – кастер отрицательный. Кстати, в технической терминологии допускается термин «кастор», который почему-то WORD не подчеркивает, как ошибка правописания. Вообще, эта терминология пришла, конечно, из английского. Кто был в цирке, наверняка видели, как лихо управляют велосипедами цирковые артисты-эквилибристы. А всё потому, что для специальных трюков они используют велосипеды с нулевым кастером колес, то есть строго вертикальной подвеской.

Кастер колеса применяется и авиастроении (там часто используются колеса с отрицательным кастером), и даже в колесах для мебели, тележек. Благодаря ему (кастеру) офисное кресло, если подтолкнуть, поедет прямо, а не будет хаотично блуждать по офису.

Понятие кастера

Caster угол в автомобилестроении обозначает угол расположения подвески колеса в продольной плоскости. Нам более известны такие понятия, как развал и схождение, их часто приходится регулировать при замене элементов подвески, так как от них зависит управляемость и износ резины. А вот кастер мы регулируем редко, иногда никогда. Но от него управляемость зависит не в меньшей степени, да и износ тоже. Основные угловые параметры.

Положительный угол выбран с точки зрения большей величины колесной базы автомобиля. В самолетостроении часто применяют отрицательный кастер, так как он уменьшает продольный «дребезг» колеса на высоких скоростях. Вообще, динамика движения колеса очень сложная, ее описанию и расчету посвящено немало диссертаций.

Как устанавливается кастер

• масса;
• приводные колеса (передние, задние либо полный привод);
• аэродинамические параметры;
• скоростные характеристики авто;
• предполагаемые величины ускорений торможения и разгона.

Наиболее трудные задачи в этом плане у проектировщиков спортивных автомобилей. Им приходится учитывать индивидуальный стиль вождения автогонщиков, параметры трассы. Поэтому на рынке переоснащения транспортных средств под спортивные авто есть регулируемые опоры стоек.

Механики команды перед каждым заездом регулируют кастер колес, исходя из:

• перепадов абсолютных высот по трассе;
• расстояния и количества «шпилек» на трассе;
• скоростного режима;
• состояния покрытия;
• погодных условий.

Угол кастера делают меньше, когда необходимо увеличить управляемость автомобиля при большом наличии «шпилек», неровностей. Если трасса более предсказуема, угол кастера можно увеличить, облегчив процесс управления для водителя-гонщика. Если же угол кастера увеличить выше предельного значения, болид может «увести» с трассы при повороте на скользком покрытии.

Оставлю профессионалов в покое. Регулировка кастера важна и для обычных водителей.

Значения углов кастера для реальных авто

В ВАЗах с задним приводом значения кастера колес составляет приблизительно 3 градуса и тридцать минут. Собственно говоря, никто этот катер и не контролирует при выпуске авто с производственной линии. Скажу больше, допускается отклонение кастера на плюс-минус 30 минут. То есть, на только что сошедшем с конвейера автомобиле на одном колесе может быть 3 градуса, а на другом – все 4. Производственники считают, что при установке качественных новых деталей кастер должен быть в пределах нормы. А там, как бог даст. Насколько я знаю, и на импортных автомобилях регулировка кастера не входит в программу предпродажной подготовки.

На переднеприводных ВАЗах величина кастера приблизительно в два раза меньше, то есть, около 1,5 градусов. На заграничных авто сохраняется такая же тенденция: на переднеприводных 2 – 4 градуса, заднеприводных 4 – 10 градусов. Учитывая, что угол кастера переднеприводных авто небольшой, погрешность всего в полградуса будет более существенна с точки зрения управляемости. Представьте, одно из колес движется немного впереди другого. Соответственно, автомобиль будет уводить в сторону ведомого.

Вывод: при покупке нового автомобиля не лишним будет проверить кастер колес, если, конечно, есть стенд недалеко от места стоянки.

Регулировка кастера

Если вы любите быстро ездить, возиться с авто без особой надобности, можно заняться самостоятельным регулированием кастера колес. Расскажу, как это сделать на ВАЗах. Для начала надо заехать на СТО и измерить кастер каждого переднего колеса. Если они сильно отличаются, можно изменить величины добавление-уменьшением количества шайб на подвеске.

Снятие-установка одной шайбы соответствует приблизительно 19-ти минутам кастера. Помните: максимальное количество шайб – 2 впереди и 4 сзади.

Например, можно снять одну шайбу спереди и добавить ее же назад. Угол изменится на минус 38 градусов. После регулировки кастера вновь придется ехать на стенд и регулировать развал-схождение, проверять кастер заодно. Дело хлопотное, но иногда стоит свеч.

В сети можно найти рекомендации установить на Приору SS-20-е опоры. В этом случае кастер увеличивается приблизительно до 3-х градусов. Сам проверял – эффект неплохой.

В заключение хочу напомнить, что нормальное состояние подвески авто – одно из главных условий безопасности движения. Не жалейте на этом денег.

Кастер – что это такое?

