все о подвеке!настроки,смысл работы и т.д.
Все познается в скольжении.
"Есть только одна линия в повороте, по которой можно "скользить" определенным образом".
Ники Лауда
Однажды на тренировке я наблюдал, как гонщики проходят девяностоградусный поворот, и размышлял о том, почему трехкратный чемпион мира употребил глагол "скользить", а не "ехать". И действительно, многие спортсмены проходили поворот в экстремальном стиле, с глубоким скольжением всех четырех колес. Были на трассе и такие, что буквально прокатывали поворот, явно уступая в скорости первым. Но вот мое внимание привлек быстрый автомобиль, который чисто шел по идеальной траектории и по засечке секундомером не только не отставал от тех, кто демонстрировал эффектные заносы, но даже показывал лучшее время на круге. Пилотирующий его гонщик, казалось, практически не ставил машину в занос, умудряясь балансировать на самой грани скольжения. Давайте разберемся, кто из пилотов ехал грамотнее, но чтобы сделать это, посмотрим, как работает шина, и определим, как можно измерить величину ее скольжения.
Сначала нужно понять, что любая сила, действующая на автомобиль, передается только через его четыре шины. На сцепление шин с покрытием гоночной трассы влияют только три фактора. Первый - это коэффициент сцепления шины с покрытием, который определяется состоянием последнего, а также конструкцией, составом и температурой шины. Второй - это пятно контакта шины с покрытием, а третий - это вертикальное давление на шину, то есть вес машины и прижимающая сила аэродинамических приспособлений. Достигнув своего максимального сцепления, шины начинают скользить, и порой кажется: они это делают так внезапно, что потеря управления неминуема. Это не так. Между границей сцепления и скольжением есть еще стадия проскальзывания или увода. Именно в ней-то и кроется секрет быстрых секунд. Дело в том, что в силу эластичности резины, из которой сделана шина, достичь предела по сцеплению невозможно без ее проскальзывания. При увеличении скорости в повороте наступает такой момент, когда направление, куда смотрит шина, несколько отличается от того, куда в действительности сориентирован обод колеса. Угол между направлением качения шины и плоскостью вращения колеса (рис. 3) называется углом увода и измеряется в градусах.
Максимальное сцепление шины, а значит, возможность пройти поворот с максимальной скоростью, зависят от величины угла увода шины. Из графика 1 видно, что пока шина не достигла оптимального угла увода, ее сцепление с покрытием не будет максимальным. При увеличении скорости в повороте или увеличении угла поворота колеса угол увода и сцепление увеличиваются, но после определенного момента сцепление резко падает - происходит срыв в скольжение. Конечно, очень многое зависит здесь от конструкции шины. Дорожные шины отличаются прогрессивностью поведения, то есть требуют много времени, чтобы достичь предела в сцеплении, а затем долго проскальзывают, пока его не начинают терять. Для обычных водителей это хорошо, так как есть достаточно времени, чтобы в критической ситуации "поймать" и выровнять машину, но такие "плавающие" характеристики абсолютно не устраивают автогонщиков. Они предпочитают менее "прогрессивные" шины, которые имеют более четкие границы сцепления. Чем меньше прогрессивность шины, тем резче смена ее поведения: почти сразу же после максимального сцепления следует срыв, но все же он никогда не наступает моментально - сначала начинается хотя и короткая, но четкая фаза увода.
На сухом покрытии максимальное сцепление - а значит, наилучший разгон, торможение или наибольшая скорость в повороте - соответствует проскальзыванию шин примерно от 3 до 10 процентов (график 2). Но что происходит, если оптимальное значение сцепления превышено? Потеря управляемости? Да, но не сразу! Например, при торможении колеса заблокировались и началось скольжение, но при этом сцепление не исчезло совсем. То же самое в повороте, когда машина начинает скользить, скорость ее падает и достигает такой, при которой сцепление восстанавливается и сно
"Есть только одна линия в повороте, по которой можно "скользить" определенным образом".
Ники Лауда
Однажды на тренировке я наблюдал, как гонщики проходят девяностоградусный поворот, и размышлял о том, почему трехкратный чемпион мира употребил глагол "скользить", а не "ехать". И действительно, многие спортсмены проходили поворот в экстремальном стиле, с глубоким скольжением всех четырех колес. Были на трассе и такие, что буквально прокатывали поворот, явно уступая в скорости первым. Но вот мое внимание привлек быстрый автомобиль, который чисто шел по идеальной траектории и по засечке секундомером не только не отставал от тех, кто демонстрировал эффектные заносы, но даже показывал лучшее время на круге. Пилотирующий его гонщик, казалось, практически не ставил машину в занос, умудряясь балансировать на самой грани скольжения. Давайте разберемся, кто из пилотов ехал грамотнее, но чтобы сделать это, посмотрим, как работает шина, и определим, как можно измерить величину ее скольжения.
Сначала нужно понять, что любая сила, действующая на автомобиль, передается только через его четыре шины. На сцепление шин с покрытием гоночной трассы влияют только три фактора. Первый - это коэффициент сцепления шины с покрытием, который определяется состоянием последнего, а также конструкцией, составом и температурой шины. Второй - это пятно контакта шины с покрытием, а третий - это вертикальное давление на шину, то есть вес машины и прижимающая сила аэродинамических приспособлений. Достигнув своего максимального сцепления, шины начинают скользить, и порой кажется: они это делают так внезапно, что потеря управления неминуема. Это не так. Между границей сцепления и скольжением есть еще стадия проскальзывания или увода. Именно в ней-то и кроется секрет быстрых секунд. Дело в том, что в силу эластичности резины, из которой сделана шина, достичь предела по сцеплению невозможно без ее проскальзывания. При увеличении скорости в повороте наступает такой момент, когда направление, куда смотрит шина, несколько отличается от того, куда в действительности сориентирован обод колеса. Угол между направлением качения шины и плоскостью вращения колеса (рис. 3) называется углом увода и измеряется в градусах.
