Спортивная подвеска

[2om]

© Des Hammill.

Термины и определения:
Имеется несколько общих терминов, которые часто применяются при обсуждении вопросов регулировки подвески. К этим терминам относятся положительный и отрицательный развал колес (camber), продольный наклон оси поворота колеса (castor или caster), угол нижнего рычага, угол верхнего рычага, положительное и отрицательное схождение колес. Эти термины нужно знать и понимать. Ниже приведем краткое определение каждого термина и, по возможности, их влияние на управляемость.

[2om]

Советы и рекомендации, рассмотренные в этой книге, следует отнести к автомобилям и кит-карам, скорость которых не превышает 210 км/ч.

[2om]

Недостаточная поворачиваемость
Если автомобиль старается поддерживать прямолинейное движение при повороте управляемых колес внутрь поворота, говорят о недостаточной поворачиваемости автомобиля. Эта общая проблема, когда автомобиль слишком близко подходит к границе своих возможностей по управляемости.
К недостаточной поворачиваемости приводят несколько причин, большинство из которых могут быть скомпенсированы или устранены с помощью регулировок или модификаций узлов. Большинство людей хотят сделать что-нибудь для избавления от недостаточной поворачиваемости, потому, что она постоянно приводит водителя в замешательство. Недостаточная поворачиваемость вынуждает проходить повороты так, чтобы снизить ее эффект. В любом случае это означает, что автомобиль будет двигаться медленнее, чем он может. Нет ничего лучше, чем управлять автомобилем который никогда не показывает недостаточную поворачиваемость и прощает ошибки при прохождении поворота. В большинстве случаев к недостаточной поворачиваемости ведет неправильная установка колес (шины не имеют достаточного сцепления с дорогой). Тем или иным путем обычно все возвращается к геометрии подвески , за исключением выбора шин. Другим фактором, приводящим к недостаточной поворачиваемости, является взаимная «борьба» передних колес (см. раздел «Проблемы при прохождении поворотов»).

[2om]

Избыточная поворачиваемость
Избыточная поворачиваемость проявляет себя как стремление автомобиля к заносу заднего моста при прохождении поворота. Автомобиль достаточно хорошо входит в поворот, но затем задний мост начинает заносить в сторону противоположную повороту: как говорят «автомобиль вильнул хвостом». Этот эффект может дать преимущества в прохождении поворотов в гонках, но зато ограничивает возможности возвращения автомобиля к прямолинейному движению. Если избыточная поворачиваемость очень велика, автомобиль практически всегда переходит к неуправляемому вращению. Только одна вещь поможет в некоторой степени справиться с создавшимся положением: установка более мягких шин, которые сцепляются с дорогой, а не скользят по ней. Избыточная поворачиваемость может быть уменьшена путем изменения схождения задних колес или изменением колесной базы.

[2om]

Статический отрицательный развал (Static Negative Camber)
Главным образом с развалом устанавливают передние колеса. Применение развала задних колес как правило используют только при независимой задней подвеске. Термин «отрицательный развал» применяется в случае, когда верхняя часть колеса или вертикальная ось колеса направлена внутрь колеи автомобиля (при положительном развале вертикальная ось колеса направлена наружу). «Статический» отрицательный развал определяется на стоячем автомобиле, при нормальном распределении нагрузки по осям и при управляемых колесах, установленных в направлении прямолинейного движения. Отрицательный развал требует некоторого диапазона регулировки, обычно около двух градусов или несколько больше. Некоторые специальные гоночные автомобили, по специфическим причинам, имеют отрицательный развал до пяти градусов. Принято, что идеальный статический отрицательный развал должен иметь регулировки от 0,5 до 1,5 градусов. В этот допуск углов укладываются все автомобили, ктоорые двигаются со скоростями, диапазон которых рассматривается в рамках данной книги.
Хотя в статике устанавливается отрицательный угол развала, это не означает, что при прохождении поворота с некоторым креном кузова регулировки остаются неизменными: это далеко не так.
Отрицательный угол развала обычно вещь хорошая, но далеко не во всех случаях.

[2om]

