Угол кастро что это такое
Что такое кастор, и на что он влияет
Если процедура регулировки углов развала-схождения колес является традиционной и хорошо известной, то еще один угол, имеющийся в рулевом управлении, зачастую вовсе неизвестен – отчасти за счет отсутствия возможности его регулировки на большинстве автомобилей. Сам он, однако, играет весьма важную роль в формировании правильной управляемости автомобиля. Угол этот называется кастор (или кастер). Что это за угол, и на что он влияет?
Кастор – это угол между осью поворота колеса и вертикалью. Практически во всех автомобилях управляющее колесо поворачивается не вокруг вертикальной оси, а вокруг оси, слегка отклоненной от вертикали. Если встать сбоку от автомобиля и мысленно провести две эти оси – вертикальную и ось поворота – то угол между ними и будет являться кастором. Невооруженным взглядом заметить угол кастора сложно, поскольку обычно он небольшой и составляет пару-тройку градусов, в целом не превышая 10 градусов.
Проще всего увидеть угол кастора на двухколесной технике – мотоциклах и велосипедах. У них кастор фактически совпадает с углом наклона вилки – чем больше «завалена» вилка относительно вертикали, тем больше кастор. Самый большой кастор демонстрируют выставочные образцы чопперов с очень длинной вилкой и колесом, сильно вынесенным вперед.
Исходя из геометрической логики, кастор может быть положительным, нулевым и отрицательным. Кастор является положительным, когда ось поворота колеса пересекается с поверхностью дороги по ходу движения впереди пятна контакта колеса с дорогой – иными словами, ось поворота «завалена» назад. Кастор будет нулевым, если ось поворота колеса будет совпадать с вертикалью. Ну а отрицательный кастор создается, если ось поворота колеса «завалена» вперед, и ее пересечение с поверхностью дороги находится позади пятна контакта.
Про кастор. Что это и с чем его едят…
Кастор (англ. caster angle или castor angle) — угол продольного наклона оси поворота колеса автомобиля.
Кастор измеряется в градусах и представляет собой угол в продольной плоскости автомобиля между вертикальной линией и линией, проходящей через центры поворота колеса.
Существует очень немного регулировок в спортивной автомодели, которые вызывают столько затруднений, как кастер. Похоже, что в зависимости от источника информации, существуют весьма различные мнения о эффекте регулировки кастера. Для целей этой статьи, объяснения были взяты из различных источников, и я постараюсь нарисовать ясную картину того, как работает кастер.
Что такое кастер?
Кастер является углом, под которым наклонена ось поворота колеса. Основной целью наличия кастера является получение самоцентрирующейся рулевой системы. Угол кастера влияет на поворачиваемость при накате, торможении и при ускорении, так как это наклоняет шасси больше или меньше в зависимости от величины угла кастера.
Для спортивных автомоделей, в основном рекомендуется использовать крутой угол кастера (более вертикальный) на скользких, нестабильных и неровных поверхностях, и использовать пологий угол кастера (более наклонный) на ровных поверхностях с высоким сцеплением.
Развал против кастера
Развал имеет отношение к пятну контакта шины — его задачей является поддерживать максимально возможную площадь контакта шины с поверхностью. Развал и кастер соотносятся в том, что кастер может обеспечивать ЭФФЕКТИВНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ РАЗВАЛА, когда передние колеса поворачиваются в поворот.
Кастер оказывает эффект прогрессивного наклона передних колес в сторону поворота. Чем больше величина угла кастера (больше наклон), тем больше эффективное изменение развала при повороте колес. Это происходит потому, что верхняя часть колес НАКЛОНЯЕТСЯ в сторону внутренней стороны поворота, колеса лучше цепляются за поверхность, противодействуя центробежной силе, которая выталкивает автомодель в сторону внешней стороны поворота.
Сравните это со статическим развалом, который регулируется на автомодели, стоящей на горизонтальной поверхности и колесах направленных прямо вперед. Статический развал главным образом влияет на внешние колеса, которые несут основную нагрузку во время поворота.
Поэтому, величина переднего развала, требуемого для поддержания максимальной площади контакта шины с поверхностью, в большой степени зависит от величины кастера. Крутой угол кастера (более вертикальный) требует большей величины развала, а пологий угол кастера (более наклонный) требует меньшей величины развала.