Максимальное сцепление шины, а значит, возможность пройти поворот с максимальной скоростью, зависят от величины угла увода шины. Из графика 1 видно, что пока шина не достигла оптимального угла увода, ее сцепление с покрытием не будет максимальным. При увеличении скорости в повороте или увеличении угла поворота колеса угол увода и сцепление увеличиваются, но после определенного момента сцепление резко падает - происходит срыв в скольжение. Конечно, очень многое зависит здесь от конструкции шины. Дорожные шины отличаются прогрессивностью поведения, то есть требуют много времени, чтобы достичь предела в сцеплении, а затем долго проскальзывают, пока его не начинают терять. Для обычных водителей это хорошо, так как есть достаточно времени, чтобы в критической ситуации "поймать" и выровнять машину, но такие "плавающие" характеристики абсолютно не устраивают автогонщиков. Они предпочитают менее "прогрессивные" шины, которые имеют более четкие границы сцепления. Чем меньше прогрессивность шины, тем резче смена ее поведения: почти сразу же после максимального сцепления следует срыв, но все же он никогда не наступает моментально - сначала начинается хотя и короткая, но четкая фаза увода.
На сухом покрытии максимальное сцепление - а значит, наилучший разгон, торможение или наибольшая скорость в повороте - соответствует проскальзыванию шин примерно от 3 до 10 процентов (график 2). Но что происходит, если оптимальное значение сцепления превышено? Потеря управляемости? Да, но не сразу! Например, при торможении колеса заблокировались и началось скольжение, но при этом сцепление не исчезло совсем. То же самое в повороте, когда машина начинает скользить, скорость ее падает и достигает такой, при которой сцепление восстанавливается и сно
ТЮНИНГ
Кто и как может вмешиваться в конструкцию автомобиля и что-то в ней запросто менять? Не будем забывать, что любой автомобиль должен соответствовать строгим правилам безопасности и все его системы обязаны отвечать строгим техническим требованиям. Обычно, автор и исполнитель переделок не регламентируется, а вот устанавливаемым деталям уделяется пристальное внимание. В развитых странах любое изменение конструкции машины, будь то установка спортивного руля или колес из легкого сплава с шинами другой размерности или спойлера подлежит техническому освидетельствованию. На каждую устанавливаемую деталь предъявляется сертификат качества и соответствия, данные которого, заносятся в технический паспорт и талон автомобиля. При этом бардачок автомобиля становится постоянным местом хранения сертификата. Любой полицейский вправе потребовать его для определения соответствия внесенных в документы деталей с фактически установленными! Такой давно порядок существует за границей и так будет в России, вопрос только времени.
Еще один важный аспект. Настоящий тюнинг - это улучшение определенных характеристик автомобиля. Значит, он преследует определенные цели: улучшить динамику автомобиля, повысить эффективность тормозов, устойчивость в поворотах, оптимизировать работу подвесок и так далее. Хорошо, когда есть возможность сравнить продукт вашего творчества с другими тюнинговаными автомобилями. Участия в любительских гонках и ралли – отличная возможность сделать это. С чего начинается тюнинг? С правильного подбора колесных дисков и шин. Это дает максимальный эффект и вместе с правильно подобранными амортизаторами делает поведение автомобиля неузнаваемым. В положительном смысле, конечно.
Изменение дизайна машины можно отнести к тюнингу с большой натяжкой. Во-первых, на вкус и цвет товарищей нет, во-вторых, «украшательство» влияет на характеристики автомобиля чаще всего со знаком минус. Тех, кто обожает красоваться перед друзьями на машине с экстравагантным обвесом называют «каферейсеры», то есть «гонщики вокруг кафе». Таких хватает везде: и у нас и за границей. В большинстве своем они безобидны и подчас вызывают сострадание, когда их произведение автомобильного дизайна напоминает откровенный китч. Но некоторые из них могут представлять еще и серьезную опасность, когда затевают светофорные гонки или слалом в плотном потоке автомобилей.
Правильные настройки делают машину нереально быстрой! Это факт. Что главное в настройках? Заставить шину выполнять положенную ей работу, но при этом, не перегружая ее. Шины могут дать ровно столько работы, столько, сколько они могут дать. Простите за тавтологию, но это действительно так. Ни двигатель, ни подвески не могут раскрыть свой потенциал, минуя шины, которыми машина «держится» за дорогу. Значит, главное в настройке подвески - заставить шины правильно работать.
Следующий пункт – баланс. Машина не станет быстрее, если шины на одной оси будут иметь лучшее сцепление, чем на другой. Понятно, что оптимальным вариантом считается нейтральная настройка, когда недостаточная и избыточная поворачиваемость проявляются как можно меньше. Для гоночного инженера это означает добиться настройками минимальной разницы в углах увода передних и задних шин. Понятно, что автомобили с различной компоновкой имеют свои особенности поведения. Проявляются они на большой скорости в поворотах. Передний привод с силовым агрегатом, давящим на передние колеса демонстрирует недостаточную поворачиваемость, то есть передние колеса теряют сцепление раньше задних. Заднеприводные машины страдают избыточной поворачиваемостью, когда сцепление теряют первыми шины задней оси. Внутри этой группы есть различия в поведении машин с переднемоторными и заднемоторными компановками. Поиск нейтральной поворачиваемости всегда сопряжен с множеством компромиссов в настройках и целиком зависит от таланта гоночного инженера.
