Сцепление шины в повороте

Видео:Варианты давления в шинах, которые нужно знать. Автоспорт на пальцахСкачать

ЛЕКЦИЯ 5. Шина. Сцепление с дорогой: езда на пределе зацепа. Перекрестная работа органами управления.

Для начала нам нужно усвоить тот очевидный факт, что любая шина имеет свои, специфические, характеристики. В первую очередь, они выражаются, так скажем, в качестве и количестве сцепления с дорогой. Если мы превышаем лимит зацепа, наш автомобиль начинает скользить – либо он плужит наружу поворота, либо его заносит (вспомним предыдущую лекцию: о недостаточной и избыточной поворачиваемости).

Вновь о «плавно, но быстро»

Чем плавней (не медленней, но именно – плавней!) мы управляем автомобилем, тем проще контролировать предел зацепа. Шина выходит на рабочий режим, достигает предела своих возможностей только при грамотной и аккуратной работе с ней. Другими словами, если при входе в поворот мы импульсивно дергаем руль или резко бьем по педали тормоза, панически испугавшись скорости входа, — мы не оставляем шинам ни единого шанса зацепиться за дорогу. В таком случае ни о каком «держаке» говорить не приходится в принципе. Итог предсказуем и закономерен – снос передней оси наружу поворота или занос кормы нашего карта. То есть опять же недостаточная или избыточная поворачиваемость.

Запомним: все, что мы делаем за рулем автомобиля, — мы делаем плавно, но быстро.

Мы поворачиваем руль плавным и быстрым движением, — но не резким рывком. Мы тормозим, сжимая педаль тормоза и отпуская ее, — но не паническим ударом по ней. Мы ускоряемся, плавно и быстро нажимая на газ, — но не стихийно включая кнопку.

Даже если нам кажется, что, пилотируя карт резко и размашисто нервно, скользя вдоль и поперек трассы, мы сегодня можем двигаться быстрее, ни в коем случае не нужно поддаваться этому заблуждению. Попытка ехать быстро, не понимая и не чувствуя органы управления автомобиля, его баланс, — ошибка. Это тупиковая ветвь развития! Мы сами не заметим, как нервный и резкий пилотаж скользящим картом станет бессознательной привычкой, между тем как телеметрия будет объективным и бесспорным доказательством того, что мы не способны ускоряться.

Итак, наша цель – научиться плавно обращаться с органами управления карта, постепенно убыстряя и согласуя движения рук и ног. Скорость на треке придет потом, вместе с практикой. Когда наши движения станут достаточно плавными и быстрыми, кроме того – доведенными до автоматизма. Когда нам не придется задумываться перед каждым поворотом, что же нам делать со своим телом.

Именно в этот момент классический вопрос учеников: «Почему, когда едешь ты, кажется, что карт вообще не скользит и все легко и просто! А когда за руль карта садимся мы, все оказывается боком и раком, то бишь смешно и медленно?» — как правило, исчерпывает сам себя.

Сцепление с дорогой: езда на пределе зацепа, Traction Circle и Trail Braking

Прежде всего, давайте введем понятие Traction Circle — графическое представление о работе шин на пределе их возможностей в ходе торможения, поворота и ускорения.

Говоря весьма упрощенно, Traction Circle («круг максимального зацепа») позволяет нам понять, как распределяется предел работы шины при торможении, повороте руля и последующем ускорении автомобиля. В ходе каждого из этих процессов на автомобиль действуют центробежные силы. Учитывая этот факт, давайте примем во внимание, что шины имеют некую предельную «величину» зацепа. Например, если на автомобиль массой около 1 тонны действует центробежное ускорение в 1 g, то предельную величину зацепа шины условно обозначим через величину 1.1 g. Другими словами, шины нашего автомобиля на пределе своих возможностей способны тормозить при максимальном ускорении 1.1 g, поворачивать при 1.1 g и разгоняться при тех же 1.1 g. Если мы превысим этот барьер, шины начнут скользить, что приведет либо к недостаточной, либо к избыточной поворачиваемости автомобиля. Если мы понизим планку максимальной возможности шины, мы будем двигаться по трассе медленнее объективных возможностей.

