Секреты подвескостроения. Часть 3
Каждый раз, когда речь заходит об углах установки колес, приходится слышать фразы о том, что УУК призваны «компенсировать, снижать, повышать и улучшать». А все попытки объяснить, почему колеса устанавливаются так, а не иначе, и каким образом достигается «снижение и повышение», чаще всего оказываются поверхностными, не совсем верными или неверными вовсе.
Попробуем разобраться в этой непростой, но очень интересной теме с помощью АЛЕКСАНДРА СОЛНЦЕВА, профессора, заместителя заведующего кафедрой «Автомобили» МАДИ (ГТУ). Как говорится, еще раз и поподробнее…
Нужный вылет оси поворота (его называют плечом стабилизации) чаще всего получают за счет ее наклона в продольном направлении на угол, который и называют кастером. Наглядный пример такой конструкции – устройство передней вилки мотоцикла. Ее наклон придает управляемому колесу движущегося «полуавтомобиля» стабильность, что позволяет байкерам безнаказанно выполнять трюки, не держась за руль. Иногда наклон сочетают с небольшим смещением оси в ту или иную сторону от центра вращения колеса. У современных легковых автомобилей обычно кастер принимает положительные значения, которые не превышают десяти угловых градусов. При этом плечо стабилизации оказывается небольшим по отношению к размерам колеса. А уж плечо продольных сил (сопротивления качению или тяги) – и вовсе мизерным. Поэтому они просто не в состоянии стабилизировать массивное колесо автомобиля. Да это и не нужно – в момент действия дестабилизирующих боковых сил в пятне контакта автомобильного колеса с дорогой генерируются достаточно мощные поперечные (боковые) реакции, парирующие возмущение. Они возникают вследствие сложных процессов деформации шины, катящейся с боковым уводом. Значительная деформация эластичной шины в радиальном, касательном и тангенциальном направлениях и есть главная причина отличия механизма стабилизации автомобильного колеса от слабо или вовсе не деформируемых колес роялей и продуктовых тележек. В результате характер стабилизации меняется с «продольного» на «поперечный».
Дополнительная информация о боковом уводе, механизме образования боковой реакции и стабилизирующего момента приведена в справке. Стоит подчеркнуть, что в результате увода колеса под действием боковой силы (силового увода) равнодействующая элементарных боковых реакций всегда оказывается смещенной назад по ходу движения от центра контактной площадки. То есть стабилизирующий момент действует на колесо даже в том случае, когда след оси поворота совпадает с центром пятна контакта. Возникает вопрос: зачем вообще нужен кастер? Дело в том, что стабилизирующий момент (Мст) зависит от различных факторов (конструкции шины и давления в ней, нагрузки на колесо, сцепления с дорогой, величины продольных сил и т.д.) и не всегда оказывается достаточным для оптимальной стабилизации управляемых колес. На этот случай плечо стабилизации увеличивают продольным наклоном оси поворота, т.е. положительным кастером. Дестабилизирующие силы, действующие на колесо движущегося автомобиля, вызываются разными причинами, но, как правило, имеют одинаковый, инерциальный характер. Соответственно и боковые реакции, и стабилизирующие моменты с ростом скорости увеличиваются. Поэтому стабилизацию управляемых колес, в которую вносит весомый вклад кастер, называют скоростной. С увеличением скорости она «рулит» поведением управляемых колес. На малых скоростях влияние этого механизма становится несущественным. Забегая вперед, упомянем, что здесь работает стабилизация весовая, за которую отвечает наклон оси поворота колеса в поперечном направлении.
Установка оси поворота управляемых колес с положительным кастером полезна не только для их стабилизации. Положительный кастер устраняет опасность резкого изменения траектории и даже опрокидывания автомобиля под действием внезапной боковой силы. Она может быть следствием порыва ветра или движения поперек склона. Благодаря положительному кастеру автомобиль даже с отпущенным рулем плавно поворачивает «под ветер» или «под уклон». Увеличение продольного угла наклона в положительную сторону в общем случае имеет позитивные следствия, но приводит к росту усилия руления. Это значит, что возрастают нагрузки на усилитель и детали рулевого механизма. Поэтому выбор кастера – опять-таки компромисс, который у современных легковых автомобилей достигается при величинах порядка +2–6°. Меньшие значения, как правило, типичны для машин с большой нагрузкой на ось – чтобы чрезмерно не увеличивать усилие на руле. Своим нехарактерным подходом к выбору кастера известны конструкторы Mercedes-Benz. У большей доли «мерсов» продольный угол наклона оси поворота лежит в пределах +10–12°. Почему это так?