Но главным компромиссом всегда был и остается стиль пилотирования гоночной машины самим гонщиком. Может быть, в повороте он слишком интенсивно прибавляет газ? Может быть, на входе в поворот он провоцирует слишком большое перераспределение веса? Или он всегда входит в повороты слишком быстро, что провоцирует машину идти по «замедляющей» траектории ( slow down)? А может быть, пилот слишком рано направляет машину в поворот, провоцируя этим недостаточную поворачиваемость? Действительно ли «грязная» траектория в поворотах вызвана «нервозным» поведением автомобиля, а не стилем пилотирования? Здесь мы подходим к важнейшему взаимодействию объективных и субъективных факторов. Вот как работают западные профессионалы: Гонщик обычно фантастически тонко чувствует автомобиль и может очень точно описать его поведение в любой точке трассы и любого поворота. Мастерство гоночного инженера состоит в искусстве правильно поставить вопрос, так как время прохождения круга может ничего не значить. Например, в настройках что-то меняется, и гонщик делает пару кругов всего лишь на «десятку» медленнее. Его вердикт: машина стала абсолютно неуправляемой. Как же так, ведь время практически не ухудшилось! Да, но гонщик умудрился своим мастерством компенсировать ухудшения в поведении автомобиля. Далее гонщик и инженер конструктивно обсуждают что делать. Добиться победы в гонке возможно только на автомобиле, на котором гонщик может делать все что захочет. Отсюда вытекает очень важный вывод: на машине с базисной настройкой пилот высокого класса проиграет самому себе не больше секунды. Это подтвердили наблюдения во время тестов на немецкой трассе Хоккенхайм. Немецкий пилот хорошего класса проигрывал не более секунды лидерам серии Porsche Carrera Cup, на одной из машин этой серии. Новичок серии, на этой же машине проигрывал уже несколько секунд с круга. Понятно, что для него дело было не в настройках. Значит, тонкие настройки дают возможность сбросить не более секунды, а главная их задача сделать машину более послушной. Так существуют ли индивидуальные настройки «под пилота»?
Роман Русинов утверждает, что это выдумки для журналистов и если машина настроена грамотно, то любой пилот сможет на ней быстро проехать: «Представьте себе, что такое выиграть целую секунду за счет настроек. Это очень, очень много, нереально много! Речь идет о пяти десятых секунды в лучшем случае, при том, что базисный «set up» был неверен. В Формуле 3000, если нам удавалось подстроиться и сбросить две десятки – мы были счастливы». У всех команд есть базисные настр
А вот пример из практики выступления на Формуле 3000, рассказанный им же. Утром в свободной практике отличный результат – лучшее время, машина – супер! После обеда трасса прогрелась, и быстрая машина Романа стала страдать чудовищной недостаточной поворачиваемостью. На самом деле - это трасса стала как минимум на секунду медленнее. Как говорят картингисты – пропал «держак». Часто «держак» меняется и от количества машин, проехавших по трассе. Ветер, пыль также меняют ситуацию. На городских трассах очень важно учитывать разность покрытия на отдельных участках, асфальт везде разный. Самое важное на таких трассах не ехать по обычным траекториям, а ехать, там, где покрытие держит, особенно важно это в дождь. Иногда можно видеть комичную картину, как гонщики вечером с карманными фонариками буквально ползают по трассе, пытаясь нащупать места, где можно зацепиться. И это очень помогает!
Сформулируем еще раз цель настройки гоночной машины: добиться как можно больше контролируемого сцепления шины с дорогой под определенного гонщика, для определенной трассы, и при определенных условиях. В предельных режимах каждая мелочь становится важной. Поэтому и важно определить, на что в поведении автомобиля влияют конкретные настройки, а что провоцируется пилотированием. Может быть, гонщик слишком агрессивно прибавляет газ в повороте? Происходит ли перераспределение веса машины на входе в поворот в правильной точке и должным образом? Может быть, пилот провоцирует недостаточную поворачиваемость излишне резким входом в поворот? Может быть пилот постоянно входит в повороты слишком быстро, что провоцирует траекторию «slow down»? Может быть, нервное поведение автомобиля провоцируется небрежным рулением или слишком поздним торможением?
Настройки бывают базисными и под конкретную трассу. Базисные настройки – это средний вариант, который можно легко модифицировать под каждую конкретную трассу. Чтобы найти их, требуется время, значит, нужны отдельные тесты. Скорее всего, для них подойдет одна из трасс, где позднее планируется участвовать в гонках.
Далее следует определить, что в настройках будет иметь постоянные значения, а что подлежит изменению и в каких пределах. Главное определить, что удастся менять быстро, так как гоночные уикэнды всегда сопровождает настоящий цейтнот. Прежде всего, надо уяснить, что настроить машину под все повороты невозможно. Вот что говорит по этому поводу Роман Русинов: «Можно добиться нейтральной по
ТОНКАЯ НАСТРОЙКА
Мой любимый гонщик, трехкратный чемпион мира Ники Лауда, отвечая на вопрос о секрете его побед, один раз сказал так: «На аналогично настроенном автомобиле я не смогу ехать быстрее, чем любой гонщик мирового уровня, поскольку мы все едем на пределе возможного. Выигрывает тот, кто лучше настроил автомобиль, а значит, много работал и думал».