В этом смысле, графически преодоление поворота выглядит следующим образом: если мы тормозим – поворачиваем – ускоряемся правильно, линия нашего движения будет следовать за дугой «Traction Circle», сигнализируя о том, что мы управляем картом на пределе возможностей шин.

С точки зрения изменения действия сил на автомобиль (в данном случае от момента торможения до точки входа в поворот) возможны два варианта перехода от одной предельной величины зацепа шин (торможение) к другой (поворот):

1. Мы можем, достигнув крайней точки торможения (наши условные 1.1 g), отпустить педаль тормоза; затем повернуть в поворот, где наши шины вновь достигнут предельного уровня зацепа при тех же 1.1 g.
2. Мы способны плавно и быстро отпускать педаль тормоза уже при входе в поворот, одновременно плавно и быстро увеличивая угол поворота руля.

В первом случае нас ожидает пусть и мимолетный, равный сотым долям секунды, период, когда шины работают не на своем пределе. И это – потеря времени, совершенно не важно, подчеркнем, насколько она мимолетна.

Читайте также: Размер шин для мерседеса gl 350

Второй сценарий развития событий, очевидно, быстрее. В силу того, что, не позволяя шинам «расслабиться» ни на долю секунды, мы постоянно остаемся на максимально возможном радиусе «Traction Circle». Кроме того, во втором случае мы управляем картом куда более плавно, что гарантирует как стабильность автомобиля, так и максимальную скорость в повороте.

Запомним: плавное и быстрое отпускание педали тормоза при одновременном плавном и быстром увеличении угла поворота руля при входе в поворот – называется Trail Braking. Это – наиболее быстрый и правильный способ преодоления виража.

Иначе: представим себе, что максимально допустимое торможение на прямой – это 100 процентов. Плавно и быстро отпуская педаль тормоза и одновременно увеличивая угол атаки поворота, мы действуем таким образом: 90 процентов торможения = 10 процентов поворота руля; 75 процентов торможения = 25 процентов «рулежки»; 50 = 50… и так далее.
Более того, мы можем, а главное должны, начать ускорение сразу после апекса, то есть в тот момент, когда мы «распускаем» карт наружу поворота. А именно: 90 процентов поворота руля = 10 процентов нажатия на газ; 75 процентов обратного руления = 25 процентов газа; 50 = 50… etc.

Только таким образом мы сохраним непрерывность нашего движения по окружности Traction Circle.

Перекрестная работа органами управления

Ключевое положение для понимания Traction Circle – перекрестная работа органами управления автомобилем. Мы должны учиться пилотировать на пределе, перекрывая торможение поворотом руля; а «роспуск» карта – нажатием на педаль газа. Только так можно удерживать шины на пределе их сцепления с дорогой, на максимально возможном для нашего автомобиля радиусе Traction Circle.

Нам важно представлять педали газа и тормоза в прямой взаимосвязи с рулем карта. Чем больше угол поворота руля, тем слабее наше нажатие на педали тормоза или газа. И наоборот: чем активнkttее мы тормозим или ускоряемся, тем на меньший угол должен быть повернут руль.

Чересчур большой угол поворота рулевого колеса вкупе с активным нажатием на педаль тормоза или газа неизбежно приведут к тому, что шины превысят максимально возможное количество сцепления с покрытием. А значит, мы столкнемся с эффектом недостаточной или избыточной поворачиваемости.

Резюме

Все, что мы делаем за рулем автомобиля, — мы делаем плавно, но быстро.

Плавное и быстрое отпускание педали тормоза при одновременном плавном и быстром увеличении угла поворота руля при входе в поворот – называется Trail Braking. Это – наиболее быстрый и правильный способ преодоления виража. Более того, мы можем, а главное должны, начать ускорение сразу после апекса, то есть в тот момент, когда мы «распускаем» карт наружу поворота.

Мы должны учиться пилотировать на пределе, перекрывая торможение поворотом руля; а «роспуск» карта – нажатием на педаль газа. Только так можно удерживать шины на пределе их сцепления с дорогой.

Видео:Важность скольжения шинСкачать

Понятная наука: сцепление машины с дорогой

Видео:Клин заднего колеса на 200 км/чСкачать

За счет чего автомобиль держит дорогу? Что такое сцепление с дорогой?

Главное требование для любой машины — это ее способность сцепляться с той поверхностью, по которой она едет. Чем сильнее сцепление, тем лучше и тем безопасней машина ведет себя на поворотах.