Дело в том, что таким образом конструкторы усиливают еще одно благоприятное следствие кастера. Продольный наклон оси поворота приводит к существенному изменению развала управляемых колес при их повороте. Механизм зависимости проще понять, если представить гипотетическую ситуацию, когда ось поворота колеса расположена горизонтально (кастер равен +90°). В этом случае «поворот» управляемого колеса полностью трансформируется в изменение его наклона относительно дорожного полотна, т.е. развала. Тенденция такова, что развал внешнего колеса в повороте становится более отрицательным, а внутреннего – более положительным. Как мы уже уяснили, это благотворно отражается на устойчивости автомобиля при маневрах. Чем больше кастер, тем больше изменение углов развала в повороте. Поэтому иногда (как и в случае с Mercedes-Benz) угол наклона оси поворота намеренно увеличивают. Чтобы при этом не превысить допустимое усилие на рулевом колесе (не увеличить чрезмерно плечо стабилизации), ось поворота смещают в продольном направлении так, что она проходит на некотором расстоянии позади оси вращения колеса.
Выходит, у всех современных автомобилей ось поворота наклонена в положительную сторону. В этом месте стоит вернуться назад, к критике представления об однозначной связи между развалом и схождением (см. № 5/2009). Если принять во внимание расположение плеча стабилизации, становится понятно, что вызванная развалом боковая сила (тяга развала), направленная от автомобиля, «работает» на увеличение схождения управляемых колес, а никак не наоборот. Действительно, положительный наклон оси поворота провоцирует возникновение моментов, стремящихся повернуть управляемые колеса в сторону увеличения схождения. Причем момент тяги развала – не единственный и не определяющий. Наибольшее воздействие на схождение оказывает момент одной из составляющих вертикальной реакции (Rz):
Эксперименты, объектом которых был автомобиль BMW 323i, показали, что при движении по прямой на каждое его управляемое колесо действует момент порядка 40 Нм.
Отсюда становится понятно, к чему может привести нарушение регулировки кастера. Разница этого параметра для левого и правого колес влияет на способность автомобиля держать прямолинейную траекторию. Если она превышает 1°, отличие моментов на управляемых колесах становится ощутимым и возникает боковой дрейф автомобиля в сторону колеса с меньшим кастером. Это в общем случае негативное явление иногда используют во благо и намеренно придают кастеру и углам развала управляемых колес разных бортов немного отличные значения. К примеру, автомобиль, предназначенный для правостороннего движения, из-за профилирования дорожного полотна испытывает дрейф по направлению к обочине. Чтобы его компенсировать, правое колесо устанавливают с чуть более отрицательным развалом и немного более положительным кастером.
Естественно, проделать эту процедуру можно лишь в том случае, если таковая возможность предусмотрена. В последнее время автопроизводители стараются избавить сервисменов от забот по регулировке развала, и тем более кастера. Эти параметры все чаще только контролируются. Согласно рекомендациям любая процедура контроля УУК должна предваряться проверкой уровня кузова. Особенно тщательно положение кузова контролируется при измерении кастера – этот параметр напрямую зависит от разницы его уровня впереди и сзади. Об этом стоит помнить апологетам «буратино-тюнинга», увлекающимся установкой проставок под заднюю часть кузова. Если внешний вид автомобиля, принимающего неприличную позу, – исключительно дело вкуса, то снижение и даже полная потеря скоростной стабилизации управляемых колес – вопрос безопасности, в том числе безопасности ни в чем не повинных «соучастников» дорожного движения. Заметного влияния на износ шин регулировка кастера не оказывает.
Любопытно, что лет тридцать и более тому назад в спецификациях на легковые автомобили можно было увидеть диаметрально противоположную картину – у большинства автомобилей кастер был отрицательным. Причина в том, что тогда был в моде «легкий руль». Поскольку усилитель рулевого управления был в диковинку, инженеры таким способом боролись за то, чтобы автомобиль на скорости рулился «одним пальцем». При этом достаточная скоростная стабилизация колес достигалась благодаря повсеместному применению шин диагональной конструкции. Они более подвержены деформациям, чем шины радиальные. Вследствие этого даже при отрицательном наклоне оси поворота продольный снос боковой реакции оказывался достаточным для создания стабилизирующего момента. Если на такой «ретромобиль» установить современные радиальные шины, он будет рыскать из стороны в сторону. Устранить проблему можно регулировкой кастера – нужно придать углу положительное значение.
SAI – второстепенный, но важный
Говоря об ориентации оси поворота управляемых колес, нельзя обойти вниманием угол поперечного наклона (SAI – Steering Axis Inclination). Этот параметр подвески иногда относят к группе вторичных. Тем не менее поперечный наклон оси оказывает существенное влияние на поведение автомобиля. Его контроль очень важен при диагностике подвески.