Для чего настраивают ходовую часть автомобиля? Для того, чтобы улучшить его поведение на скорости, сделать его быстрее. Однако добиться этого вам удастся только в том случае, если вы будете чувствовать разницу между реальностью и мифами, которых, когда дело доходит до настроек, оказывается множество. Действительно, в этом деле есть масса нюансов. Но мы будем говорить о базисных положениях, которые верны для любой гоночной машины, независимо от ее типа, формулы привода или мощности. Зная и применяя эти принципы на практике, можно научиться настраивать любой автомобиль.
Регулировка тормозного баланса.
Известно, что при торможении основной вес перераспределяется на передние колеса. Поэтому передние тормоза, как правило, мощнее задних — им выпадает больше работы. Если поделить тормозное усилие поровну между колесами передней и задней оси, то при перераспределении веса загруженные (и следовательно, имеющие лучшее сцепление) передние колеса будут тормозить недостаточно эффективно, в то время как разгруженные и потерявшие сцепление задние уже заблокируются. Чтобы не допустить этого, на серийных автомобилях устанавливается автоматический регулятор давления, а на большинстве гоночных — ручной, позволяющий не только настраивать тормозной баланс, но и менять его входе гонки.
Тормозной баланс — первое, что надо отрегулировать перед гонкой. Подготовка к этому начинается с прогрева шин до рабочей температуры — в противном случае регулировка ничего не даст, так как при нагреве шин характеристики их сцепления изменятся, и скорее всего вы получите слишком большое тормозное усилие на задних колесах. Внимательно изучив ситуацию по зеркалам и убедившись, что сзади вам не грозит опасность, нажмите на тормозную педаль и давите на нее, пока передние или задние колеса не заблокируются. Как только это произошло, немедленно ослабьте давление, чтобы не испортить шины. Изменяя баланс, вы должны стремиться к тому, чтобы блокировка передних колес наступала чуть раньше, чем задних. При этом не надо уходить в сторону более ранней блокировки передка — это может уменьшить общую эффективность торможения.
Мы установили базисные настройки для торможения на прямой. Однако если техника пилота включает торможение в первой половине поворота, вплоть до апекса, тормозное усилие на задних колесах надо делать еще меньше. Дело в том, что силы, действующие на автомобиль при входе в поворот, сильно разгружают заднюю внутреннюю шину, перегружая при этом внешнюю, снижая их сцепление, что чревато резким заносом. Лучше всего решить эту проблему во время тестов и тренировок, а не на первых кругах гонки. Чаще всего в гонках используется торможение с включенной передачей, а то и с последовательным переключением передач вниз.
Торможение двигателем, во-первых, помогает при недостаточной эффективности рабочей тормозной системы (свойственной большинству серийных автомобилей), а кроме того, в этом случае меньше вероятность, ошибившись с дозировкой усилия, заблокировать колеса. Однако переключение передач при торможении нарушает весовой баланс автомобиля — он как бы раскачивается в продольной плоскости. Если тормозная система достаточно эффективна, а гонщик может точно чувствовать момент блокировки колес, более эффективным будет торможение на одной передаче или даже на нейтрали! Да-да, на некоторых гоночных автомобилях, наприме
Перераспределение веса и центр тяжести.
В главе «Тонкое искусство баланса» мы говорили о том, что сцепление шины с покрытием тем больше, чем выше нагрузка на шину. Речь шла о том, что шины могут загружаться при перераспределении веса автомобиля, когда он тормозит, разгоняется или поворачивает. При торможении, например, нагрузка перераспределяется с задних шин на передние, и они получают лучшее сцепление. При разгоне, наоборот, загружаются задние колеса. Но когда одни колеса загружаются, другие разгружаются, и их сцепление падает. Причем чем больше перераспределение веса и чем быстрее оно происходит, тем меньше становится суммарное сцепление шин с покрытием.
Вопреки существующему ошибочному мнению, никто не в силах изменить количество перераспределяемого веса — ни регулировками амортизаторов, пружин, стабилизаторов, ни другими настройками подвесок, препятствующими клевку «передка» или приседанию задней части машины. Количество веса, перераспределяющегося на передние колеса при торможении, определяют три момента: 1. Высота расположения центра тяжести. Вполне понятно, что чем выше центр тяжести, тем перераспределение веса больше. 2. Колесная база. У машины с короткой колесной базой перераспределение веса будет больше, чем у длиннобазной. 3. Насколько эффективно торможение. У машины, развивающей замедление в 3 g, перераспределение веса будет больше, чем у машины с замедлением в 1 g. Представить себе расположение центра тяжести поможет такой пример: если подвесить машину за трос к центру тяжести, то она не будет отклоняться ни в продольном, ни в поперечном направлении (рис. 1). Это относится даже к автомобилю, расположенному вертикально. Он будет находиться в состоянии полного равновесия.
Центр тяжести — это точка, где сконцентрирована масса автомобиля. Важность этой точки в том, что все силы, возникающие при прохождении поворотов, разгоне и торможении, проходят через нее. Если взять два автомобиля с одинаковой колесной базой, то перераспределение веса будет больше у машины с более высоким центром тяжести (рис. 2).
Теперь возьмем два автомобиля с разной колесной базой, но с одинаково расположенным центром тяжести. У машины с более длинной колесной базой перераспределение веса будет меньше (рис. 3). Таким образом, длина колесной базы — это второй фактор, влияющий на перераспределение веса.