На техническом языке, определение кастера звучит как «угол поворотной оси колеса к продольному сечению автомобиля». На большинстве современных машин данный параметр присущ только передней управляемой паре. Определяется наклоном стойки стабилизатора по отношению к вертикали.

Увидеть угол кастера можно, сняв колесо. В таком положении можно увидеть, что амортизатор расположен не строго вертикально, а под небольшим отклонением. Более четко термин представлен на двухколесной технике – мотоциклах, велосипедах. Угол наклона вилки наглядно отображает кастер.

Влияние угла кастера на управляемость

Величина пятна контакта шины с дорогой зависит от развала колес. Цель регулировки развала – добиться максимальной площади контакта. Развал колес влияет в основном на колеса, находящиеся с внешней стороны поворота, на которые приходится основная нагрузка. Угол кастера обеспечивает изменение развала колес в повороте. Колеса наклоняются внутрь поворота и лучше соприкасаются с дорогой, противодействуя выталкивающей центробежной силе.

Чем меньше отклонение оси поворота колеса от вертикали, тем сильнее выражена поворачиваемость автомобиля, максимально возможная поворачиваемость достигается при нулевом значении угла кастера. Это объясняется тем, что колесо при повороте руля поворачивается на больший угол. Подвеска при этом работает максимально эффективно, ведь все рычаги двигаются вверх-вниз в вертикальной плоскости. Амортизаторы также работают с максимальной эффективностью, лучше поглощая неровности дорожного полотна.

При маленьком кастере возникает вероятность сноса передней оси автомобиля при ускорении на выходе из поворота. Это происходит из-за того, что центр тяжести во время ускорения смещается назад, передняя ось разгружается, и колеса хуже держат дорогу. Также маленький угол кастера ухудшает самоцентрирование колес, поскольку уменьшается сила, вынуждающая колеса сохранять прямое направление.

Большой кастер грозит сносом передней оси при движении накатом или торможении на входе в поворот, поскольку колеса меньше отклоняются в сторону. На выходе из поворота, наоборот, поворачиваемость улучшается, т.к. колеса в большей степени наклоняются внутрь поворота, увеличивая пятно контакта с дорогой.

Читать дальше: Какое давление должно быть в шинах ваз

Какой бывает?

Единица измерения кастера – градусы. В зависимости от расположения амортизатора, угол может быть:

• Нулевым. Стойка располагается вертикально;

• Положительным. Стабилизатор отклонен в сторону салона;

• Отрицательным. Наклон в сторону фар.

На современных автомобилях устанавливается малое положительное значение. Объясняется это наилучшими условиями управляемости, небольшой силой сопротивления качения. Такое положение обеспечивает оптимальное соотношение выверта к усилию на руле.

Нулевой кастер использовался на ранних моделях. Временем была доказана нецелесообразность такого расположения колес, из-за динамических изменений в геометрии при торможении или ускорении.

Специальные сайлентблоки

Суть метода сводится к применению специальных полиуретановых втулок, у которых смещено центральное отверстие. Заметим, что добиться существенного изменения кастора данным способом не удастся, однако он все равно обладает широкой популярностью. Это вызвано, прежде всего, отсутствием потребности в сварочных работах и прочих изменениях конструктивных элементов подвески внедорожника.

Сегодня рынок позволяет выбрать сайлентблоки как регулируемые, так и уже с заданной величиной кастора. Из-за небольших размеров втулок не представляется возможным достичь большого завала угла.

Трудность способа заключена в том, что необходимо затратить определенные усилия и время, чтобы «уловить» болты отверстиями во втулках. Это предполагает выполнение корректных замеров перед непосредственной запрессовкой сайлетнблоков в рычаги.

К примеру, если автомобиль УАЗ Патриот был подвержен лифту на 60-80 мм, то размер между втулочными отверстиями должен соответствовать 185 мм. Заметим, что при этом эксцентрики размещаются друг к другу, но в обратных направлениях.

В целом правильно выполнить данную работу непросто, поскольку потребуется достичь определенной точности при установке втулок в «клюшки» рулевого механизма.

Влияние угла кастера на управляемость

Величина пятна контакта шины с дорогой зависит от развала колес. Цель регулировки развала – добиться максимальной площади контакта. Развал колес влияет в основном на колеса, находящиеся с внешней стороны поворота, на которые приходится основная нагрузка. Угол кастера обеспечивает изменение развала колес в повороте. Колеса наклоняются внутрь поворота и лучше соприкасаются с дорогой, противодействуя выталкивающей центробежной силе.

Чем меньше отклонение оси поворота колеса от вертикали, тем сильнее выражена поворачиваемость автомобиля, максимально возможная поворачиваемость достигается при нулевом значении угла кастера. Это объясняется тем, что колесо при повороте руля поворачивается на больший угол. Подвеска при этом работает максимально эффективно, ведь все рычаги двигаются вверх-вниз в вертикальной плоскости. Амортизаторы также работают с максимальной эффективностью, лучше поглощая неровности дорожного полотна.