Оси поворота рояльного и мотоциклетного колес лежат в центральной плоскости вращения. На первый взгляд, это неплохой вариант. Почему бы и на автомобиле не использовать аналогичный принцип? Распространено мнение, что автомобилестроители не идут этим путем исключительно из-за конструктивной сложности. Действительно, при существующих схемах подвески проще разместить ось поворота колеса сбоку от него. И все же, если бы это сулило большие преимущества, решение наверняка нашлось бы. Например, такое, какое было реализовано французскими конструкторами на автомобиле Citroёn D в 1950-е годы и использовалось вплоть до середины 1970-х. Они расположили оба поворотных шарнира двухрычажной подвески внутри обода, в центральной плоскости качения колеса. Для этого пришлось переместить тормозные механизмы на главную передачу. Ось поворота колеса имела небольшой продольный угол наклона, а поперечный угол, плечо обкатки, а также развал были равны нулю. Что из этого получилось?
По отзывам, автомобиль на скорости уверенно форсировал лужи, грязь, снежную кашу и неровности дороги (даже если они попадались на пути одного из колес) без заметной реакции на руле и без отклонения от прямолинейного движения. Безразличие к неприятным для обычного автомобиля препятствиям объяснимо – любые силы, действующие в плоскости качения колеса, не оказывают никакого воздействия на рулевое управление ввиду отсутствия плеч относительно оси поворота. Несмотря на этот безусловный плюс, «ситроеновская» схема распространения не получила. И не столько из-за некоторого ухудшения эффективности торможения, вызванной изменением места размещения тормозов. Причина в том, что такой способ поворота управляемых колес не позволяет использовать эффект весовой стабилизации рулевого управления и обеспечить его приемлемую чувствительность.
Опять стабилизация? Да, опять. Ведь стабилизация, которая достигается за счет кастера, на то и «скоростная», что работает она только на достаточно высоких скоростях. При движении и маневрировании со скоростью пешехода «эффект рояля» пренебрежимо мал. В этом случае, чтобы заставить управляемые колеса сопротивляться отклонению от нейтрального положения и автоматически возвращаться к нему после прекращения действия сил, вызвавших отклонение, используют другой механизм – стабилизацию за счет веса автомобиля, приходящегося на управляемое колесо. Весовая стабилизация возникает главным образом благодаря наклону оси поворота в поперечном направлении. Почему «главным образом»? Потому что «неглавным образом» в весовую стабилизацию колес вносит вклад и кастер, но здесь его влияние второстепенно.
Механизм весовой стабилизации работает так. При повороте колеса его цапфа движется по дуге окружности, плоскость которой перпендикулярна оси поворота. Если ось вертикальна, цапфа перемещается горизонтально. Если ось наклонена, траектория цапфы отклоняется от горизонтали. У дуги, которую описывает цапфа, появляются вершина и нисходящие участки. Положение верхней точки дуги определяется направлением наклона оси поворота колеса. При поперечном наклоне вершина дуги соответствует нейтральному положению колеса. Значит, при отклонении колеса от нейтрали в любую сторону цапфа (а вместе с ней и колесо) будет стремиться опуститься ниже исходного уровня. Колесо работает как домкрат – приподнимает находящуюся над ним часть автомобиля. «Домкрату» противодействует сила, прямо зависящая от ряда параметров: веса поднятой части автомобиля, угла наклона оси, величины ее поперечного смещения и угла поворота колеса. Она пытается вернуть все в исходную, устойчивую позицию, т.е. повернуть руль в нейтральное положение. Получается, что благодаря поперечному наклону оси поворота автомобиль сам помогает водителю «отруливаться».
Кастер также вносит лепту в весовую стабилизацию рулевого управления. Если ось поворота колеса одновременно наклонена и в поперечном, и в продольном направлении, дуга, которую описывает колесная цапфа, изменяет ориентацию. Ее вершина смещается так, что цапфы обеих колес в нейтральной позиции оказываются на нисходящей части дуги. В результате при повороте руля одна из них движется по дуге вверх, другая – вниз. Итог – крен передней части кузова, увеличение загрузки одного из колес и усиление его весовой стабилизации. Этот эффект также используют для оптимизации положения кузова автомобиля в повороте. Механизм весовой стабилизации работает всегда. На неподвижном или медленно движущемся автомобиле он действует в одиночестве, с увеличением скорости ему все в большей степени аккомпанирует динамическая стабилизация.
Выбор величины SAI – поиск оптимума. С уменьшением поперечного угла эффективность весовой стабилизации снижается. Избыточный наклон приводит к чрезмерному усилию руления при маневрировании, сопровождающемся поворотом колес на большой угол, например при парковке. Определяя положение оси поворота в поперечной плоскости (в том числе и SAI), автомобилестроители наряду с весовой стабилизацией принимают в расчет условие обеспечения оптимального плеча обкатки. С этим параметром подвески также связано немало кривотолков. Например, бытует неверное представление, что оптимум для плеча обкатки – его отсутствие. Якобы с увеличением плеча возрастает усилие руления. На самом деле плечо обкатки не оказывает влияния на легкость рулевого управления. Действительно, при наличии плеча обкатки действующие на управляемые колеса продольные силы создают моменты, стремящиеся развернуть их вокруг оси поворота. Но в случае равенства сил на обоих колесах моменты оказываются «зеркальными», т.е. равными и противоположно направленными. Взаимно компенсируя друг друга, они не оказывают воздействия на рулевое колесо. Однако моменты нагружают детали рулевой трапеции растягивающими или сжимающими (в зависимости от расположения плеча обкатки) усилиями. Чтобы ограничить эти нагрузки, плечо обкатки не должно быть излишне большим. Тем не менее в большинстве случаев «его не может не быть».
