Обзор ходовой части автомобиля

автор: admins
13 июля 2014
Обзор ходовой части автомобиля

Большинство людей полагает, что основным назначением подвески является обеспечение комфортабельного движения на неровных дорогах. Это немного не так. Вернее, вовсе не так.

На динамические характеристики авто оказывают сильное влияние свойства не просто определенных механизмов, но и также узлов, невидимых снаружи, которые соединяют колеса и кузов.

В действительности, характеристики подвески в существенной степени определяют практически все составляющие в таком понятии как "динамичный автомобиль". Речь идет о разгоне, торможении и управляемости.

Если подумать с одной стороны, то проблемы выбора свойств ходовой части столь запутаны и сложны, что автостроительные компании, которые полностью имеют тонкую подвесочную инженерию, можно подсчитать на пальцах одной руки. А вот с другой стороны – нет настроек, которые пригодны для совершенно всех условий при движении. И дело здесь не просто в принципиальных техограничениях. Проблема в том, что в этой ситуации имеется немало субъективных факторов (от которых кто-то из водителей будет в восторге, а кто-то посчитает абсолютно неприемлемым). Однако, наиболее главная закономерность – физические свойства процессов, которые происходят с автомобилем, - совершенно объективна. С этого и начнем.

На действительно скоростном авто подвеска выступает не просто в роли эффективного поглощения неровностей на дороге, но также могут играть существенную роль, чтобы обеспечить соответствующую динамику и управляемость. Значит, основным назначением является обеспечение плотного и постоянного контакта колес с дорогой. Любые параметры подвески, которые позволяют его достичь, делятся на 3 крупные группы.

1. Демпфирование - способность подвески к противостоянию колебаниям после проездов через неровности.

2. Кинематика для обеспечения оптимального положения колеса по отношению к дороге.

3. Сочетание угловых и вертикальных жесткостей целой системы, которое позволяет грамотно распределять нагрузку меж колес в каждом режиме движения.

С таким понятием, как демпфирование, все относительно понятно – данные функции в подвеске осуществляет амортизатор. Его основное назначение заключается в борьбе с резкими распрямлениями пружин при проезде через неровности. Данное неприятное явление способно вызвать неоднократный отскок колеса от поверхности трассы, помешать выполнению своих функций – обеспечение устойчивости и управляемости машины. Принцип действия амортизатора является таковым, что усилия, создаваемые им, зависят от скорости того, как будут перемещаться его шток. Они будут больше в том случае, чем быстрее колесо будет перемещаться относительно кузова. Какими могут быть возможные нюансы?

Понятно, что чем более жесткой является пружина и более тяжелой у авто будут неподрессоренные массы (ступицы, колеса и тормозные диски), тем более эффективным должен оказаться амортизатор, в особенности на ходе отбоя. Тонкость состоит в том, что те амортизаторы, которые создают равные максимальные усилия и обладают на первый взгляд одинаковой "жесткостью", абсолютно по-разному функционируют на медленных ходах. А все лишь потому, что характеристика подвесок обладает разной формой. В одном из случаев она бывает дегрессивной, резко нарастает с начала и является пологой в конце, на высоких скоростях движения штока (полная диаграмма). Прочие амортизаторы обладают прогрессивными характеристиками: с увеличением скорости штока нарастает усилие поначалу медленно, после чего резче и резче (в этом случае диаграмма будет напоминать параболу). Иными словами, при выборе замены штатным узлам необходимо интересоваться не только престижностью бренда, но также, прежде всего, параметрами ее продукции.

Что же нужно предпочесть? Тут все зависит от стиля езды конкретного водителя. Прогрессивные амортизаторы действительно хороши тем, что дают автомобилю возможность "не замечать" мелких неровностей и хорошо работают на крупных. Одновременно с этим не исключается раскачка на длинных и больших дорожных волнах. Дегрессивные амортизаторы сообщают другой характер: автомобиль становится "плотным", тщательно повторяет профиль дорожного покрытия, а самое главное, способна стать намного отзывчивей даже на очень малые движения рулем. По какой причине появляется данный эффект, будет немного позже, когда начнется разговор относительно угловых жесткостей.

