Когда вы занимаетесь выравниванием колес, у вас неизбежно возникнут проблемы с качеством рулевого управления или неравномерным износом шин после регулировки. Если оставить в стороне проблемы с шинами, то почти всегда можно обнаружить неисправность в неправильной геометрии рулевого управления, вызванную изгибом узла шарнира рулевого колеса. Изогнутые узлы поворотных кулаков легко игнорировать просто потому, что в настоящее время они требуют дополнительного времени и усилий для измерения и оценки, но симптомы изогнутых поворотных кулаков легко обнаружить, если мы проведем тщательный осмотр перед выравниванием.
Давайте начнем с теории. Положительный кастор колеса лучше всего иллюстрирует наклон вилки руля на велосипеде. Положительный кастор, очевидно, размещает переднее колесо впереди точки поворота, и большинство автомобилей имеют положительный кастор. Отрицательный кастор колеса лучше всего иллюстрируют ролики на ящике с инструментами, идущие позади своих опорных точек. При наложении веса на два передних колеса автомобиля, положительный или отрицательный кастор колес приводит их в центральное положение, что позволяет уменьшить блуждание рулевого колеса. Развал – это вертикальное положение колес по отношению к дорожному покрытию. Отрицательный развал возникает, когда вершины двух передних колес наклоняются внутрь в сторону осевой линии шасси. Положительный развал возникает, когда вершины колес наклоняются наружу от осевой линии шасси. Положительный развал работает в сочетании с наклоном шкворня или поворотной оси (SAI) для снижения усилий при управлении. На старых автомобилях с индивидуально заменяемыми колесными подшипниками положительный развал обеспечивает равномерное распределение веса автомобиля по всей длине внутреннего подшипника колеса. Схождение является самым важным показателем, когда дело касается износа шин. Колеса, направленные внутрь от осевой линии, быстро износятся, колеса, направленные наружу от осевой линии, также быстро износятся. Незначительное схождение необходимо для предотвращения сгибания и износа тяг и концов тяг, а также незначительных изменений высоты и геометрии подвески передних колес при движении по обочинам или выбоинам дорог.
Поперечный наклон оси поворота колеса (SAI) и радиус поворота
Два геометрических угла поворота, поперечный наклон и радиус поворота, не регулируются. В реальности дефекты в настройке поперечного наклона и радиусе поворота часто остаются незамеченными, если транспортное средство движется по межгосударственным автомагистралям, а не по городским улицам. Верхний шарнир или опорный подшипник стойки на передней подвеске расположен ближе к осевой линии шасси, чем нижний шарнир. Воображаемая линия, проведенная через верхний опорный подшипник или шаровой шарнир верхнего стойки и нижний шарнир, теоретически должна пересекаться с центральной линией шины в точке контакта с дорогой. Таким образом, поперечный наклон позволяет колесу поворачиваться на своей осевой линии. Если значение наклона неверно, шины начинают качаться в радиусе вокруг этой теоретической точки поворота. Неправильное значение поперечного наклона оси, вызванное изгибом стоек, изгибом шпинделей или чрезмерным смещением колес, приводит к увеличению усилия, которое необходимо приложить к рулевому колесу, и ускорению износа подвески. Поперечный наклон оси также стремится вернуть передние колеса в центральное положение после прохождения поворота, потому что в сочетании с углом поворота прикладывает больше веса к внутреннему переднему колесу, поднимая шасси на 3-5 см. В центральном положении, поперечный наклон обеспечивает равновесие на обоих колесах, уменьшая блуждание рулевого колеса. Угол поперечного наклона и кастор обычно увеличивают положительный развал внутренней шины и уменьшают положительный развал наружной шины во время поворота. Это изменение развала способствует предотвращению отрыва колеса с поверхности дороги во время поворота.
Радиус поворота
Поскольку внутреннее колесо вращается на меньшем радиусе, чем наружное колесо, система рулевого управления должна следить за схождением колес, чтобы предотвратить их стирание. Часть поворотного кулачка, отвечающая за вращение внутреннего колеса через более острый радиус поворота, является рулевым рычагом. Угол наклона рулевого рычага пересекает осевую линию транспортного средства приблизительно по длине колесной базы транспортного средства. Угол поворота рулевых рычагов позволяет задним колесам при повороте лучше ориентироваться. Фактический процесс перехода от центрального положения колес к их положения при повороте называется «Эффект Аккермана». Эффект Аккермана – это всегда компромисс между различными условиями вождения. Например, автомобили NASCAR могут иметь очень маленький угол поворота Аккермана, потому что автомобиль проезжает через длинные, широкие повороты, часто под небольшим углом сноса. В этом случае степени износа шин отрицательно сказываются на управлении автомобилем. Большинство автомобилей NASCAR оснащены щелевым рулевым рычагом, который позволяет регулировать угол наклона каждого рулевого рычага в соответствии с условиями дорожного полотна. Другой крайностью является то, что в городских условиях при наличии узких поворотов под прямым углом, угол Аккермана должен быть, как минимум, 2 градуса для выполнения точных поворотов и снижения износа передних шин. Без достаточного значения угла автомобиль будет стремиться вылететь с дороги, что приведет к плохой реакции руля и ускорит износ шин.
Проблемы с шинами
Старые конструкции 60-х годов прошлого столетия обеспечивали очень высокое трение качения и были очень чувствительны к неправильно настроенным углам. Шины 70-х и 80-х годов прошлого столетия были улучшены по сравнению с оригинальным дизайном. Нынешняя конструкция шин использует гибкую боковину и прочный протектор для преодоления отрицательного изгиба и высоких углов поворота, используемых в современных геометриях рулевого управления. Отрицательный развал и увеличенный кастор увеличивают контакт с протектором при высоких скоростях вращения, что улучшает качество рулевого управления и отклик на повороты. Углы схождения были уменьшены, потому что современная подвеска меньше влияет на изменение этого угла. Всегда проверяйте давление в шинах на предмет соответствия дизайну, размеру и рисунку протектора перед дорожными испытаниями. Проверьте ослабленные компоненты рулевого управления, покрутив рулевое колесо при выключенном двигателе. Сильно изношенные муфты рулевого вала и концы тяг обычно издают стук. При запуске двигателя рулевое управление должно быть проверено визуально. Если при запуске двигателя рулевое колесо покачивается, система гидроусилителя рулевого управления может быть неисправна.