Плечо обкатки – один из параметров, который влияет на чувствительность рулевого управления. Благодаря ему руль «сигнализирует» водителю о нарушении равенства продольных реакций на управляемых колесах, которое может быть следствием проезда препятствий и неровностей дороги, неравного распределения тормозных сил между правым и левым колесом и т.д. В этих случаях внезапно возникающий дисбаланс моментов продольных сил передается через рулевое колесо на руки водителя. Главное, чтобы «сигнал» не был чрезмерным и не снижал комфортность и безопасность вождения. Это важное условие учитывается при проектировании автомобиля и нередко нарушается (чаще – неосознанно) при его эксплуатации. Дело в том, что на величину плеча обкатки ощутимо влияет конструкция колеса. Модное увлечение широкими колесами с низкопрофильными шинами, а также установка дисков с нештатным вылетом могут вызвать критическое изменение чувствительности рулевого управления.
Плечо обкатки может быть как положительным, так и отрицательным. Обычно отрицательное плечо обкатки применяют на автомобилях с диагональной двухконтурной тормозной системой. Такая мера позволяет стабилизировать поведение автомобиля в чрезвычайной ситуации – при отказе или снижении эффективности одного из контуров. Дисбаланс тормозных сил приводит к появлению момента, стремящегося развернуть автомобиль относительно центра масс. При отрицательном плече обкатки одновременно с этим неравенство сил торможения вызывает поворот управляемых колес в сторону уменьшения разворота автомобиля. Аналогичный механизм работает при внезапном увеличении продольной реакции на одном из управляемых колес. Например, при проколе шины, вызывающем рост силы сопротивления качению. Благодаря отрицательному плечу обкатки колеса и в этом случае поворачиваются так, что парируют самопроизвольный разворот автомобиля.
Плечо обкатки обычно выбирают в пределах плюс 50 минус 20 мм. У некоторых автомобилей с независимой подвеской передних колес в негруженом состоянии оно может достигать 60–80 мм. При положительном плече обкатки SAI в большинстве случаев составляет 6–12°, при отрицательном – 11–19°. Как видно, отрицательные значения плеча получают за счет увеличения SAI. Это позволяет достичь желаемого результата без значительного уменьшения поперечного смещения оси и обеспечить приемлемый стабилизирующий момент.
Поперечный наклон оси поворота управляемых колес, как мы выяснили, влияет на стабилизацию и чувствительность рулевого управления. Поэтому SAI особенно тщательно проверяют при наличии проблем с этими характеристиками автомобиля. Поперечный угол наклона также рекомендуется контролировать в случае бокового дрейфа автомобиля, который не устраняется регулировкой кастера и развала. Его причиной может быть ощутимая (более 1°) разница SAI правого и левого колес. При контроле SAI нужно иметь в виду, что этот параметр зависит от угла развала колеса (с уменьшением развала SAI увеличивается, и наоборот), поэтому его проверку обязательно предваряют корректировкой развала. Отклонение SAI от нормы свидетельствует о смещении координат одной или обеих точек подвески, задающих положение оси поворота. Причиной смещения может быть, например, деформация поворотной цапфы, чашки крепления амортизатора, рычага, переднего подрамника или неправильная регулировка последнего, если таковая предусмотрена. Уточнить причину можно, одновременно анализируя три параметра подвески передних колес: развал, SAI и включенный угол.
Тема углов установки колес настолько интересная, насколько и объемная. Ее, как и ремонт квартиры, нельзя закончить – можно лишь прервать волевым усилием. Что мы и делаем. В заключение остается высказать несколько соображений. Приступая к рассмотрению основных УУК, мы рассчитывали выявить однозначные закономерности, принципы или правила, которыми руководствуются «подвескостроители» при выборе параметров установки колес. К сожалению, наши расчеты не оправдались. Оказалось, что правил не так много, да и те, что есть, изобилуют большим количеством исключений, что снижает значимость самих правил. Сегодня не существует никаких математических зависимостей или компьютерных алгоритмов, позволяющих заложить исходные данные (конструктивные параметры автомобиля и подвески) и на выходе получить искомый результат – величины схождения, развала, кастера и т.д. Теперь понятно, чем вызвана сложность математического определения УУК. Параметры установки колеса значительно меняются при изменении режима движения и развесовки автомобиля. Изменение одного параметра вызывает одновременное изменение ряда других. Каждый параметр одновременно влияет на несколько характеристик автомобиля. Улучшение одной из них зачастую сопровождается ухудшением другой. Какой характеристике отдать предпочтение, что выбрать в качестве критерия оптимизации? Тем более любопытно, как в таком случае определяют УУК разработчики подвески? Неужто методом «тыка»?