Чем выше предел сцепления, тем быстрее едет машина. Однако дело не только в характере езды. Высокий предел сцепления при нормальной скорости позволяет удерживать контроль над автомобилем в непредвиденной ситуации.

Многие водители особо не задумываются о сцеплении, пока не столкнутся с ситуацией, когда хорошее сцепление оказывается крайне важным для движения. Вообще, это интересная тема для обсуждения и мы попытаемся рассказать о ней просто, но с научной точки зрения.

Единственное, что связывает машину с дорогой — это шины. Конечно, если только от машины что-нибудь не отвалится и не будет тащится за ней по дороге.

Поэтому шины крайне важны для сцепления, и этому есть две причины. Во-первых, они сами по себе обеспечивают сцепление с дорогой. Во-вторых, от них зависят все остальные части машины, которые влияют на сцепление. Главное, чтобы на шины не была наложена чрезмерная нагрузка.

Необходимо соблюдать баланс. Самые лучшие шины не должны хорошо сцепляться с дорогой, если другие части машины не позволяют им этого сделать. С другой стороны, даже если машина идеально отлажена, она не сможет обеспечить хорошее сцепление с дорогой, если шины не справляются со своей функцией.

Видео:Скрипят шины в поворотеСкачать

ТИПЫ ШИН

Разным машинам нужны разные шины. Разработать универсальные шины для современных дорог очень сложно, потому что они должны будут обеспечить отличное сцепление и с сухой, и с мокрой дорогой, экономить топливо и контролировать выброс CO2, а также не быть слишком шумными.

Читайте также: Как отремонтировать can шину

Для внедорожников и раллийных автомобилей нужны шины с особым рисунком, чтобы обеспечивать сцепление с дорогой с поврежденным покрытием. Для снежной погоды нужны узкие шины с высоким профилем.

Хотя сейчас, наоборот, все стремятся купить широкие шины с низким профилем. Именно поэтому рекомендуют иметь два набора шин: летний и зимний. В гоночных автомобилях используются шины без протектора (если позволяют правила) и без рисунка, чтобы обеспечить максимальную область контакта шины с дорожным полотном и свести к минимуму трение. Однако на мокрой трассе эти шины будут бесполезны и их нужно заменить на шины с рисунком.

Видео:Сделай так и ВИБРАЦИИ НА СКОРОСТИ больше не будет!Скачать

СОСТАВ ШИН

Если говорить в общем, то чем мягче резина, тем выше сцепление. Это можно сравнить с макаронами: приготовленные макароны хорошо прилепятся к стене, а вот сырые — нет.

Более мягкая резина быстрее подстраивается к окружающей температуре, но может также быстро перегреться. У драгстеров экстремально мягкие шины, но даже самые мощные из них способны только на четырехсекундный заезд, поэтому для обычных машин это даже не обсуждается.

Шины для обычных дорог должны прослужить на несколько тысяч километров, поэтому резина должна быть жестче. Так как обычный автомобиль не ездит при экстремальных условиях, как гоночный, ему не требуется очень сильное сцепление с дорогой.

Видео:Шины! Сцепление с дорогой! Почему хорошие покрышки стоят дорого!Скачать

ПОДВЕСКА

Правильная настройка пружин и стабилизатора важна не только для комфортной езды, но и для хорошего сцепления. До сих пор многие водители не совсем понимают, что чем мягче подвеска, тем выше сцепление. Мягкое движение и хороший крен в повороте обеспечивают меньшее давление на шины, чем, когда машина практически не наклоняется.

Если это действительно так, почему же подвеска современных автомобилей высокого класса такая жесткая? Дело в том, что если уйти дальше от нерабочего положения машины, то меняется геометрия подвески и ее работа становится менее эффективной.

Следовательно, мы стремимся двигаться как можно меньше, а это приводит к дополнительной нагрузке на шины. Решение — заменить шины на другие. Чем более высокое сцепление обеспечивают шины, тем жестче может быть подвеска.

Есть также нюансы с аэродинамикой, мы обсудим это позже. Крылья машин, участвующих в Формуле 1, наиболее эффективны, когда они расположены под особым углом. Достичь такого угла можно только за счет очень жесткой подвески.