При маленьком кастере возникает вероятность сноса передней оси автомобиля при ускорении на выходе из поворота. Это происходит из-за того, что центр тяжести во время ускорения смещается назад, передняя ось разгружается, и колеса хуже держат дорогу. Также маленький угол кастера ухудшает самоцентрирование колес, поскольку уменьшается сила, вынуждающая колеса сохранять прямое направление.

Большой кастер грозит сносом передней оси при движении накатом или торможении на входе в поворот, поскольку колеса меньше отклоняются в сторону. На выходе из поворота, наоборот, поворачиваемость улучшается, т.к. колеса в большей степени наклоняются внутрь поворота, увеличивая пятно контакта с дорогой.

Что такое кастор (кастер)

Для начала приведем определение этого понятия.
Кастор – угол между осью поворота колеса и вертикалью.

В подавляющем большинстве машин колеса не проворачиваются вокруг вертикальной оси. Но, они поворачиваются по слегка наклоненной от вертикали оси. Чтобы представить и понять, что это такое нужно встать рядом с автомобилем. Если провести две оси одну вертикальную через центр диска, а другую через фактическую ось поворота, это и окажется кастором.
На практике разглядеть этот угол невозможно. Он не превышает показатель в 10°. Чаще всего, показатель равен 2-5°. Этого вполне достаточно для оптимальной эксплуатации транспортного средства.
Гораздо проще заметить этот параметр на мотоциклах и велосипедах. У данной техники параметр полностью совпадает с углом вилки, а точнее с ее наклоном. Чем значительнее «завал», тем выше параметр. У чопперов этот показатель самый большой.

Устройство передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310, конструкция, величины углов продольного наклона, развала и схождения колес.

Устройство передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310 довольно простое. Передняя пружинная подвеска независимая. На двойных поперечных рычагах, с однотрубными газонаполненными амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости.

Устройство передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310, конструкция, величины углов продольного наклона, развала и схождения колес.

Основой передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310 служит стальная трубчатая балка-поперечина. Она крепится к лонжеронам рамы восемью болтами и дополнительно двумя растяжками. В кронштейны поперечины запрессованы оси. На них через сайлентблоки установлены нижние кованые рычаги подвески. Кроме того, на кронштейнах установлены маятниковые рычаги рулевого управления.

Детали передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310.

Верхние рычаги передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310, штампованные из листовой стали, установлены также через сайлентблоки на осях, прикрепленных болтами к кронштейнам поперечины. Пружины подвески имеют не шлифованные опорные витки. Нижними торцами пружины опираются на чашки нижних рычагов, а верхними – через резиновые прокладки – упираются в чашки, закрепленные на кронштейнах поперечины.

Внутри пружин размещены амортизаторы. В нижней проушине амортизатора установлен сайлент-блок, ось которого прикреплена болтами к чашке нижнего рычага. Шток амортизатора через резиновые подушки крепится к кронштейну поперечины. Амортизаторы – однотрубные, газонаполненные, не разборной конструкции.

Для уменьшения крена автомобиля при поворотах и улучшения управляемости в передней подвеске установлен стабилизатор поперечной устойчивости. Он состоит из штанги, двух стоек, кронштейнов, резиновых подушек и крепежных деталей. На кронштейне нижнего рычага размещен резиновый буфер сжатия, ограничивающий ход подвески вверх.

Стойка передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310 соединена с верхним и нижним рычагами двумя герметичными шаровыми опорами. К стойке крепится цапфа, на которой установлены два роликовых конических подшипника ступицы колеса. Регулировка подшипников производится гайкой, навернутой на резьбовой конец цапфы. Подшипники смазываются пластичной смазкой, заложенной в полость ступицы.

От попадания грязи они защищены манжетой с внутренней стороны колеса и ввертным колпаком снаружи. В ступицу запрессованы пять болтов, к которым конусными гайками крепится колесо с камерной или бескамерной шиной. Кроме того, тремя винтами с потайными головками к ступице крепится диск переднего тормоза.

Регулировка угла продольного наклона оси поворота колеса (кастера), угла развала и схождение колес передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310.

Регулировка угла продольного наклона оси поворота колеса (кастера) и угла развала производится путем изменения количества специальных регулировочных скоб, размещенных под передним и задним болтами крепления оси верхнего рычага подвески.

Величины углов продольного наклона, развала и схождения колес для передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310.

— Кастер (продольный наклон оси поворота колеса): +4°30′±1° (+3°±1°)*
— Разница углов левого и правого колес при регулировке кастера, не более: 0°30′
— Развал колес: 0°30′±30′ (+1°00′±30′)*
— Разница углов левого и правого колес при регулировке развала, не более: 0°30′
— Схождение каждого колеса к продольной оси автомобиля: от +0°03′ до +0°10′ (от +0°01′ до +0°08′)*

* В скобках — для снаряженного автомобиля Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310.

Количество регулировочных скоб, необходимое для изменения углов установки колес передней пружинной подвески на Соболь ГАЗ-2217, ГАЗ-2752 и ГАЗ-2310.

Схождение колес регулируется изменением длины боковых тяг рулевой трапеции. Эти операции требуют специального оборудования (оптический стенд). Поэтому должны проводиться на СТО.