Динамический угол развала (Dynamic camber)
Этот термин применим в условиях движущегося автомобиля и, особенно, при прохождении поворотов. Три события могут произойти с левым передним колесом при повороте вправо:
- статический развал не изменится,
- увеличится отрицательный угол развала,
- отрицательный развал перейдет в положительный (до двух-трех градусов в тяжелом повороте).
Естественно, то же происходит с правым колесом в левом повороте. Поскольку крен кузова изменяет геометрию подвески, желательно, чтобы колесо в повороте иемло от 1 градуса отрицательного до 2 градусов положительного. Если динамический развал выходит за указанные пределы, требуется введение корректировок, даже если управляемость остается вполне удовлетворительной. К указанным величинам динамического развала нужно стремиться при конструировании подвески. Правое колесо в правом повороте в идеале должно иметь нулевой динамический развал. На практике, наиболее часто встречается вариант, когда правое переднее колесо имеет небольшой отрицательный развал (или, что хуже, очень большой отрицательный развал: до 8 градусов, что невозможно).
Итак, если автомобиль проходит крутой правый поворот на максимально возможной скорости левое переднее колесо может иметь развал от минус одного до плюс шести градусов, в то время как в идеальном случае развал должен быть ограничен диапазоном от минус одного до плюс двух градусов.
В той же ситуации правое переднее колесо может иметь развал от нуля до минус восьми градусов. В идеале это колесо должно иметь развал от нуля до минус двух градусов (нулевой развал получить очень трудно, а отрицательный в восемь градусов свидетельствует о печальном состоянии дел).
Основная причина необходимости иметь возможность регулировать развал в том, чтобы обеспечить правильный контакт шин с дорогой, при изменении нагрузки на колеса при прохождении поворотов. Положение шины становится особенно важным в тяжелых поворотах. При положительном развале больше пяти градусов шина левого переднего колеса в правом повороте старается провернуться на диске, что ухудшает управляемость. Если в это же время внутреннее колесо имеет отрицательный развал, так, что пятно контакта составляет только 30% от максимально возможного, автомобиль будет себя вести не так, как если бы он имел недостаточную поворачиваемость. Частично секрет хорошего динамического развала раскрывается в правильном выборе положительного продольного наклона оси поворота.

[tirik-1983]

очень интересные вещи ты поведал ,а я слышу иногда тьермины но не понимаю о чем речь теперь хотя бы что то пойму и поправлю если кто ошибается

[2om]

Это не я, а Дес Хэммилл

[tirik-1983]

все равно спасибо за просвещение

[2om]

Положительный угол продольного наклона оси поворота (Positive castor)

Угол продольного наклона оси поворота считается положительным, если ее верхняя часть отклонена к заднему мосту. Колесная ступица (поворотный кулак) крепится к рычагам подвески через шаровые шарниры. Эффективный угол продольного наклона определяется как угол между вертикалью и линией, проходящей через центры шарниров поворотного кулака.
Диапазон положительного продольного угла наклона оси поворота находится в пределах от 4 до 8 градусов. Углы, меньше 4 градусов не оказывают никакого заметного эффекта. Углы, больше 8 градусов устанавливать не имеет смысла. Регулировку всегда нужно начинать с малых углов с начальным шагом в один градус: с увеличением угла продольного наклона руль становится все более «тяжелым», не следует проводить регулировку в обратном порядке от 8 к 4 градусам.
Влияние угла продольного наклона оси поворота проявляется в изменении развала колес (на одном колесе развал увеличивается, на другом уменьшается, в зависимости от направления поворота колеса). Дополнительно продольный наклон оси поворота приводит к стабилизации курсовой устойчивости автомобиля. Чем больше угол продольного наклона, тем большее приращение угла развала достигается при одном и том же повороте рулевого колеса. Итак, изменение угла продольного наклона оси поворота является хорошим методом изменения развала при прохождении поворотов. Например, для автомобиля, делающего левый поворот, левое переднее колесо увеличивает отрицательный развал, в то время как правое колесо отрицательный развал теряет (здесь мы не принимаем в расчет крен кузова).
Напомним, что продольный и поперечный углы наклона оси поворота очень тесно связаны между собой. Каждый из них вносит свой вклад в изменение развала колес при повороте рулевого колеса. Большой угол поперечного наклона совместно с большим углом продольного наклона при прохождении поворота приводят к увеличению развала нагруженного колеса и уменьшению развала разгруженного колеса. Мы можем найти такую комбинацию углов продольного и поперечного наклона оси поворота, которая приведет к требуемой динамической геометрии подвески. Так, поворотный кулак с небольшим углом поперечного наклона оси поворота может потребовать введения большего угла продольного наклона.
Сначала установим небольшой положительный продольный угол наклона оси поворота (например в 3 градуса), при этом отрицательный развал недостаточен ля правильной установки шины в тяжелом повороте. Затем с шагом в один градус будем увеличивать продольный наклон (одновременно на обоих колесах) до получения желаемого контакта шины с дорогой. Очень важно, чтобы углы продольного наклона оси поворота были равны с обеих сторон автомобиля (исключение составляют трековые автомобили, едущие по трассе с односторонними поворотами).