Выбор УУК – комплексная задача, нацеленная на поиск оптимума и решаемая методом последовательных приближений. Решение начинается с кинематического расчета положения колес для различных условий движения. Определение поведения колеса в подвесках относительно простой конструкции (двухрычажной или МакФерсон) трудностей не вызывает. Расчет многозвенных подвесок выполняют с использованием методов компьютерного моделирования. Далее анализируют, как изменение ориентации колеса сказывается на пятне контакта и какие это будет иметь последствия для критических характеристик автомобиля: устойчивости, управляемости, интенсивности износа шин и т.д. Варьируя кинематику подвески, «на бумаге» добиваются приемлемого результата, который становится отправной точкой для самого важного этапа – экспериментальной доводки.
В ходе испытаний выполняют большое количество специальных тестов (движение по прямой, по кругу, в повороте, с «переставкой» и т.п.), регистрируют объективные показатели (угол поворота и усилие на руле, максимальную скорость маневра без отрыва колеса, температуру разных зон протектора и т.п.) и субъективные ощущения тест-пилотов. Зачастую эксперименты начисто перечеркивают теорию и приносят парадоксальные с теоретической точки зрения результаты. Это наводит на мысль, что оптимальный комплекс УУК – своего рода гармония, которую невозможно «поверить алгеброй».
Что такое дрейф или угол дрейфа?
Вы, наверное, слышали термины дрейф автомобиля или угол дрейфа. Это явление, которое происходит в автомобилях при прохождении поворотов, связано со сцеплением или, лучше сказать, с боковым сцеплением шин с асфальтом.
Не волнуйтесь, мы не будем вдаваться в сложные термины или понятия физики. Мы объясним это как коротко, просто и разговорно так что любой, даже не очень любящий автомобили, сможет в ней прекрасно разобраться. В этом нет ничего сложного. Действуй!
угол дрейфа
Угол дрейфа или дрейф разница между поворотом, который водитель запрашивает через руль, и реальным поворотом, который получает автомобиль. Чтобы понять это, мы можем сделать поворот рулем, который передается на передние колеса как 8 градусов относительно продольной плоскости (относительно движения прямо), но траектория автомобиля может измениться только на 5 градусов, для пример.
Это связано с рядом причин, но прежде всего с коэффициент сцепления шин и центробежная сила. Чем выше скорость, тем больше дрейф, потому что больше инерция. Точно так же, чем ниже сцепление шины, тем больше будет занос.
От движения прямо до начала поворота
Первое, что мы должны помнить, это то, что повороты или изменения направления не происходят мгновенно. Да, это происходит очень быстро, в короткий промежуток времени, но не мгновенно. И что адрес напрямую связан с передними колесами.
В обычном уличном автомобиле смена направления происходит быстро, но гораздо медленнее, чем в спортивном автомобиле или даже в картинге. Почему? Потому что у карта почти нет подвески, потому что геометрия рулевого управления сильно отличается и потому что шины тоже очень разные.
Убедитесь сами в контролируемой среде
Чтобы проверить это на себе, мы можем отправиться в контролируемую и безопасную зону. На умеренной скорости — около 30 или 40 км/ч — мы можем резко повернуть руль и сохранить направление движения. Мы заметим, что проходит несколько мгновений с того момента, как мы поворачиваем руль, до момента, когда машина поворачивает.
Последовательность такова, что крутим руль и по очереди колеса меняют траекторию, шины деформируются на асфальте в районе следа (части протектора, которая соприкасается с землей) и движение передается на подвески при изменении траектории движения автомобиля. Кузов и подвеска корчатся.
Если мы повернемся очень быстро и сразу, мы заметим, что траектория изменится очень мало, потому что мы не уделили ей достаточно времени. Это потому, что мы запрос большого угла поворота рулевого колеса от транспортного средства за очень короткий промежуток времени. Шины скручиваются в пятне контакта, но мы не даем ему достаточно времени, чтобы вся последовательность завершилась и полностью передалась управлению автомобилем.
Как только мы вращаемся
Следуя вышеизложенному, если мы оставим немного больше времени на поддержание угла поворота рулевого колеса, например, одну секунду, вся машина значительно повернется, и разница между поворотом, который мы указываем рулевым колесом, и поворотом кузова будет уменьшена. . Это переводится как машина будет нас слушать и выполнять команды, которые мы отправляем рулем.
Но вы должны быть осторожны. Будь то из-за скорости, инерции или просто из-за того, что асфальт меняется на меньшее сцепление (например, если мы наступаем на линию окраски), значение сцепления падает, и автомобиль заносит. Если передние колеса буксуют, машина будет поворачивать меньше, чем мы показываем рулем, и, следовательно, угол заноса резко возрастает. Это то, что известно как недостаточная поворачиваемость или, в просторечии, «занос».