Все это зависит от вашей точки зрения…
«Большая величина кастера увеличивает поворачиваемость при накате и торможении» или «меньшая величина кастера увеличивает поворачиваемость при накате и торможении». Откуда такое различие во мнениях? Будет ли одно правильным, а другое неверным? Нет, они оба правильные… просто это зависит от вашей точки зрения.
Первое утверждение относится к крутизне угла кастера, поэтому БОЛЬШИЙ кастер означает более вертикальный угол. Второе утверждение относится к различию между углом кастера и вертикальной линией (смотри рисунок выше), поэтому МЕНЬШИЙ кастер также означает более вертикальный угол. Одна и та же вещь, сказанная различными способами, но оба утверждения корректны. Поэтому, когда ваши приятели будут говорить о кастере, спросите их, что они подразумевают под «больше» или «меньше».
Крутой угол кастера (более вертикальный)
Увеличивает поворачиваемость при накате и торможении на входе в поворот.
Почему? Представьте, что угол кастера является вертикальным. Теперь представьте, что вы поворачиваете, колеса поворачиваются на сторону. Чем более вертикальный угол кастера, тем больше колеса отклоняются на сторону, обеспечивая вам более крутой заход в поворот.
Увеличивает эффективность подвески.
Почему? Внутренние шарниры подвески, для целей дискуссии, расположены параллельно шасси (горизонтально), это означает, что рычаги подвески перемещаются вверх и вниз вертикально. Теперь, представьте, что угол кастера вертикален, это означает, что ось поворота колеса параллельна направлению движения рычагов подвески. И наконец, допустим, что амортизаторы выровнены в вертикальной плоскости (верхняя часть не выступает вперед или назад относительно нижней части), расположены перпендикулярно продольной оси автомодели. Поскольку неровности на поверхности трассы вызывают вертикальное отклонение колес, чем более вертикально ориентирован узел поворота колес, тем лучше передняя подвеска поглощает ухабы без излишнего трения в подвеске.
Уменьшает поворачиваемость при ускорении на выходе из поворота.
Почему? Когда вы увеличиваете мощность на выходе из поворота, происходит перенос веса от передних колес к задним колесам. Чем более вертикален угол кастера, тем меньше эффективное изменение развала колес, поэтому ТОЛЬКО статический развал внешних колес определяет насколько хорошо колеса цепляются за поверхность. Поскольку колеса не могут эффективно цепляться за поверхность, снижение веса спереди вызывает более легкую потерю сцепления, вызывая недостаточную поворачиваемость автомодели.
Снижает самоцентрирование колес.
Почему? Представьте, что угол кастера вертикален. Теперь представьте, что вы держите передний край колеса и перемещаете его из стороны в сторону. Колесо отклоняется отклоняется пропорционально тому, как вы перемещаете его руками. Вертикальный кастер крайне нестабилен, так как отсутствует сила, которая принуждает колеса поддерживать прямое направление.
Пологий угол кастера (более наклонный) уменьшает поворачиваемость при накате и торможении на входе в поворот.
Почему? Представьте, что угол кастера настолько велик, что он является горизонтальным (хотя это невозможно). Теперь представьте, что вы поворачиваете, колеса не будут поворачивать на сторону, но скорее верхняя часть колес будет наклоняться из стороны в сторону. Чем больше наклонен угол кастера, тем меньше колеса отклоняются на сторону, обеспечивая менее крутой заход в поворот.
Увеличивает поворачиваемость при ускорении на выходе из поворота.
Почему? Чем больше наклонен угол кастера, тем больший эффективный развал вы получите, когда поворачиваете передние колеса. Когда вы увеличиваете мощность на выходе из поворота, происходит перенос веса от передних колес к задним колесам. Обычно это будет вызывать потерю сцепления передних колес и недостаточную поворачиваемость. Однако, поскольку присутствует больший эффективный развал из-за более наклонного угла кастера, «наклоненные» передние колеса могут более эффективно цепляться за поверхность, позволяя автомодели лучше сопротивляться центробежной силе, и обеспечивают большую величину контроля при выходе из поворота.
Увеличивает самоцентрирование колес, но снижает стабильность на прямых участках.
Почему? Представьте передние колеса магазинной тележки (которые обладают очень наклонным кастером).
Толкните тележку вперед, передние колеса будут всегда стремиться самоцентрироваться. Чем больше наклон угла кастера, тем больше рулевое управление будет стремиться вернуть себя в среднее положение. Однако, чем больше наклон угла кастера, тем больше величина силы, которая стремиться выровнять колеса. В конце концов, сила становится настолько большой, что колеса начнут вибрировать (колебаться), снижая стабильность на прямых участках.