[2om]

Угол поперечного наклона оси поворота (King pin inclination KPI)
Хотя современные автомобили не имеют поворотного шкворня как такового, конструкция поворотного кулака такова, как будто шкворень есть и имеет свои углы продольного и поперечного наклона. Настоящий шкворень, вокруг которого поворачивается колесо, применялся на неразрезных мостах довольно давно. Многие создатели гоночных автомобилей, предназначенных для гонок по овальному треку, все еще применяют неразрезную балку переднего моста и, соответственно, устанавливают настоящий шкворень. Такая конструкция имеет в этом приложении некоторые преимущества перед другими типами подвески, хотя и является «старомодной». Итак, хотя шкворня как такового может и не быть, термины продольный и поперечный наклоны шкворня все еще остаются в употреблении.
*(Примечания переводчика) – приведенные рассуждения о терминологии актуальны в английском варианте. В англоязычной литературе по автомобилестроению термин «king pin inclination» (поперечный наклон шкворня) получил сокращенное название KPI, которое никто не собирается изменять. Мы же в переводе отказались от терминов «продольный наклон шкворня» и «поперечный наклон шкворня», заменив их на термины «продольный наклон оси поворота колеса» и «поперечный наклон оси поворота колеса» соответственно.
В частности, поперечный наклон оси поворота определяет статический развал колес.
Поскольку поперечный наклон относительно трудно регулировать, обычно для регулировки динамического развала применяется изменение продольного угла оси поворота.

[2om]

Ударное управление (Bump steer)
Ударное упраление возникает, когда одно или оба передних колеса изменяют свое схождение под действием неровностей дороги. Это приводит к потере курсовой устойчивости автомобиля ("вилянию") при неподвижном рулевом колесе. Проблемы ударного управления могут быть почти всегда устранены регулировками геометрии подвески или модификацией отдельных компонентов.
Ударное управление может дать небольшое улучшение в прохождении поворотов, связанное с уменьшением схождения внутреннего колеса (имеет место крен кузова и зависание колеса). На внешнее колесо дополнительного воздействия не оказывается. Что нужно изменить в подвеске с небольшой степенью ударного управления (которое нельзя полностью устранить)? В этом случае предпочтительнее перевести изменение схождения колес из-за ударного управления на момент нижнего пложения рычагов подвески, чем на момент их верхнего положения. Если не удвается устранить ударное управление простым изменением места подсоединения рулевой тяги, то надо, по крайней мере, сделать так, чтобы этот эффект работал на вас, а не против вас.

[2om]

ШАССИ
В контексте данной книги термин «шасси» применим как собственно к действительному шасси (несущей рамной конструкции), так и к «шасси», образованному несущим кузовом (монококом) – оба варианта выполняют одну и ту же задачу.
Относящиеся к шасси элементы несущего кузова должны быть целыми, чтобы все точки крепления подвески были расположены в нужных местах относительно друг друга и кузова. При неверном расположении мест присоединения подвески (например, при ошибке изготовления или в результате аварии) геометрия подвески будет искажена и подвеска не сможет полностью выполнять свои функции. Все центры мест подсоединения с каждой стороны кузова должны располагаться на одинаковом расстоянии от опорной поверхности (предпочтительнее от уровня пола). Даже если автомобиль полностью собран, все еще остается возможность без значительных усилий провести необходимые измерения. Проверка совмещения мест крепления подвески является первым шагом в направлении улучшения управляемости автомобиля.

МЕТОД ПРОВЕРКИ ЦЕЛОСТНОСТИ ШАССИ
ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ ШАССИ
Если с шасси для ремонта снимается вся обшивка, проверить целостность шасси относительно легко. Это идеальное время для проверки шасси, поскольку при обнаружении дефектов можно быстро произвести соответствующий ремонт и затем проверить его качество. В идеально исполненном шасси все точки крепления подвески должны быть выполнены с допуском в один миллиметр, в некоторых случаях допускаются отклонения в два миллиметра. Погнутое шасси имеет отклонение точек крепления больше этих величин, что никогда не может быть устранено регулировками. Безрассудно предполагать наличие хорошей управляемости у автомобиля, имеющего большие погрешности изготовления.
Незначительные повреждения, слегка погнутые трубы рамы или элементы обшивки, допускаются при условии, если они не влияют на ориентацию мест креплений подвески. Естественно, в интересах создания совершенного шасси лучше вообще не допускать никаких повреждений. При необходимости можно изменить положение мест крепления подвески.
Шасси устанавливают на плоском полу и проводят измерения расстояний от пола до центров отверстий крепления рычагов подвески. Если шасси из-за выступающих за нижний лонжерон элементов не может быть установлено на полу непосредственно, его можно приподнять с помощью плоских деревянных брусков размером 50х50 мм.
Безотносительно к тому, каким способом шасси установлено на полу, измерения покажут возможные погрешности шасси.
В некоторых случаях передняя подвеска крепится на отдельном подрамнике, в этом случае подрамник должен быть жестко закреплен на шасси, образовав тем самым единый узел. Если подрамник крепится к шасси через резиновые втулки, то рекомендуется их заменить на алюминиевые проставки, чтобы образовалось жесткое соединение. Такая замена так же обеспечивает возможность некоторой регулировки: в случае небольшого не совмещения креплений передней и задней подвески можно произвести коррекцию подбором толщины проставок. Любое уменьшение взаимных перемещений в шасси обычно ведет к улучшению управляемости. Что касается некоторого увеличения шума, который ранее подавлялся резиновыми втулками, это маловажная деталь.

[Integra]

Было бы хорошо, если была ссылочка где можно скачать