Мы выяснили, что у автомобиля, тормозящего с замедлением в 2 g, перераспределение веса в два раза больше, чем у того, что развивает 1 g. Можно добиться меньшего перераспределения веса, снижая интенсивность торможения, но делать этого никто не собирается — наоборот, любой гонщик старается его усилить. Мы можем передвинуть ниже центр тяжести, уменьшая дорожный просвет (именно поэтому, да еще из соображений аэродинамики, гоночные машины стараются опустить как только возможно низко), но здесь на нашем пути встанут технические требования, ограничивающие минимальный клиренс, и сама жизнь — нельзя ведь, чтобы автомобиль волочился днищем по асфальту. Сделать короче колесную базу тоже вряд ли удастся.
Так что же, мы совершенно не в силах уменьшить перераспределение веса? Уменьшить количество перераспределяемого веса — нет. Но мы можем повлиять на скорость его перераспределения — скорость, с которой этот вес достигает пятна контакта шины с поверхностью трассы. Именно в этом и заключается основной смысл настройки подвески.
«Гоночные колодки, как и шины, эффективно работают лишь в определенном диапазоне температур, поэтому их подбирают исходя из конфигурации трассы и погодных условий. Перед стартом колодки требуют специальной процедуры прогрева, а новый комплект нужно еще и прикатать. Важно знать, когда механики поставили новые колодки: во-первых, поначалу их низкая эффективность может стать неприятным сюрпризом, а во-вторых, если колодки не «обтормозить» определенным образом, комплект можно будет просто выкидывать. Сначала надо медленно разогреть тормоза, начиная торможение намного раньше, чем обычно, и тормозя значительно плавнее. На кольце средней длины на эту процедуру уходит примерно 4 круга. В это время автомобиль тормозит из рук вон плохо, а колодки издают отвратительный запах. После этого колодки нужно испытать в критическом режиме, то есть умышленно перегреть. Для этого на полной скорости нужно два раза подряд затормозить предельно жестко. Педаль при этом становится очень мягкой и почти проваливается. Затем надо проехать один или два круга медленно, чтобы снова остудить колодки, после чего они становятся полностью работоспособными».
Прежде чем перейти к самому сложному — настройке подвески, — давайте вспомним основные положения. Перераспределение веса автомобиля снижает сцепление шин с поверхностью трассы. Чем больше загружается одно колесо или пара колес и разгружаются другие, тем меньше суммарное сцепление шин. Величина перераспределения веса зависит от ускорения, действующего на автомобиль, его колесной базы (если речь идет о продольном ускорении при разгоне или торможении) и ширины колеи (при поперечном ускорении в повороте), а также от высоты центра тяжести. Уменьшить перераспределение веса мы не в силах — мы не можем удлинить базу автомобиля, расширить его колею или уменьшить высоту центра тяжести (хотя именно к этому всегда стремятся конструкторы гоночных машин). Но мы можем повлиять на интенсивность перераспределения веса и на скорость, с которой этот вес достигает пятна контакта шины с поверхностью трассы. Именно в этом и заключается главный смысл настройки подвески.
Пружины.
Представим, что спереди на нашем автомобиле стоят мягкие пружины. При торможении передок получает дополнительно 200 кг нагрузки и проседает, к примеру, на два сантиметра. Установка более жестких пружин снизит это проседание до одного сантиметра. Но дополнительный вес останется тем же. Изменится только реакция — ход подвески. Если вы хотите вообще исключить проседание передка, то замените пружины на жесткую конструкцию, к примеру, обрезки стальных труб. Клевок при торможении исчезнет вовсе. Но перераспределение веса никуда не денется — на передние колеса будут давить те же самые 200 кг. Следовательно, пружины определяют лишь ход подвески — насколько она сжимается под воздействием дополнительного веса.
Назначение амортизаторов — гасить колебания пружин. В «спокойном» состоянии амортизаторы не сопротивляются весу и не поддерживают его, как это делают пружины. Амортизатор сопротивляется либо сжатию, которое его укорачивает, либо растяжению, делающему его длиннее. Когда на подвеску действуют силы, сжимающие пружину подвески, они сжимают и амортизатор. Это называется ходом сжатия. Когда вес возвращается пружиной обратно, длина ее увеличивается, и амортизатор разжимается — это ход отдачи. Общий принцип таков: чем выше скорость движения штока амортизатора, тем больше его сопротивление. У многих гоночных амортизаторов оба хода могут регулироваться как по скорости передачи веса, так и по величине сопротивления.
Если установлен очень мягкий амортизатор, с малым сопротивлением сжатию, то дополнительный вес доходит до шины медленно, почти так же, как если бы амортизатора не было вовсе. Если амортизатор жесткий, то есть сильно сопротивляется сжатию, то дополнительный вес достигнет шины значительно быстрее. При этом часть его, минуя пружину, будет передаваться на шину непосредственно через шток амортизатора. Регулировки амортизаторов не влияют на передающуюся на шину нагрузку или величину хода подвески. Амортизаторы регулируют лишь скорость, с которой дополнительный вес достигает пятна контакта шины с дорогой, и скорость, с которой подвеска сжимается (или разжимается) под действием дополнительногдействием дополнительного веса.
Стабилизаторы.
Многие гоночные машины имеют регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости спереди и сзади. Их регулировка дает примерно такие же результаты, что и регулировка жесткости пружин, — с той лишь разницей, что, в отличие от пружин, стабилизаторы совершенно не влияют на перераспределение веса при ускорении или торможении — они работают только тогда, когда машина кренится в поперечном направлении, то есть в повороте.
Основы правильной настройки.
Предположим, что наш воображаемый гоночный автомобиль, выезжающий на трассу, весит 1000 кг. При этом 400 кг приходятся на переднюю ось и 600 кг — на заднюю. Этот вес распределяется равномерно между его правой и левой половинами (см. рис. 1). Представим, что под влиянием силы в1g, действующей на автомобиль в повороте, 200 кг веса перераспределятся от внутренних колес к внешним (рис. 2), которые получат 700 кг вертикальной нагрузки. Главный вопрос — какое колесо (переднее или заднее) получит большую часть дополнительной нагрузки. Ее величину можно варьировать регулировкой жесткости пружин или стабилизаторов поперечной устойчивости.