Разница в сносе между передними и задними колесами
Ранее мы говорили о «заносе носа» или недостаточной поворачиваемости. Многие думают, что поскольку задние колеса обычно не имеют рулевого управления, явление заноса не затрагивает заднюю часть автомобиля. Это неправда, конечно это влияет на них и имеет большое значение для общего баланса автомобиля. Задние колеса тоже имеют занос.
Задняя часть также подвергается нагрузкам, а шины имеют ограничение по сцеплению. Как известно, основная миссия задней оси — поддерживать вес задней части автомобиля и продолжать путь, заданный передней осью.
Поэтому передние и задние колеса наших автомобилей имеют углы сноса, что независимы друг от друга. Что происходит, когда мы достигаем предела сцепления шин, а углы сноса разные? Ну и нейтрально вести себя машина не будет, что нас больше всего и интересует.
Un нейтральное поведение Это когда мы очень быстро рисуем кривую, выходим за пределы сцепления шин и возникает пробуксовка всех четырех колес. Это скольжение или занос происходит плавно и не так сильно компрометирует водителя, поскольку автомобиль остается относительно устойчивым. Без сомнения, это то, на что обращает внимание каждый инженер гоночных автомобилей при конфигурировании установки.
В отличие от этого, ситуация усложняется, если мы имеем заметную разницу в сносе между передней и задней осями. Если у нас угол сноса в переднем поезде намного больше, чем в заднем, то будет недостаточная поворачиваемость, или, что то же самое, машина будет поворачиваться намного меньше, чем мы указываем рулем (идет носом вперед). Наоборот, если снос сзади больше, чем спереди, появится избыточная поворачиваемость, то есть кузов будет поворачиваться гораздо больше, чем мы хотим, внутрь кривой (идет задом).
Как вы, возможно, уже понимаете, бесполезно иметь переднюю часть с очень ограниченным углом сноса, если задняя часть имеет высокий снос. Проходить повороты на высокой скорости будет непросто, так как «зад» автомобиля будет склонен скользить. И не имеет значения, если произойдет обратное. Не очень хорошо иметь хорошо сидящую заднюю ось, если передняя довольно легко проскальзывает. Идеалом, конечно, является нейтральное поведение.
Не путать с дрейфом шин
Вы, наверное, также слышали о дрейф шин. Общий снос автомобиля — это не то же самое, что снос шины; Хотя они чем-то связаны. На самом деле снос шины напрямую влияет на поворачиваемость автомобиля, то есть на общий угол сноса, что мы и объяснили выше.
Угол сноса шины — это то, что известно как разница в скручивании между градусами, которые мы указываем с помощью рулевого управления, и градусами, достигающими центра колеса, по сравнению с фактическим скручиванием, достигаемым пятном контакта шины. Это потому что структура шины скручивается за счет веса, воздействующего на саму шину, и за счет инерции, которая представляет собой стремление продолжать движение по прямой линии.
Как видно на видео что мы оставили вам чуть выше этого абзаца, когда водитель поворачивает руль, шина деформируется. Этот деформация больше, когда скорость и угол закручивания больше, потому что естественная тенденция — идти прямо. Верно также и то, что, как правило, шины с наибольшим сносом имеют больший профиль. Если шина имеет низкий presión или он подвергается большому весу, очевидно, дрейф выше.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Полный путь к статье: Motor News » Легковые автомобили » Техника » Что такое дрейф или угол дрейфа?
Как и зачем занижают автомобили
Тенденция на занижение дорожного просвета у обычных, скажем так, городских автомобилей пришла из спорта. Именно там впервые начали «баловаться» с клиренсом, выигрывая тем самым драгоценные мгновения, которых может не хватить для победы. Первопроходцами в этом направлении стали участники кольцевых и раллийных гонок, дрифта и тому подобных направлений. Но со временем уменьшать клиренс стали и вне спорта. То есть там, где дорожное полотно для этого, мягко говоря, не совсем подходит. Так для чего это нужно?
Содержание
Сфоткай, типа гонщик
Как бы банально это не звучало, но людям, которые решили провести модернизацию своих «стальных коней», банально не хватает внимания. Соответственно, бороться за «лайки» они готовы любыми подручными средствами. А если в распоряжении есть старая «Бэха», «Субару» или что-то из отечественного «Приористого», то, как говорится, сам бог велел. Все дело в желании повышенного внимания и ощущения собственной крутости. Достаточно провести небольшой мониторинг групп в соцсетях, посвященных данному направлению, чтобы в этом убедиться. Любопытно, что мода на уменьшение клиренса лишь укрепляет свои позиции. И, как следствие, появилось несколько стилей занижения автомобилей. Яркий пример, DUB или Clean Look. Творцы в этих жанрах стараются свести к нулю дорожный просвет. О работоспособности таких машин можно рассуждать долго. Но вот одно точно — такие «дизайнерские» машины смотрятся круто (как раз для фотосессии из серии «Сфоткай, типа гонщик»).
