Как понижение автомобиля влияет на перенос веса?

Автор: Владислав Ярополов.

Если вы спросите среднего энтузиаста: "Почему будет хорошо понизить автомобиль?", вы можете получить следующий ответ: "Потому, что это понижает центр тяжести".

Это конечно правильно. Но если вы продолжите и спросите: "Почему более низкий центр тяжести выгоден для управления?", в ответ вы можете получить пустой взгляд.

Но давайте предположим, что вы получили правильный ответ: "Более низкий центр тяжести хорош потому, что он снижает перенос веса во время поворотов". Тогда вы можете спросить: "Что хорошего будет в снижении переноса веса?"

Возможно в этот момент лучшим ответом, который вы сможете получить, будет: "Снижение переноса веса просто улучшает способность автомобиля проходить повороты.". И снова, это правильный ответ, но не очень информативный.

Лучшим ответом будет такой: "Снижение переноса веса выгодно потому, что пара колес может создавать самое большое боковое сцепление, когда вес, который они несут, распределен более равномерно".

Когда автомобиль поворачивает, центробежная сила действует на его центр тяжести (ЦТ). Эта центробежная сила действует как плечо рычага, перенося часть веса автомобиля с внутренних колес на наружные колеса.

Рисунок 1.

Этот рисунок показывает силы, вовлеченные в создание переноса веса. Автомобиль поворачивает налево (если смотреть сзади) и часть его веса переносится на колеса правой стороны.

Так как внешние колеса более тяжело нагружены, они могут создать большее боковое сцепление, чем внутренние колеса. Но ключом является то, что нужно помнить, что колеса создают наибольшее сцепления, если они загружены равномерно (N1 = N2).

Колеса не создают трение подобно брускам дерева на ровной поверхности (или подобно тормозным колодкам с ротором). Во время прохождения поворотов, потеря сцепления, испытываемая внутренними колесами, не восполняется увеличением сцепления внешних колес. Таким образом, общая устойчивость пары колес к боковым ускорениям снижается из-за переноса веса.

Поэтому мы можем захотеть снизить перенос веса, который происходит во время прохождения поворотов. Исключая вариант снижения общего веса автомобиля.

Есть только два способа, которые могут существенно снизить перенос веса:
1) Снизить центр тяжести  (CG - center of gravity).
2) Увеличить ширину колеи (Track Width).

Именно поэтому спортивные автомобили широкого назначения являются низкими и широкими.

Рисунок ниже показывает, почему может быть плохо слишком сильно понижать автомобиль.

Этот же рисунок показывает, как определить центр крена. Это в некоторой степени идеализировано, так как мгновенный центр крена в действительности вычисляется путем одновременного рассмотрения подвески с левой и правой стороны. Однако для этого примера достаточно рассмотреть только одну сторону.

Рисунок 2.

При движению по повороту, центробежная сила, которая действует в ЦТ, будет стремиться повернуть автомобиль вокруг центра крена. Расстояние между центром крена и ЦТ определяет плечо рычага, с помощью которого центробежная сила заставляет автомобиль крениться. Это называется "момент крена". Чем длиннее плечо рычага, тем больше для данного бокового ускорения автомобиль будет стремиться накрениться.

Ключом является то, что по мере понижения подвески, длина этого плеча рычага увеличивается. Просто сравните A1 и A2 на рисунке выше. Таким образом, даже если автомобиль ниже, он имеет большую тенденцию к крену. Это совсем не то, что большинство людей ожидает, когда они понижают автомобиль.

Есть очевидное преимущество в понижении автомобиля в терминах сниженного переноса веса. Также, более низкий центр крена (что проистекает из понижения подвески) подразумевает низкие мгновенные центры крена для передних колес. И это означает меньшее боковое скольжение колес в процессе движения вверх и вниз по диапазону их перемещения (боковое скольжение вредно, так как оно вынуждает автомобиль отклоняться вправо и влево, когда подвеска сталкивается одним колесом с ухабом). Положение мгновенных центров (и таким образом центров крена) близко к поверхности земли будет также снижать силы "поддомкрачивания". Силы поддомкрачивания имеют место тогда, когда боковая сила в пятне контакта вызывает вращающий момент вокруг центра крена таким образом, что автомобиль поднимается при прохождении поворотов. Это считается отрицательным свойством управляемости.

Но достаточно редко все бывает хорошо, и этот случай не является исключением. Существуют возможные недостатки в снижении подвески: увеличенный момент крена, возможное отрицательное влияние на динамическое изменение развала и возможное увеличение подруливания (bumpsteer) при прохождении ухабов. Обратите внимание, что понижение автомобиля не изменяет геометрии подвески. Таким образом подруливание при прохождении ухабов и динамическое изменение развала в действительности сами по себе не изменяются. Просто мы перемещаем наше статическое состояние в другую точку по отношению к первоначальным фабричным положениям на кривых подруливания при прохождении ухабов и кривых динамического изменения развала. Поэтому мы не можем больше находиться в "оптимальных" точках на этих кривых. Это различие очень часто недооценивается.

И в заключение, понижение вашего автомобиля включает компромиссы. Понижение автомобиля часто может быть полезным, но слишком сильное понижение может ухудшить ситуацию. Если вы ужесточите передние пружины одновременно с понижением автомобиля (что обычно имеет место), тогда более жесткие пружины обеспечат большую степень сопротивления крену, противодействуя увеличенному моменту крена. В этом случае вы получите сниженный перенос веса без неизбежного увеличения крена. И довольно часто снижение переноса веса будет смещать возможное негативное изменение эффектов динамического изменения развала и подруливания при прохождении ухабов достаточно для того, чтобы автомобиль был предельно быстрым на трассе. Однако, по крайней мере, вы не должны понижать ваш автомобиль без знания о возможных отрицательных последствиях.

Вернуться к списку   Обсудить на форуме