Чтобы показать, как жесткость пружин влияет на баланс веса автомобиля в повороте, рассмотрим экстремальные ситуации. Предположим, что передняя подвеска отсутствует, и колеса прикручены прямо к кузову (рис. 3). В этом случае вся дополнительная нагрузка сразу придет на внешнее переднее колесо. Из-за слишком быстрого перераспределения веса передняя ось заскользит — автомобиль проявит недостаточную поворачиваемость. Теперь вернем амортизаторы и переднюю подвеску на место и устраним заднюю. В этом случае весь дополнительный вес мгновенно загрузит внешнее заднее колесо, что тут же вызовет избыточную поворачиваемость. Делаем вывод: снижая жесткость передних пружин, мы меняем баланс поворачиваемости от недостаточной к нейтральной. Более жесткие пружины задней подвески увеличивают тенденцию к избыточной поворачиваемости, а более мягкие — работают в противоположном направлении. Казалось бы, чем мягче пружины (и стабилизаторы), тем медленнее перераспределяется вес и, следовательно, выше сцепление в повороте. Но, стремясь сделать автомобиль как можно мягче, многие приходят в конце концов к прямо противоположному результату — сцепление падает. Конструкции подвесок на разных автомобилях различные, и главное ограничение подобных регулировок — это максимально допустимые значения крена кузова. При их превышении геометрия подвесок меняется, и пятно контакта шины может уменьшиться, а значит, уменьшится и сцепление. Таким образом, на деле все оказывается значительно сложнее, чем в теории
Настройка амортизаторов влияет на управляемость автомобиля в повороте в очень короткий отрезок времени — только в момент изменения направления движения. Как только перераспределенный вес стабилизировался, пружины и стабилизаторы начинают влиять на баланс в большей степени, чем амортизаторы. Например, если передние амортизаторы намного жестче на сжатие, чем задние, внешнее переднее колесо может быть значительно перегружено по отношению к заднему, что вызовет сильную недостаточную поворачиваемость на входе в поворот. Как только дополнительное сопротивление подвески выровняется, стабилизаторы и пружины восстановят необходимый баланс автомобиля. При стремительном перераспределении веса настройка амортизаторов очень важна. Особенно это относится к таким поворотам, в которых скорость входа и скорость прохождения апекса сильно различаются. В медленном крутом повороте перераспределение веса происходит очень быстро.
Не будем рассматривать все возможные примеры. Вариантов настройки великое множество. Например, изменить недостаточную поворачиваемость на избыточную можно регулировкой углов установки задних колес. Тонкая настройка — всегда компромисс. Всем знакомы объяснения пилотов или менеджеров команд Формулы-1 после неудачно проведенного уик-энда. Чаще всего сетуют на то, что гоночный болид страдал недостаточной поворачиваемостью. Какой уж там мощный разгон из поворота на прямую, если машина норовит «пропихнуть нос» наружу и вы лететь за пределы трассы! Инженеры Формулы-1 ведут нескончаемую борьбу за постоянно ускользающую нейтральную поворачиваемость. Машина должна быть максимально послушной и адекватно реагировать на прибавление газа, когда она скользит всеми четырьмя колесами. Здесь работает такой критерий: чем раньше в повороте можно прибавлять газ, тем лучше настойка. Для гонок на американских овалах лучшей оказывается небольшая недостаточная поворачиваемость, которая делает езду по дуге с максимальной скоростью относительно безопасной, так как прибавление газа на радиусе не вызывает опасный занос задней оси. Переднеприводные машины, как правило, страдают недостаточной поворачиваемостью, и гонщики, выступающие на них, изо всех сил стараются свести ее регулировками к избыточной, чтобы автомобиль лучше заезжал в поворот. Примеры можно продолжать. Главное — понять самый важный принцип: на поведение гоночного автомобиля в первую очередь влияет перераспределение веса. Характер движения автомобиля по трассе в каждый конкретный момент времени зависит от того, насколько загружено каждое из его колес. Об этом я говорил не раз и с удовольствием повторяю.
Вот что по этому поводу говорит Ники Лауда. «Чтобы установить, как то или иное усовершенствование влияет на управляемость, необходимо достичь стабильного времени прохождения круга. Вот типичный пример: 1:15.0—1:14,0— 1:13,9—1:13,7 — 1:13,6 — 1:13,6—1:13,6 — 1:13,6. Только после этого я могу сделать перерыв и начать пробовать другой вариант. Важно уметь вернуться к уже испробованному варианту, если последующие оказались хуже. Очень многое зависит от исследовательского таланта гонщика, ведь стремлением во что бы то ни стало проехать максимально быстро можно «заездить» проблему — она как бы перестанет существовать, поскольку разница в долях секунды исчезнет».
С другой стороны, существует множество ситуаций, когда искать оптимальные варианты настроек вообще неразумно. Например, на новой, незнакомой трассе или при ограниченном времени свободных тренировок. В такой ситуации гонщик должен уметь приспособиться к поведению автомобиля. Стиль его вождения должен максимально сглаживать неоптимальную настройку машины, поскольку невозможно настроить гоночный автомобиль идеально для всех поворотов одной трассы. Компромиссным, но единственно правильным решением будет оптимальная настройка для самых важных поворотов, обеспечивающих максимальный выигрыш во времени. Разница между реальностью и мифом, о которой говорилось в начале статьи, как раз и кроется в умении найти правильный компромисс для каждой конкретной ситуации.
