Статьи по теме "Подвеска"

Тонкая настройка подвески. Часть 1

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, например, на американской формуле Атлантик, пилоты вообще тормозят на нейтральной передаче, так как тормозные возможности этих машин просто колоссальны — замедление достигает 3 g. Как это ни странно, но у гонщиков просто не хватает времени на переключение, и они разбивают его на две фазы. Закончив торможение, они просто «втыкают» нужную передачу из нейтрального положения рычага. Естественно, при такой технике торможения баланс настраивается иначе, чем когда замедление осуществляется с включенной передачей.

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. Но это — тема нашей следующей публикации

Ники Лауда о тормозных колодках:

«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».

Неисправности рулевого управления

Неисправности рулевого управления вместе с неисправностями тормозной системы являются самыми серьезными неисправностями автомобиля. С широким применением на современных легковых автомобилях реечного рулевого механизма перечень неисправностей рулевого управления значительно сократился.

К неисправностям рулевого управления относятся:

  • износ передающей пары («шестерня-рейка»);
  • нарушение герметичности рулевого механизма;
  • износ или разрушение подшипника рулевого вала;
  • износ шарнира наконечника рулевой тяги.

Самой распространенной неисправностью рулевого управления является износ шарового шарнира наконечника рулевой тяги.

Отдельно необходимо остановиться на неисправностях усилителя рулевого управления. Различают следующие неисправности гидроусилителя руля:

  • износ подшипника вала насоса;
  • пробуксовка ремня привода насоса;
  • низкий уровень рабочей жидкости в бачке;
  • засорение элементов привода (фильтрующего элемента, клапана насоса и др.);
  • ослабление крепления или повреждение шлангов.

Основными причинами неисправностей рулевого управления являются:

  • низкое качество дорог;
  • нарушение правил эксплуатации (изменение периодичности обслуживания, применение некачественной рабочей жидкости и комплектующих);
  • неквалифицированное проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту системы;
  • предельный срок службы системы.

Причиной неисправностей рулевого управления могут также стать различные отклонения от рабочих характеристик колес (давление в шинах, балансировка, степень износа шин, износ ступичного подшипника).

О наступающей неисправности рулевого управления свидетельствуют, как правило, различные внешние признаки, основными из которых являются:

  • стуки в рулевом управлении;
  • биение на рулевом колесе;
  • увеличенный люфт рулевого колеса;
  • тугое вращение рулевого колеса;
  • шум в усилителе рулевого управления;
  • подтекание рабочей жидкости.

К сведению, люфтом называется холостое движение рулевого колеса, т.е. движение, при котором поворот не производится.

Несколько слов о подтекании рабочей жидкости. Подтекание рабочей жидкости в элементах рулевого управления происходит не так явно, как при неисправностях системы охлаждения – лужу под автомобилем вы не увидите. Установить подтекание можно при детальном осмотре системы, при этом неисправный элемент выглядит влажным, специалисты еще говорят – запотевшим.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности рулевого управления

Признаки
Неисправности
стуки в рулевом управлении
  • износ шарнира наконечника рулевой тяги;
  • ослабление крепления шаровой опоры.
биение на рулевом колесе
  • износ шарнира наконечника рулевой тяги;
  • износ или разрушение подшипника рулевого вала;
  • отклонения от рабочих характеристик колеса.
увеличенный люфт рулевого колеса
  • износ шарнира наконечника рулевой тяги;
  • износ передающей пары;
  • износ подшипника рулевого вала.
тугое вращение рулевого колеса
  • нарушение угла установки колес;
  • пробуксовка ремня привода;
  • низкий уровень рабочей жидкости;
  • засорение элементов привода.
шум в усилителе рулевого управления
  • износ подшипника вала насоса;
  • пробуксовка ремня привода;
  • низкий уровень рабочей жидкости.
подтекание рабочей жидкости
  • нарушение герметичности рулевого механизма (износ пыльника рулевой тяги);
  • ослабление крепления или повреждение шлангов.

Неисправности подвески

Современные автопроизводители большое внимание уделяют надежности и комфортности подвески. В дополнение к этому, многие автомобили, ввозимые и реализуемые в нашей стране, оборудуются усиленной подвеской (увеличенный дорожный просвет, повышенная жесткость пружин). Но качество дорог сводит на нет эти усилия, а автомобилист периодически сталкивается с неисправностями подвески.

Различают следующие неисправности подвески:

  • нарушение углов установки передних колес (развал-схождение);
  • деформация рычагов подвески;
  • снижение жесткости (ослабление) или поломка пружины;
  • нарушение герметичности, износ или механические повреждения амортизатора;
  • повреждение опоры амортизатора;
  • износ втулок или повреждение стабилизатора поперечной устойчивости;
  • износ резинометаллических или шаровых элементов крепления подвески.

Основная причина указанных неисправностей, как указано выше, это качество дорожного покрытия. Вместе с тем, срок службы элементов подвески могут значительно сократить некачественные комплектующие, неквалифицированное проведение работ по обслуживанию и ремонту, а также стиль вождения автомобиля.

Неисправности подвески могут возникнуть неожиданно (например, при наезде на препятствие) или проявляться постепенно. Одни неисправности, если они не устранены своевременно, могут послужить причиной появления других, более серьезных неисправностей.

О возникновении неисправности подвески свидетельствуют различные косвенные признаки:

  • отклонение автомобиля от прямолинейного движения (увод в сторону);
  • колебания (раскачивание) автомобиля при поворотах и торможении;
  • вибрация при движении;
  • стуки в подвеске во время движения;
  • «пробой» подвески;
  • повышенный или неравномерный износ шин.

При определении неисправностей подвески необходимо учитывать, что указанные внешние признаки сопровождают также инеисправности рулевого управления. Установление конкретной неисправности подвески производится, как правило, при детальном осмотре, тестировании и дефектовке элементов подвески.

Ряд перечисленных внешних признаков проявляются при отклонении рабочих характеристик колес автомобиля (давления в шинах, балансировки, степени износа шины, степени износа ступичного подшипника). Так, по причине низкого давления в шинах автомобиль уводит в сторону, наблюдается вибрация в движении. Нарушение балансировки колес также сопровождается вибрацией, а иногда и стуками в подвеске. Поэтому при диагностике неисправностей подвески вопросы, связанные с отклонением характеристик колес, нужно исключить в первую очередь.

Эксплуатация автомобиля с неисправной подвеской не рекомендуется, т.к. это может привести к аварии.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности подвески

Признаки
Неисправности
увод в сторону при движении
  • нарушение угла установки передних колес;
  • деформация рычага подвески;
  • снижение жесткости пружины;
  • повреждение верхней опоры амортизатора;
  • повреждение стабилизатора поперечной устойчивости.
раскачивание при поворотах и торможении
  • неисправности амортизатора;
  • износ втулок или повреждение стабилизатора поперечной устойчивости.
вибрация в движении
  • нарушение угла установки передних колес;
  • износ амортизатора.
стуки в движении
  • поломка пружины;
  • неисправности амортизатора;
  • износ резинометаллических или шаровых элементов крепления подвески.
«пробой» подвески
  • деформация рычага подвески;
  • снижение жесткости пружины;
  • неисправности амортизатора;
  • износ резинометаллических или шаровых элементов крепления подвески.
повышенный или неравномерный износ шин
  • нарушение угла установки передних колес;
  • деформация рычага подвески;
  • износ резинометаллических или шаровых элементов крепления подвески.
Статьи по теме