Это еще не все
Однако, эти разъяснения не полностью описывают управляемость автомодели. Кастер сам по себе не определяет, как ваша автомодель управляется при накате, торможении и ускорении, но он определенно вносит свой вклад.
Управляемость автомодели является сложным взаимодействием множества факторов: кастер, развал, стабилизаторы поперечной устойчивости, амортизаторы и пружины — это только небольшой перечень. Поэтому, имейте в виду, что не существует одной «главной» настройки, которая позволит вашей автомодели управляться, как автомобиль «Formula 1», настройка автомодели является предметом компромиссов.
Поэтому, делайте небольшие регулировки по одной за один раз. Ваша магическая комбинация находится где-то там.
Автор статьи: Glenn Cauley.
Автор перевода: Владислав Ярополов.
Также немного материала из википедии и картинок из яндекса.
А что меня подтолкнуло на написание такого количества буков в блог — можете прочитать >>> тут 16 мая 2015 в 13:24
Развал схождение, кастер. Как настроить развал-схождение, кастор?
Давно не писал статей, думаю вы даже соскучились по полезной информации. Столкнулся я с тем чтобы сделать качественный развал-схождение. Дело в том что еще 2 года назад я заменил пружины, стойки Monroe еще живые вроде, по-моему… ну в общем тоже скоро менять все в круг. После замены пружин машину стало немного тянуть вправо, поехал к специалистам делать развал-схождение.
Приехал не куда-то, а к региональному дилеру, колесному центру нашего города (внушает доверие да?), а вот специалисты так никудышные оказывается. Самое смешное, что они совершенно не напрягаются и работают на расслабоне. Заехал на яму — полчаса он устанавливал метки, шаркая сланцами о кафельный пол мастерской. Потом походив покурив, подошел и сказал что сзади он не будет делать развал-схождение т.к. болты там никогда не открутишь, а рвать их он не будет. Вы даже не пробовали сказал я ему. А он — что там пробовать они намертво приржавели. Я — У вас есть ВДшка, обрызгайте ей, они открутиться. Это не входи в развал-схождение говорит он мне. Меня это вообще убило. Я сказал что мне такой развал не нужен, снимайте оборудование я уезжаю. Снимал он на удивление быстрее чем ставил с недовольной физиономией. Уехав с этого злачного места я поехал домой.
Удачно забыв обо всем и примерно недели две не вспоминав о развале так и проездил. В один прекрасный день поставив машину на стоянку с повернутыми колесами, я случайно заметил, что черт возьми с колесом оно просто лысое с внешней стороны, даже в некоторых местах гладкое совсем? Расстроившись я начал копаться и искать суть проблемы.
Давайте для начало разберемся, что же такое развал, схождение и затронем немного кастер?
РАЗВАЛ (Углы установки колес) (CAMBER).
Развал – это параметр, который оказывает определяющее влияние на так называемую боковую реакцию колес. Именно она противодействует центробежным силам, действующим на автомобиль в повороте, и способствует его удержанию на криволинейной траектории. То есть по просту говоря, при повороте одно из колес будет максимально эффективно соприкасаться с дорожным покрытием. Этот эффект очень заметен на спортивных машинах, в частности дрифтовых.
Но там дополнительно используют изменения угола Аккермана, для достижения меньшего радиуса поворота. И сделать развал на спортивной машине гораздо проще чем на серийной. Спортивные «зубодробительные» подвески, отличаются высокой угловой жесткостью и короткими ходами. Здесь статические величины развала (и схождения) меньше всего отличаются от того, как они выглядят в динамике. Чем больше диапазон ходов подвески, тем больше изменение развала в движении.
В основном на большинстве машин стоит отрицательный развал, на некоторых даже почти не предусмотрено его регулировка.
«Большинство подвесок на автомобилях имеют конструкцию МакФерсон, основным элементом данный подвести является амортизаторная стойка»
Оптимальное положение для колес, это то при котором более нагруженное внешнее колесо оставалось бы с небольшим отрицательным развалом. Чтобы добиться этого необходимо еще более «завалить» колесо в отрицательный развал. Но не стоит переусердствовать.
При этом левый и правый развал по величине должны быть максимально равны друг другу. Разница не должна превышать 30’ (ноль градусов тридцать минут), это может вызывать увод автомобиля от прямолинейного движения и односторонний износ протектора.