Письмо читателя: Здравствуйте Михаил Георгиевич, в ваших книгах постоянно подчеркивается малая эффективность торможения двигателем. В случае использования торможение двигателем на спуске, в течение продолжительного времени, когда оно является установившимся, или длящимся процессом, когда обороты двигателя уже не изменяются это справедливо. Но вы нигде не упоминаете о гироскопическом моменте двигателя и об его влиянии на начальный этап торможения двигателем. Хотя самые первые мгновенья торможения двигателем, когда обороты двигателя падают при сбросе газа, или растут при резком отпускании сцепления, по эффективности могут быть сопоставимы с эффективностью тормозной системы. Особенно это актуально для машин с ABS, когда колеса нельзя довести до блокировки тормозной системой. Торможение двигателем может сократить тормозной путь на недостающие несколько метров. Конечно эффект проявляется только в момент падения или возрастания оборотов двигателя и является кратковременным.
ККК. Торможение двигателем как процесс, снижающий скорость движения автомобиля либо сохраняющий ее постоянной на спуске, является хорошим и распространенным методом управления автомобилем в обычном дорожном движении. Принцип основан на компрессионных потерях, т.е. используется разрежение воздуха во впускной системе. Степень сжатия дизельных двигателей (применяемых в большинстве большегрузных автомобилей) примерно в 1,5 раза выше, чем у бензиновых. Поэтому дизельный двигатель тормозит эффективнее, чем бензиновый. Для большегрузных автомобилей разрабатываются и широко используются «моторные тормоза», имеющие отдельное ручное или автоматическое включение. В моторных тормозах дополнительно используется сжатие воздуха в выпускной системе. Торможение такими устройствами сравнимо по мощности с характеристикой двигателя. Что касается короткого (доли секунды) интервала времени, когда водитель, резко бросая педаль сцепления, стремится раскрутить двигатель со стороны колес, то, действительно, увеличение оборотов двигателя таким способом потребляет кинетическую энергию движения и снижает скорость. Пример тому – запуск двигателя «с толкача» или с горки: в момент соединения дисков сцепления машина может остановиться. При таком способе в трансмиссии возникают ударные нагрузки, сильно изнашивающие ее. Обозначать этот способ использованием гироскопического момента неверно. Гироскопом называется иной механизм, в нем существенен эффект сил Кориолиса. Ударный бросок сцепления можно назвать эффект маховика, причем маховиком становится двигатель с навесными устройствами. Простой сброс газа при включенном сцеплении – чисто компрессионный способ торможения двигателем: падает сечение впускной системы. Примерно с 1980-х стали конструктивно уменьшать эффективность компрессионного торможения двигателем, как экологически вредного действия (топливо всасывается, а воздуха мало). В целом, являясь сторонником торможения двигателем в повседневной езде (в том числе приводящей к экономии топлива), считаю его в спортивной езде признаком неграмотности и недостаточной квалификации. Кратко, причины таковы: (1) мощность колесных тормозных устройств примерно на порядок выше мощности двигателя – сравните пути торможения и разгона до той же скорости, а потом проверьте «тормозной» путь с использованием только двигателя – он будет примерно в 10 раз длиннее; (2) торможение двигателем менее управляемо в силу его инерционности и дает различные коэффициенты усиления вакуумного усилителя тормозов, что резко затрудняет торможение на грани блокировки колес; (3) спортивное сцепление еще менее работоспособно при частичном проскальзывании, чем обычное; (4) существует опасность «перекрута» форсированного двигателя, т.е. превышения допустимых оборотов. Два последних пункта чреваты разрушением механизмов, в чем убедилась добрая половина гонщиков СССР. Наивно предполагать, что конструктор автомобиля второй половины ХХ века сделал слабые тормоза, заставляя водителя дотормаживать двигателем и путаться в трех педалях. А как быть с авт
ПЧ: Также до сих пор не встретил информации о причинах повышенной эффективности ступенчатого \ прерывистого торможения с кратковременными блокировками колес, хотя в них учувствует гироскопический момент инерции колес. В обоих видах данного торможения в промежутках между кратковременными (мгновенными) блокировками колес энергия движения дополнительно расходуется на последующую раскрутку колес и ходовой части (практически без потери устойчивости автомобиля), а далее при очередной блокировке эта часть энергии гасится в тормозной системе. При небольшом проскальзывании колес в процессе такого торможения достигается также максимальный коэффициент сцепления колес. Энергия, запасенная таким образом в раскрученных колесах, гасится тормозной системой и не затрудняет основного торможения в контакте шины с дорогой, так как тормозная система современного автомобиля способна блокировать колеса практически в любой реальной ситуации.
Про энергию, запасенную во вращающемся колесе: Возьмем в качестве примера среднестатистическое колесо с шиной 185\65\R15 на кованном стальном диске.
Масса шины 5 кг.
Внешний радиус шины 26 см, внутренний радиус шины 19см.
Масса диска 9кг, радиус 19см.
Момент инерции для шины J=m*R*R, где R- средний радиус (26+19)\2=35,5
Jшины=5*0,355*0,355=0,63
Момент инерции для диска приблизительно J=m*R*R\1,5
Jдиска= 9*0,19*0,19\1,5=0,22
Общий момент инерции равен J=0,63+0,22=0,85
Энергия, запасенная вращением E=J*W*W\2. где W- угловая скорость.
Посчитаем сколько энергии запасается в колесе при 60 км в ч.
60км в ч это (\3,6) 16,6 м в сек.
