Кастер

Передние колеса любого автомобиля вращаются вокруг оси. Продольный наклон этой оси называется кастером.

Кастер дает автомобилю стабильность на прямой, и увеличивает возвращающее усилие на руле, делая управление более понятным, с четкой обратной связью. Слишком сильный кастер может навредить и не только оттого что руль может стать слишком тугим.
Если рассматривать эффект кастера спереди автомобиля, то можно наблюдать так называемый эффект Kingpin Inclination Angle (дословно этот фольклор я перевести пока не смог, вскоре откорректирую) Это U-образный путь который проходит колесо, составляемый общей геометрией подвески, плечом обкатки, углами развала и схождения.

Если взглянуть на автомобиль спереди то увидите, что есть угол подобный кастеру, но только не в продольной, а в поперечной плоскости. Этот угол образуют линия проведенная через ось поворота колеса и перпендикуляр проходящий через центр колеса сверху вниз.

Кастер и KIA вместе взятые и влияют на стабильность и поведение автомобиля в общем, изменяя угол развала колеса, в зависимости от того, на сколько повернут руль.

Увеличивая кастер в положительную или отрицательную сторону меняется положение точки качения колеса относительно оси поворота. Точка качения или контакта с полотном (Dave Point) стремится быть впереди точки куда смотрит ось поворота колеса. Понять это просто взглянув на тележку из супермаркета. Ось поворота стремится к точке соприкосновения колеса с покрытием пола, а колесико как бы стремится удалиться от оси поворота. Этот эффект небольшого рычага (от точки контакта колеса до точки через которую проходит ось поворота колеса) сосздает момент который и стабилизирует колесо прямолинейно во время качения. Примером может служить так же любой велосипед, посмотрите на него сбоку: колесо фиксировано на вилке немного дальше чем проходит ось ее вращения. Водитель чувствует этот эффект как стабильность и возвращающее усилие на руле.

К сожалению этот виртуальный рычаг — очень чувствителен к другим, сторонним силам. Например если управляемые колеса еще являются и ведущими, то есть, если через колеса передается крутящий момент. Чем длиннее этот рычаг -тем больше будет дергаться руль, тем труднее будет контролировать авто. Именно поэтому у машин с приводом на пререднюю ось и полноприводных угол кастера минимален, или отсутствует вовсе, в отличие от машин с задним приводом, где угол кастера может быть довольно велик.

Большой угол кастера заставляет внешнее к повороту колесо увеличивать отрицательный развал тогда, когда вы поворачиваете. Как пример можно привести мотоциклы -чопперы: в них заложен экстремальный кастер, и при повороте руля угол развала колеса увеличивается пропорционально углу кастера.

К такому эффекту на автомобиле прибавляется еще и эффект от KIA, о котором писалось выше. Угол KIA уменьшает эффект от увеличения кастера, съедая при этом градусы отрицательного развала. Поворачиваясь, колесо стремится "завернуться" как бы под машину и получить положительный угол развала благодаря эффекту KIA, но компенсируется появившийся положительный развал -кастером.

Правильная комбинация кастера и KIA -объект вожделения подвесочных инженеров, балансируя двумя этими величинами они стараются добиться идеальной комбинации между стабильностью и ощущениями при управлении. (идеалом было бы полное совпадение оси поворота колеса с перпендикуляром проходящим сквозь колесо сверху-вниз и центром пятна контакта, как на мотоцикле или велосипеде, но сделать это довольно сложно и дорого. Рабочие экземпляры есть на Renault Megane Sport 2.0т и на новинке прошлого года -Ford Focus RS. В Форде схама реализована настолько филигранно, что позволяет в полной мере использовать все 300 лошадиных сил на переднем приводе. Ранее считалось что 200 лошадиных сил для переднего привода -разумный предел, дальше которого начинаются проблемы как с управляемостью, так и с реализацией мощности и момента ( пример -mazda3 mps, Astra OPC и другие, где мощность скорее помеха нежели некий плюс). Форд подвинул эту планку сразу на сотню голов)

Кастер регулируется обычно растяжками рычагов подвески, самим положением рычагов или верхним опорами стоек, подобных тем, что мы рассматривали в Шаге пятом.

При правильной настройке кастера автомобиль ведет себя стабильно, сглаживает вход в поворот и увеличивает сцепление с полотном в любой фазе поворота. Если же кастер слишком велик то руль станет непомерно тяжелым, сгладится вход в поворот, но в то же время на выходе вас будет поджидать недостаточная поворачиваемость. Так же слишком большой кастер увеличит влияние крутящего момента приводимых колес на передне и полноприводных автомобилях, результат -та же недостаточная.

Типичные настройки кастера:
Передне и полноприводы: 3-4 градуса
Задний привод: 4-10 градусов

Взяты vk.com/korchbuild