Видео:Почему у широкой покрышки больше сцепления? (by Engineering Explained)Скачать

АЭРОДИНАМИКА: ФОРМА КУЗОВА

Раньше было обычным делом, когда у машин был более или менее вертикальный нос и длинный плоский капот. Все бы ничего, ведь скорости были не такие высокие. Однако, когда стали выпускать более мощные машины, то такая форма корпуса стала проблемой.

Воздух поднимался вверх после контакта с носом автомобиля, но после этого практически не касался машины, пока не опускался на лобовое стекло. Над капотом образовывалась большая область с низким давлением, и это было настоящей аэродинамической катастрофой, потому что воздуха, который бы давил на капот и не давал машине приподниматься, было недостаточно.

При высоких скоростях это означает, что шины оказывали очень слабое давление на дорогу. В экстремальных ситуациях, шины не обеспечивали нормального сцепления для поворота. Более низкий нос и капот, расположенный под углом у современных машин были разработаны в первую очередь для экономии топлива, но этот подход помог также решить проблему со сцеплением.

Видео:В каких случаях "горит", "палится" сцепление? Что означает выражение "горит" сцепление?Скачать

АЭРОДИНАМИКА: КРЫЛЬЯ

В 1960-х, представители мотоспорта совершили большой прорыв в аэродинамике, прикрепив к своим автомобилям крылья. Крылья были разработаны таким образом, что под ними воздух проходил быстрее, чем над ними. Быстродвижущийся воздух менее плотный, чем воздух, который движется медленно, поэтому больше давления оказывается на верх, чем на низ автомобиля. Крылья пришлось убрать.

С тех пор как крылья стали частью шасси, то вся машина тоже немного опустилась. Теперь шины имеют большее сцепление с дорогой, потому что на них можно надавить сильнее, прежде чем они начнут скольжение.

Крылья обеспечивают серьезное аэродинамическое сопротивление, но его недостаточно, чтобы нейтрализовать дополнительное сцепление (при условии хорошей конструкции крыльев). Если с гоночной машины убрать крылья, то она будет в разы быстрее на прямой дороге, но замедлит свое движение на поворотах, от чего серьезно пострадает время прохождения гоночного круга.

Крылья современных автомобилей Формулы 1 имеют очень сложную конструкцию и совершенно непрактичны для использования на дороге. Однако можно нередко увидеть более простые варианты крыльев на мощных машинах и даже на горячих хэтчбеках.

Видео:Runway Спрей для сцепления шин со льдом RW6150Скачать

АЭРОДИНАМИКА: ОСНОВАНИЕ КУЗОВА

Следующим шагом в совершенствовании аэродинамики автомобилей Формулы 1 стала переделка основания кузова в одно большое крыло и добавление «юбки», чтобы не выпускать воздух со боковых сторон.

Однако вскоре это было запрещено правилами гонок, так как машины достигали пугающих скоростей. Сегодня нельзя использовать «юбку» и дно автомобиля должно быть плоским.

Читайте также: Bmw g20 размер шин 19

Тем не менее, плоское дно приносит пользу, потому что оно помогает снизить сопротивление под машиной. Это особенно эффективно, если диффузор располагается в задней части днища. Это усиливает скорость воздуха под машиной, уменьшает давление и придавливает машину.

Влияние всех этих переделок на обычную машину будет минимальным, так как очень сложно сделать плоское днище.

Да, на дороге можно встретить машины с чем-то похожим на диффузор (производители называют эту деталь именно так), но обычно он расположен слишком высоко, чтобы быть хоть сколь нибудь эффективным и стоит он там просто для красоты.

Легковесные машины оказывают меньше давления на шины, чем тяжелые автомобили, поэтому они будут иметь более высокое сцепление при прочих равных условиях.

В идеале хотелось бы, чтобы вес приходился на центр автомобиля. В реальности, вес приходится только на один конец, именно здесь шины работают более интенсивно. В таком случае, нужно настраивать подвеску или выбирать шины с учетом этого факта.

Идеальная ситуация — это, когда двигатель располагается перед задними колесами. Это отлично подходит для суперкаров и некоторых недорогих спортивных автомобилей, но совершенно неприемлемо для обычных машин, потому что тогда не останется места для
пассажиров сзади и для багажа.