Периметр колеса 2*3,14*0.26=1,63 м
При 16,6 м в с оно делает 16,6\1,63=10 оборотов в секунду. Это W=10*2*3,14=62,8 радиан в сек.
Запасенная энергия вращения E=0,85*62,8*62,8\2=1676 Дж
Если эта энергия дополнительно гасится в 1 сек, то это примерно дополнительные пара лошадиных сил (2*736 Вт) на каждое колесо. При экстренном ступенчатом торможении энергия после блокировки колес (на мгновенье) расходуется не только на раскрутку колес, но и на раскрутку ходовой части. И это конечно не на много, на несколько процентов, но все же сокращает тормозной путь при экстренном торможении. Из этих формул очень хорошо видно, что масса шин, как вы пишите, очень сильно влияет на динамику, и существенно больше, чем применяемые диски.
ККК. Одним из главных достоинств современных устройств, предназначенных к широкому использованию людьми, не обладающими специальными качествами, является fool-proof (читается фул-пруф), что означает в буквальном переводе – неуязвимость для дурака, «дуракоустойчивость». Это качество подразумевает, что устройство трудно испортить при довольно беспорядочном и неграмотном обращении. Автомобиль сегодня - вполне бытовой механизм, имеющий некоторую дуракоустойчивость. Примеры – нельзя превысить максимальные обороты двигателя, нажимая на педаль акселератора, фары гаснут при выключении зажигания, американский автомобиль нельзя запустить, не нажав на педаль тормоза и т.д. Подозреваю, что конструкторы современных двигателей в курсе разных термических коэффициентов расширения. Но каждый имеет право на сомнение. Вы можете лично провести эксплуатационные испытания по оценке экономических потерь, сравнив расходы на топливо и ремонт в двух режимах эксплуатации – с мгновенным началом движения после пуска двигателя или с прогревом угодной Вам продолжительности. Сообщите, пожалуйста, о результатах. Торопитесь, пока не принят закон об охране воздуха, запрещающий стоянку с работающим двигателем, каковой действует в развитых странах. Для справки: прогрев силовой установки (двигателя) до термодинамического равновесия происходит в течение 20 минут, а ходовой части – 40 минут движения. Износ двигателя наибольший, пока он холодный, а под нагрузкой, т.е. в движении прогрев идет в несколько раз быстрее, чем на холостом ходу. Антропоморфное представление об агрегате невежественно. Что касается пожелания не выводить двигатель на высокие обороты сразу после его холодного пуска, то оно связано с вязкостью масла. Нынешние автомобили BMW имеют подвижную индикацию предельно допустимых оборотов двигателя, меняющихся в зависимости от его температуры. Вопреки Вашему заблуждению, как раз новые технологии, инициированные современным законодательством, исключают прогрев двигателя как норму поведения законопослушного гражданина. В этом отличие прогресса от квасного патриотизма.
Arty © 2003 - 2008
RussiaUkraine (Life)Ukraine (other)KazakhstanKirgiziaTadjikistanGermany XMS 110155011
3649
5014
1171
9915
2507
1171
26000613
1390
13202
179479
2322
69607
72170
7117
7910
5339
80888
а в москоу как получиться)))может получиться что и на всегда!время вопщем покажет...
Следующие действия приводят к недостаточной поворачиваемости (и, соответственно, служат для корректирования избыточной):
сужение передней колеи;
расширение задней колеи;
снижение заднего клиренса;
увеличение переднего клиренса;
повышение жесткости передней подвески и/или передних шин;
уменьшение жесткости задней подвески и/или задних шин;
уменьшение диаметра передних колес;
увеличение диаметра задних колес;
уменьшение отрицательного развала передних колес;
увеличение отрицательного развала задних колес;
уменьшение схождения передних колес;
увеличение схождения задних колес;
перемещение центра тяжести автомобиля вперед;
увеличение размера и/или угла атаки заднего антикрыла.
Обратные действия приводят к избыточной поворачиваемости
Автомобиль с большой по сравнению с общей длиной колесной базой позволяет более рационально, комфортабельно и просторно разместить пассажиров в пространстве между осями;[1]
Автомобиль с длинной колесной базой имеет меньшего размера передний и задний свесы;[1]
Автомобиль с длинной базой имеет лучшую плавность хода и комфортабельность: тенденция к возникновению продольных колебаний уменьшается, что позволяет применить мягкую подвеску, сообщающую автомобилю высокую плавность хода.[1]
Автомобиль с длинной базой устойчивее в разгоне (из-за меньшего перераспределения веса).
Автомобиль с длинной базой более предсказуем в поворотах (по той же причине).
Удлинять колесную базу рациональнее всего на переднеприводных автомобилях, так как в случае классической компоновки это приводит к излишнему удлинению карданного вала и необходимости применения более сложной его конструкции (составной)[1]. Между тем, начиная с конца семидесятых годов отметилась тенденция к существенному росту колесной базы на легковых автомобилях вне зависимости от компоновки[1].
Преимущества короткой базы:
Автомобиль с короткой базой лучше вписывается в крутые повороты;
Автомобиль с короткой базой имеет более высокую геометрическую проходимость;
Автомобиль с короткой базой проще вывести из заноса;
Юрий МАГИСТР ГРОСС гроссман
сегодня в 13:54
при первой возможности пригоню и в питер!!либо как договорились)))
а в москоу как получиться)))может получиться что и на всегда!время вопщем покажет...
Юр, встретимся думаю, правда я и сам в москоу редко бываю, живу то в области....через год-полтора собираюсь тоже насовсем....так что как будеш дай знать)))