По сути, дегрессивные амортизаторы обладают более сложной конструкцией и стоят гораздо дороже - "полную" диаграмму можно достичь посредством усложнения клапанной системы. Более крутой считается система, в которой усилия сжатия с отбоем можно отрегулировать, а также системы газонаполненные. Достоинства последних известны всем. Прежде всего, это стабильная работа на больших скоростях – жидкость, "поджатая" газом, не вспенивается и отлично охлаждается сквозь однотрубный корпус. Кроме того, при одинаковых с обычными амортизатором габаритах внешних газонаполненный обладает большей площадью поршня. За счет это он становится намного эффективнее, а диаграмма - более "полной". Однако существуют и недостатки. Дело в том, что газовый подпор выступает в качестве дополнительной пружины для подвески, и машина воспринимается как более жесткая. Однако, данным свойством многие тюнингеры часто пользуются себе во благо: при уменьшении дорожного просвета можно не обзаводиться новыми короткими пружинами. Можно всего лишь отрезать 1-2 витка от стандартных, а недостающая энергоемкость подвески будет "добираться" газовой стойкой.

Намного сложнее дела обстоят с прочим важным параметром. Речь идет о кинематике. Может показаться, что без разницы, по какой именно траектории двигается колесо в процессе хода подвески – самому себе параллельно или немного отклоняясь в пространстве. Однако, это далеко не так.

Стоит обратить внимание на "Мерседесы", обладающие огромными ходами мягких подвесок, ощутимыми кренами от боковых сил, которые действуют на автомобиль, и при этом – довольно достойным "держаком" в поворотах и устойчивостью во время движения по дуге даже на очень больших скоростях. Все это потому, что кинематика подвесок моделей Мерседес является продуктом практически 100-летнего инженерного поиска.

Пожалуй, многие замечали, как эти машины наклоняют передние колеса вбок, когда руль поворачивается на максимальные углы. Таким образом "действует" большой кастер, иными словами продольный угол при наклоне оси поворота колес управления. Благодаря ему, обеспечивается увеличение возвращающего усилия на рулевом колесе при росте скорости, а соответственно, и устойчивость: при случайных отклонениях от траектории (которые вызваны, например, неровными дорогами или порывами ветра) колеса стараются повернуться по направлению хода движения и возвратить машину на путь истинный. Кроме того, у кастера есть еще одна положительная роль – колесо повернутое получается немного отклоненным от вертикальной плоскости. Для чего это нужно? Шина по причине своей податливости начинает подламываться в повороте под влиянием боковых сил. В этом случае происходит искажение формы пятна при контакте с дорогой, резко снижается сцепление. Безусловно, снижается и максимальная скорость, на которой есть возможность промчаться по необходимому радиусу. А при небольшом наклоне плоскость вращения любой шины (наподобие того, как это происходит с мотоциклистами, чтобы создает крен в повороте), есть возможность восстановления статуса-кво.

Этого эффекта можно добиться не только кастером. "Умение" создать отрицательный угол на внешних относительно центра поворота колесах и угол положительный на внутренних – это обязательное качество для каждой хорошей подвески. Жаль, что отечественным авто с кинематикой подвесок не повезло так сильно, как "Мерседесам", - углы, которые возникают там в поворотах совсем не помогают шинам в процессе направления автомобиля по траектории, заданной водителем. Исправление недостатка возможно только посредством работы одновременно по нескольким направлениям. Можно установить "правильный" кастер при замене стандартных опор стоек тюнинговыми регулируемыми. Однако при этом увеличивается усилие на руле. Вот почему, если решено выставить "экстремальные" настройки, будет нелишним потратиться на покупку гидроусилителя.

А наиболее радикальным способом ослабления влияния плохой кинематики на управление является резко увеличить жесткость и уменьшить ход подвески. На самом деле, когда углы установки колес во время сжатия и отбоя изменяются неоптимально, тогда хотя бы пусть делают это в гораздо меньших диапазонах. Этого можно добиться традиционным методом - установить более короткие и жесткие пружины и особо подобранные амортизаторы. После такой операции также снижается клиренс, а, следовательно, и перераспределение различных нагрузок на колеса во время разгона, торможения и при поворотах. Это является еще одним шагом на пути к более лучшей управляемости.

В ходе доработки подвески способом "ужесточения" очень важно знать, что жесткие должны быть не просто пружины. Податливые «сопливые» сайлент-блоки, которые позволяют колесам перемещаться произвольно в любых направлениях, до добра также не доводят. Они, как правило, заменяются более "несгибаемыми", или совсем выбрасываются. В этом случае происходит установка жестких стальных сферических шарниров типа ШС.