Видео:бьет руль, неисправный шрус, как это бывает.Скачать

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ

Еще один аспект, связанный с весом машины — это центр тяжести. Мы можем очень понятно объяснить этот научный факт, если возьмем в качестве примера спичечный коробок или даже карандаш.

Проще всего уронить эти предметы, когда они стоят на одном конце (высокий центр тяжести), чем, когда они лежат всей плоскостью на поверхности (низкий центр тяжести).

Чем ниже центр тяжести, тем сложнее перенести вес с одной стороны машины на другую.

Меньший перенос веса означает меньшую нагрузку на внешние шины, что в свою очередь позволяет машине быстрее ездить на поворотах, так как колеса не успевают потерять сцепление.

Гоночные автомобили, созданные на заказ, очень низкие и все в них располагается, как можно ближе к земле именно по этой причине.

Это невозможно сделать в дорожных машинах, но у спортивных моделей все же есть неоспоримое преимущество перед семейными авто и даже перед SUV.

Видео:Сцепление автомобиля с дорогой, типы резиныСкачать

РАСПОЛОЖЕНИЕ КОЛЕС

Расстояние между правыми и левыми колесами, которое называется колеей, очень важно.

Чем оно больше, тем меньше переносится вес автомобиля при движении на повороте. То есть, машина с высоким центром тяжести может переносить значительный вес, если колея достаточно широкая.

Более распространенное название колеи — колесная база, но оно означает расстояние между передними и задними колесами.

Автомобили с длинной базой более устойчивы на динамических поворотах, но менее маневренны при медленном движении. У автомобилей с короткой колесной базой, соответственно, все наоборот.

Большую роль играет взаимосвязь колеи с колесной базой. Автомобиль с короткой базой может иметь характеристики аналогичные машине с длинной базой, если сама машина очень узкая. В идеале, конечно, она должна быть еще и очень низкой.

Видео:Нужно ли выжимать сцепление при торможении? В каких случаях мы работаем сцеплением?Скачать

КУДА УХОДИТ СИЛА

Шины деформируются, когда им передается сила, а точнее крутящий момент. Если речь идет о сцеплении, то решающим является фактор, какие колеса работают, а какие нет.

Переднеприводные автомобили обычно теряют сцепление спереди. Нужно учитывать еще и то, что задние шины уже находятся под напряжением, потому что на них переносится вес двигателя и коробки передач.

Заднеприводные автомобили лучше удерживают баланс, но все же склонны терять
сцепление сзади.

Лучший вариант — это полноприводный автомобиль и не потому что здесь обеспечивается лучшее сцепление, а потому что потеря сцепления менее вероятна.

Да, в полноприводных автомобилях на шины приходится дополнительный вес, но каждая шина принимает на себя только четверть мощности двигателя, а не половину, поэтому давление на шины меньше.

Полный привод идеален для быстрых дорожных автомобилей, раллийных авто и SUV, но не для машин Формулы 1, так как в этом случае придется многим пожертвовать в плане конструкции гоночной машины.

Видео:окружность Камма (моделирование сцепления шин)Скачать

САМОЕ ВАЖНОЕ

Неважно, на какие уловки идет производитель, чтобы обеспечить машине хорошее сцепление, единственным и самым важным фактором остается сам водитель.

Даже если вы небольшой знаток автомобилей, вы можете сохранять высокий уровень сцепления, наблюдая за поведением своей машины, плавно управляя рулем, не включая мощность двигателя на полную без необходимости, выбирая оптимальную скорость на поворотах и внимательно наблюдая за дорогой и условиями езды. Только в этом случае, в любой ситуации вы всегда сможете плавно затормозить без негативных последствий.

Вы не только сами станете более умелым водителем, но и ваша машина будет лучше.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  📸 Видео

  Спрей для сцепления шин со льдом RunwayСкачать

  

  Шипованные шины на льду: какое давление лучше?Скачать

  

  Как ведет себя подвеска на большой скорости при поворотах и кочкахСкачать

  

  Что нельзя делать на повороте?Скачать

  

  Toyo Observe GSi 6 - торможение и сцепление в повороте на льду на 4 точки. Шины и диски 4точкиСкачать

  

  Закусывание колеса при выворотеСкачать

  

  Вибрация при разгоне: ТОП 7 причин!Скачать