Так какой же развал выбрать?
Во-первых смотрите обязательно литературу на свой автомобиль, там обязательно будут допустимые углы. Но в литературе указывается очень сильная разница диапазонов. Сегодня в «тренде» по всему миру отрицательный развал, автомобили с ним более устойчивые в поворотах.
Вот мои углы из литературы
Во-вторых всегда берите во внимание стиль вашего вождения
В-третьих проконсультируйтесь со специалистом (не все они рукожопы)
Что бывает при неправильном развале?
Односторонний износ протектора
СХОЖДЕНИЕ (Отклонение колес) (TOE)
Схождение колес необходимо для компенсации кинематических воздействий трансмиссии, тормозов и конструктивных особенностей подвески и обеспечивает правильно направление колес и устойчивое движение автомобиля.
Для чего нужно схождение – в основном чтобы уменьшить износ покрышек и для более комфортного, легкого вождения.
Динамическое изменение схождения на передних управляемых колёсах, возникающее при работе подвески, на практике не играет большой роли, поскольку легко компенсируется управляющим воздействием со стороны водителя.
А вот на неуправляемых колёсах задней оси значение схождения может меняться при работе подвески, причём характер этого изменения тоже оказывает весьма существенное влияние на устойчивость и управляемость автомобиля.
При отклонение схождения от нормы возникают проблемы связанные с сильным износом шин (даже при небольших отклонениях), визг шин в повороте, повышенный расход топлива из-за большого сопротивления передних колес.
Какое же схождение выбрать?
Здесь производитель устанавливает более жесткие рамки настройки градусов схождения отклонение не должно превышать 10’
В основном схождение настраивают очень точно, чтобы избежать различных казусов. Проверяйте на сервисах как его вам настроили, а лучше требуйте распечатанную карту настройки углов вашей машины.
Что бывает при неправильном схождение
Кастер – я говорю Кастор (Угол продольного наклона оси поворота колес) (Сastor Angle).
Кастер и Кастор – кому как нравиться оба варианта правильные. По дедовски Наклон шкворня.
угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля.
Проше объяснить не получиться. На велосипеде вилка колеса находиться под углом, вот этот угол и есть кастор.
Кастор нужен для обеспечения устойчивости движения автомобиля по прямой и в поворотах, обеспечивает возможность удерживать требуемый курс автомобиля, обеспечивает самовыравнивание управляемых колес за счет скорости автомобиля.
Из-за кастора автомобиль выходит из поворота сам. Отпустил руль и колеса сами стремятся принять прямое положение, что облегчает управление автомобилем.
В основном на большинстве машин стоит положительный кастор, на некоторых даже почти не предусмотрено его регулировка.
Если неправильно установить кастор, то автомобиль будет уводит в сторону.
Что бывает при неправильном касторе
Вернемся к нашей изначальной истории о моем опыте. В сервисе мне всегда твердили что у меня не настраивается кастор и развал на передних колесах. Почитав кучу статей и книг про мою машину я понял что это не так, регулируется и развал и кастор, но только на константное значение в 30’. У меня при проверке всего прочитанного на практике, выяснилось что метки на чашках стояли совершенно неправильно и еще в добавок и в разные стороны. Переставив как положено метки, особых изменений я не заметил. Скорее всего с перестановкой меток, неправильно и выставилось схождение. После очередного визита в сервис на развал схождение я предупредил работника что я знаю как и что настраивается и какие углы требуются. И не надо говорить что не будете настраивать задние колеса.
И вот уже после на тщательно настроенных углах, я чувствую прилив сил и скорости, и это не эффект чистой машины. Жалко только что резину все таки поело и прилично, скорее всего буду менять.
Учитесь на чужих ошибках, даже на нашем любимом drive2.ru столько записей про убитую резину из-за не вовремя или неправильно сделанном развал-схождение. Читайте обязательно литературы про свою машину. Настраивайте правильные углы развала, схождения и кастора. И конечно же будьте жестче с автосервисами – ВЫ им платите деньги за работу, а получаете непонятно что.
Комментируйте, ставьте нравиться под статьей!
Заходите на мой YouTube канал, смотрите интересные видео ставьте лайки, подписывайтесь!
Кастор (кастер) – влияние размерности колес и лифта подвески
Изложение всех выкладок по теории кастора – занятие долгое и не благодарное, требующее детальных прорисовок и схем, поэтому ограничусь исключительно информацией которая нужна для понимания сути процесса.