Понятно, что восхищаться или критиковать заниженные автомобили – это выбор каждого отдельно взятого человека. Поэтому, если очень хочется стать обладателем крутой тачки, почему бы и нет? Но прежде чем отгонять своего «коня» к мастерам, стоит разобраться в предстоящих метаморфозах самостоятельно. Это необходимо для понимая того, как условную «Приору» превращают в стильную и модную «занижайку». Хорошо было бы еще дать точный ответ самому себе на вопрос: “А для чего это нужно?” Просто гонять по городу, мечтая не напороться на высушенный кленовый листочек или же попробовать свои силы в гонках? А после этого разобраться с возможностями подвески своего автомобиля.
Понятно, что главными составляющими подвески являются пружины (рессоры) и амортизаторы. Как раз рессоры отвечают за сглаживание неровностей дорожного полотна и за высоту. Амортизаторы смягчают колебания и их конструкция позволяет увеличить размер пружин. Поэтому все модернизации, связанные с уменьшением дорожного просвета, будут происходить именно с этими узлами.
Типы подвесок
Итак, самым бюджетным вариантом является нерегулируемая подвеска. Она (ее еще называют «статичной») отличатся определенными показателями жесткости и высоты, которые остаются неизменными. Нерегулируемую подвеску можно сделать на заказ у мастера, либо же приобрести ее в уже готовом виде.
Самостоятельно менять размер пружин в подвеске (при отсутствии навыков) не стоит. Несмотря на кажущуюся легкость операции, это не так. К тому же «колхоз» обычно приводит к быстрому изнашиванию оставшихся витков. При этом угадать на сколько их хватит — невозможно. Это же относится и к рессорам.
Подвеска нерегулируемого типа лучше всего подходит для заниженных машин, которые передвигаются исключительно в городской черте. В плюсах у этого варианта его относительно бюджетный ценник, касающийся и деталей, и работ. По большому счету, мастеру ее просто ставит эту подвеску вместо старой и не трогает дополнительные настройки. Но последний пункт плавно превращается в минус. Поскольку если что-то в поведении машины не понравилось, придется подбирать новые комплектующие.
Второй тип подвески — винтовая или «койловер». Она представляет собой регулируемую стойку в виду пружины, надетой на амортизатор. В отличие от первого варианта, «койловер» удобен тем, что появляется возможность изменять величину как клиренса, так и жесткости.
Винтовая подвеска перемещает вниз или вверх опорную чащу пружины. В самых крайних точках эти пружины становятся либо жесткими (вверху), либо мягкими (соответственно, внизу). Обычно выбирается золотая середина. Вот только в данном исполнении «койловер» становится более дорогим аналогом статичной подвески и к тому же, мастеру необходимо отрегулировать конструкцию после установки. Профессионалы же настраивают винтовую подвеску сразу по нескольким параметром. Поэтому ее чаще всего можно встретить либо в автоспорте, в дорогих вариантах тюнинга.
Самым удобным видом подвески является пневматическая, у которой в арсенале имеются подушки с воздухом, компрессор, клапаны, ресивер и блок управления. Плюс данной подвески в том, что с ее помощью можно менять клиренс по необходимости. Ну а плавность хода и комфорт — приятные дополнения. Минус, по большому счету, лишь один — ценник.
Большинство премиальных внедорожников и седанов оснащаются как раз пневматической подвеской. Причем высоту дорожного просвета можно выставлять даже при помощи смартфона во время движения автомобиля.
Еще есть гидравлическая подвеска. Принцип ее работы такой же, как и у пневматической. Только вместо воздуха используется гидравлическое масло. Обычно встретить этот тип подвески можно в лоурайдерах. Именно благодаря ей машины могут и танцевать, и прыгать. Но чтобы «обучить» свой автомобиль таким трюкам, придется выложить солидную сумму. Кроме этого, найти профессионала, который установит «гидравлику» – настоящая проблема. Да и запас прочности у нее. По большому счету, минимальный.
Есть, кстати, еще пара вариантов, с помощью которых можно «съесть» часть дорожного просвета. Причем оба не требуют изменений в технической составляющей. Можно, например, поменять стандартные диски на другие, меньшего диаметра с низкопрофильными шинами. Это позволит убрать несколько миллиметров, а то и сантиметров (в зависимости от машины). Другой вариант — перенос точки крепления подвески или же ступиц. Но качественно сделать эту работу может лишь квалифицированный мастер. И возьмет он за свои труды немало.