Зачастую недостаточная жесткость присутствует и у направляющего аппарата. К примеру, обязательной процедурой в ходе тюнинга передней подвески автомобилей ВАЗ с передним приводом, считается замена традиционной растяжки жесткой прямой. Это в особенности актуально в случае замены классических шин более низкопрофильными, которые способны лучше цепляться за асфальт и создавать огромные боковые силы. Стоит сказать, что растяжки порой устанавливаются и в заднюю подвеску данных автомобилей. Таким способом усиливается связь рычагов и центральной балки. После такой доработки подвеска получает функции модной на западных машинах эластокинематической "многорычажки": внешнее колесо, которое нагружено в процессе движения по дуге, немного поворачивается в противоположную повороту сторону. Корма автомобиля немного заносится, и ВАЗ может избавиться от свойственной ему недостаточной поворачиваемости. Безусловно, после подобных сложных изменений в подвеске снова выставляются новые, которые подбираются в ходе кропотливых экспериментов.

Естественно, увеличивают кастер, а задние колеса обычно ставят "домиком", тем самым придавая отрицательный угол для улучшения устойчивости в поворотах.

Ну и напоследок хочется рассмотреть третий вопрос относительно угловых жесткостей подвесок. Итак, что же это такое? Здесь довольно простой ответ: способность машины противостоять колебаниям углов - по крену и на корму с носа. По какой причине это является важным для управляемости? Представим себе момент вхождения в поворот. Водитель начинает поворачивать рулевое колесо, на автомобиль действует центробежная сила, приложенная в середине ее масс, которая искривляет траекторию движения. Безусловно, возникает крен и увеличивается нагрузка на внешние колеса. Однако на какое: заднее или переднее? Здесь будет уместным приведение вот какого примера. Представим, что кто-то повесил тяжелый груз на стальной прочный трос и резинку той же длины, закрепив концы в тех же местах. Предположим, что недостаточно прочности подвеса, однако что же порвется быстрее? Безусловно, трос: при меньшей жесткости резинка не сможет воспринимать какую-либо существенную часть тяжести. Аналогичная ситуация и с подвесками: львиная доля дополнительной нагрузки станет восприниматься тем колесо, чья подвеска обладает большей угловой жесткостью в поперечном направлении.

Для управляемости и устойчивости машины это обладает очень большим значением. Поскольку способность колеса к восприятию боковой силы в большой степени зависит от вертикальной нагрузки, приложенной к нему, - чем более сильно оно будет прижиматься к дороге подвеской, тем больше боковой силы разовьет. Однако если представить, что поворот предельный мы проходим на максимальной скорости. Рвется там, где тонко - сцепление с дорогой, прежде всего, утратит то колесо, на которое будет приходиться максимальная вертикальная, а следовательно, и боковая нагрузки. Когда оно расположено на передней оси, то происходит снос – машина просто проедет прямо. А когда на задней, то, напротив, начнет разворачиваться чересчур интенсивно – здесь занос точно неизбежен.

Иными словами, при "заневоливании", подвесок стабилизаторами устойчивости необходимо побеспокоиться о правильности соотношения их жесткостей. Когда задний оказывается слишком мощным, то машина будет "острой как шило" - удержать точно траекторию при повороте будет нелегко.

Чуть лучше будет обратная ситуация: без необходимости усиленный "стабильник" спереди способен напрочь отбивать у автомобиля охоту куда-то вообще поворачивать. Стоит сказать, что почти ту же роль будет играть и пересортица с амортизаторами и пружинами. К примеру, когда задняя подвеска уже доработана, а передняя нет, тогда результаты езды на подобном недоделанном автомобиле, вполне возможно, окажутся плачевными, поскольку в ходе увеличения "простой" жесткости подвески растет в обязательном порядке и угловая. Однако что будет, когда подвеска доработана. Достаточно жесткая, плотная, цепкая.

Также подобраны правильно стабилизаторы – машина обладает строгой нейтральной поворачиваемостью или радует отличной остротой, небольшим "избытком" в пределе. Тогда что же дальше? Можно поздравить владельца: далее есть возможность заняться более "вкусной" частью действий над ходовой – тщательно выбрать шины.

А затем, когда сомнения в возможностях машины нормально тормозить, а также поворачивать рассеются окончательно, можно подумать по поводу модификации двигателя и трансмиссии.



Поделится новостью:

Ссылка для сайтов:
Ссылка для форумов:
Прямая ссылка:

Добавить отзыв

Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить если не виден код



 





ОПРОС
У вас есть автомобиль?

да
нет
собираюсь купить
предпочитаю велосипед