Кастор, он же кастер.
Кастор — угол, под которым наклонена ось поворота колеса.
Основная цель наличия угла кастора — получение самоцентрирующейся рулевой системы. Кастор влияет на стабилизирующий момент и на изменение развала колес при повороте руля. Чем больше кастор, тем устойчивей движение по прямой, так как колеса все время стремятся встать прямо.
Чтобы понять, как это работает, берем детскую игрушку: колесо на палочке, ставим ее вертикально и ведем по дороге (Ведущая точка и Точка контакта совпадают). Когда палка расположена вертикально, колесо очень легко поворачивается вокруг оси палки вправо и влево, но при разгоне начинает болтаться на каждой рытвине и пытается убежать в сторону. Но зато у нас очень четкие и резкие повороты. Наклоняем палку под углом (Ведущая точка и Точка контакта не совпадают) и также толкаем колесо вперед. Вхождение в поворот становится более пологим, радиус значительно увеличивается, но зато общая устойчивость конструкции увеличивается. Колесо не прыгает и не скачет в стороны на рытвинах и неровностях, его не закручивает в повороте.
Развал
Развал влияет на пятно контакта шины, его задача — поддержание максимально возможной площади контакта шины с поверхностью. Развал и кастор соотносятся в том, что кастор обеспечивает ЭФФЕКТИВНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ РАЗВАЛА, когда передние колеса поворачиваются в поворот.
Чем больше величина угла кастера (кастора) (больше наклон), тем больше эффективное изменение развала при повороте колес.
То же самое умными словами.
Крутой угол кастера (кастора) (более вертикальный) увеличивает поворачиваемость при накате и торможении на входе в поворот. Чем более вертикальный угол кастера, тем больше колеса отклоняются на сторону, обеспечивая более крутой заход в поворот.
Пологий угол кастера (кастора) (более наклонный) уменьшает поворачиваемость при накате и торможении на входе в поворот. Чем больше наклонен угол кастера, тем меньше колеса отклоняются на сторону, обеспечивая менее крутой заход в поворот.
Теперь обратимся к вопросу с которым часто сталкиваются владельцы внедорожников. Звучит он так: я поставил большие колеса и управляемость стала плохой, в поворотах машина неустойчива – наверное это из-за веса новых колес… Увы, не в весе дело! Дело в смещении ведущей точки относительно точки контакта: ниже привожу сравнение ее положения в пропорции на колесах с разной резиной.
На рисунке аналог штатного угла кастора (
3 градуса). По мере увеличения размерности колеса растет смещение и тем самым увеличивается стабилизирующий эффект, но этого оказывается не достаточно т.к. отношение прироста размерности колеса к смещению ведущей точки относительно точки контакта значительно меньше.
На увеличенном угле кастора, на рисунке ниже, угол увеличен примерно в два с половиной раза, что соответствует
8 градусам. Если сравнивать с первым рисунком, эффект значительно выше: смещение практически в два раза больше.
Таким образом, на больших колесах, с увеличенным углом кастора эффект стремления колес стоять прямо, а по простому, устойчивость при большем завале угла кастора будет возрастать.
Теперь коротко о том, когда же его, кастор, нужно валить и как нивелировать эффект ошибкой лифта подвески.
Валим кастор если:
– На ровной дороге машину ведет в сторону.
– Автомобиль рыскает на дороге.
– Руль не возвращается в начальное положение.
С завода на всех машинах устанавливаю кастор, при котором во время движения колеса сами возвращаются в прямое положение, если отпустить руль, но этот угол рассчитан на использование колес штатной размерности. Сколько из нас ездит на штатной каме?
Как все испортить или нивелировать лифтом подвески.
Итак, мы имеем подвеску с измененным углом кастора. Мост крепко закреплен клюшками.
В какой-то момент мы решаем поставить пружины +5, да еще и с проставками под пружины +6… Таким образом, происходит смещение оси моста относительно рамы. Т.е. рама поднимается над осью моста. Но клюшки-то у нас закреплены тоже на раме! Происходит изменение угла их подхода к мосту, а так как клюшки и мост – жесткая конструкция, происходит проворачивание моста, что приводит к нивелированию эффекта полученного за счет изменения угла кастора.
Как результат автомобиль снова рыскает по дороге…
Удачи всем и ровных дорог!