Вместо вывода
В наших реалиях заниженные автомобили, несмотря на их количество, все равно выглядят диковинно (если не глупо). Что в крупных городах, что в мелких зачастую вместо дорог — направления. Поэтому о комфортной и безопасной (для машины и водителя) езде речи не идет. Пара-тройка центральных улиц с достойным покрытием — слабый аргумент в пользу занижения. Поэтому такое понятие как «безопасная езда» уходит на второй план.
Как показывает практика, достаточно небольшой выбоины или колдобины, чтобы разворотить днище автомобиля. Из-за качества дорог нивелируется и главный плюс — улучшение управления, поскольку на низкой скорости почувствовать это невозможно.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Для уменьшения дрейфа нулевой линии было дополнительно стабилизировано напряжение питания с помощью стабилизатора СН-250; перед сравнительной камерой детектора установлена колонка, которая не отличается от рабочей разделительной колонки. [31]
Задача уменьшения дрейфа в усилителях постоянного тока чрезвычайно важна, так как дрейф является одним из основных источников погрешности моделей постоянного тока. Обычными путями уменьшения дрейфа, часть которых указана выше, являются: отбор и старение ламп; стабилизация анодных напряжений и иногда напряжения накала; специальная схема первого каскада, например схема катодной компенсации; ненапряженный температурный режим усилителя; тщательная установка нуля усилителя. [32]
Способы уменьшения дрейфа , описанные в гл. УПТ прямого усиления не защищена от случайных сдвигов нуля, хотя их вероятность и сведена к некоторому минимуму. Значительно надежнее в этом отношении УПТ с прерывателями или виброконденсаторами. Но вследствие низкой частоты модуляции и большой постоянной времени в цепи демодулятора они имеют разрешающее время не менее 10 — 100 мсек и поэтому не могут заменить быстродействующих УПТ прямого усиления в ряде важных применений, например в системах авторегулирования или в математических машинах. Таким образом, максимальное снижение дрейфа является одной из главных проблем в области УПТ; на ее разрешение затрачивается много усилий. [33]
Возможности уменьшения дрейфа ограничиваются здесь паразитными сигналами, обусловленными контактными потенциалами и их изменениями. Тщательно выполненный переключатель с точечными ( острийными) контактами из специального сплава ( Аи-94 %; Ni-5 %, Мп-1 %) вносит дрейф всего лишь около 5 мкв в сутки, а вся компенсированная установка УПТ — 20 мкв в сутки. Однако пока такие переключатели и усилители существуют лишь в лабораторном исполнении. [34]
Пути уменьшения дрейфа и температурной погрешности уже были освещены. [35]
Значит, уменьшение дрейфа пуля достигается в балансных или мостовых схемах У. [36]
Значит, уменьшение дрейфа , обусловл. [37]
Основными мерами уменьшения дрейфа являются: предварительный прогрев усилителя, стабилизация источников питания, использование компенсационных и балансных схем в первых каскадах усилителя. [39]
С целью уменьшения дрейфа от изменения контактной разности потенциалов необходимо уменьшить влияние на усилитель окружающей температуры, защищать его от влияния внешних атмосферных воздействий. [40]
С целью уменьшения дрейфа нуля питание схемы, включая генератор ЗГ-12, следует осуществлять через электронный стабилиза тор напряжения Сот. [41]
Радикальным средством уменьшения дрейфа нуля в УПТ является применение параллельно-балансных, или дифференциальных каскадов. Rz, то при изменении напряжения Ек баланс не нарушается и в нагрузочном резисторе RH ток равен нулю. С другой стороны, при пропорциональном изменении сопротивлений резисторов Rl, R2 или R3, R4 баланс моста тоже не нарушается. Заменив резисторы R2 и R3 транзисторами, получим параллельную балансную схему, или схему дифференциального каскада УПТ. Простейшая схема дифференциального каскада приведена на рис. 11.6. Сопротивления резисторов RK и RK. Транзисторы подбирают со строго идентичными характеристиками. Входное напряжение в дифференциальных каскадах подается на базы транзисторов, а выходное снимается между коллекторами транзисторов. При этом различают два разных вида сигналов. Если на базы транзисторов одновременно подводятся два противоположных по фазе сигнала, на выходе каскада наблюдается дифференциальный сигнал. Если же на входы каскада подаются сигналы, совпадающие по фазе, на выходе рассматриваемого каскада появляется синфазный сигнал. [43]
Основными методами уменьшения дрейфа нуля усилителя является использование балансных каскадов в схеме усилителя, специальных схем стабилизации тока ламп при изменениях напряжения накала и усилителей с несущей частотой. [44]
Кроме рассмотренных способов уменьшения дрейфа , хорошие результаты дает предварительная тренировка отобранных усилительных элементов в рабочем режиме в течение 50 — 100 час, а для электронных ламп — снижение абсолютных величин анодного тока и напряжения на аноде в 10 — 15 раз по сравнению с номинальными и небольшое ( на 10 %) уменьшение напряжение накала. [45]