Статьи
Правильная развесовка автомобиля
Опубликовано: 03.09.2018
Комбинация 90–60–90 — вожделенная мечта многих. Ради нее дамы готовы истязать себя годами. Распространители Гербалайфа и тайских таблеток от них просто в восторге. Мастера дзю- и других «до» меркнут по сравнению с фанатками, пытающимися сбросить последние 5 г с «идеальной» фигуры. И лишь немногие достигают своей цели. Когда же «мисски», покачиваясь, красуются на подиуме, нередко возникает вопрос: «Это так принято или кто-то забыл прикрыть форточку от сквозняка?» Справедливости ради заметим, что не все придерживаются подобных взглядов, есть на этот счет и особое мнение. Некоторым вот и 120–120–120 маловато будет. Кто-то любит посмотреть, кто-то — подержаться. Все относительно…
Цареградцев / Поиск правильной развесовки жигуля
Выпуск№ 12 Развесовка и вес Skyline R32 и R33 купе, Автоцентр Yoka-Service, SlideTV
Для начала заметим, что фраза: «ровно 50 процентов» не имеет практического смысла, так как достаточно кинуть в багажник пару сумок — и процент изменится. Топливный бак редко удается разместить в центре масс. А если усадить на задние сиденья пару солидных дам…
Отвлечемся от красоты цифр и оценим, как же они влияют на характеристики автомобиля. При этом заметим, что если база и колея в процессе эксплуатации изменяются мало (в зависимости от параметров кузова и подвески в частности), то высота центра масс может изменяться в значительных пределах. Особенно увеличивает высоту груз, размещаемый на крыше. На поведение автомобиля существенно влияют и аэродинамические силы, которые также меняют нагрузку на колеса при движении с высокими скоростями.
Если автомобиль стоит на месте или едет с невысокой скоростью, то 50 на 50 — действительно оптимальная развесовка, так как все колеса нагружены одинаково, они одинаково цепляются за дорожное покрытие, соответственно у них будет одинаковый износ. Английские аристократы, например, предпочитают особо не спешить, иначе простые обыватели не смогут разглядеть профиль важной персоны и качество полировки кузова, поэтому и автомобили подбирают соответствующие. Классическая компоновка и 50 на 50 их вполне устраивают.
Разгон .
Если требуется энергичный разгон, что важно для городского автомобиля и тем более для спортивного, то следует максимально загрузить ведущие колеса. В противном случае мощность двигателя не будет реализована полностью. При разгоне передние колеса разгружаются, а задние догружаются. Это особенно заметно проявляется на автомобилях с короткой базой и высоким положением центра масс. Соответственно, при высокой мощности двигателя заднеприводный автомобиль всегда будет выигрывать старт у переднеприводного, так как можно подобрать такую развесовку, когда при разгоне до 100 процентов нагрузки приходится на ведущие колеса. Примером тому — дрегстеры. У них огромные задние колеса и почти полностью атрофированные передние. Однако крайности таят опасность, так как при незначительной ошибке передние колеса отрываются от дороги. Отсутствие аэродинамических органов управления и солидного оперения приводит к непродолжительному полету по замысловатой траектории и малоприятному приземлению по частям… Рожденный ползать летать не может!
Если автомобиль полноприводный , то проблема стоит менее остро, хотя и здесь не все так просто. В этой связи нужно вспомнить о параметрах трансмиссии. Если нагрузки на колеса разные, то обычный дифференциал не позволит обеспечить хороший разгон, так как передаваемый крутящий момент будет соответствовать наименее загруженному колесу. При большой удельной мощности колеса буксуют не только на льду, но и на асфальтовом покрытии. Поэтому часто в спортивных автомобилях используют дифференциалы повышенного трения, что роднит их с внедорожниками.
Торможение .
При торможении догружаются передние колеса и разгружаются задние. И если спереди и сзади стоят одинаковые шины, то целесообразно несколько разгрузить передние колеса, так как у обычного автомобиля максимальная интенсивность разгона заметно ниже интенсивности торможения.
Движение с высокой скоростью.
Здесь важное влияние оказывает аэродинамика автомобиля. В зависимости от конфигурации кузова аэродинамическая нагрузка может нагружать или разгружать колеса. Те, кто знаком с классикой ВАЗа, знают, что эти потомки ФИАТа на скорости свыше 140–150 км/ч «встают на дыбы» и пытаются сами выбирать направление дальнейшего движения. Причиной тому — неудачная форма кузова. Поток воздуха, попадая под автомобиль, тормозится о всевозможные выступающие элементы. При этом создается повышенное давление, и передняя часть автомобиля приподнимается. Ситуация, когда управляемые колеса на высокой скорости едва касаются дороги, конечно, вызывает спортивный интерес, но вряд ли способствует безопасности движения. Да и время прохождения трассы на плохо управляемом автомобиле всегда оставляет желать лучшего. Можно, конечно, использовать более переднюю развесовку, но тогда на малых скоростях автомобиль будет иметь плохую динамику. Установка переднего спойлера позволяет избавиться от ненужной подъемной силы. Правда, «квадратный» дизайн кузова по моде 60-х от этого не становится более удачным.
Устойчивость .
Заметим, что помимо обеспечения ресурса шин имеется масса других требований. Например, высокая нагрузка на передние колеса означает более переднее расположение центра тяжести автомобиля, что способствует стабилизации движения. Вспомните эффектные развороты заднемоторных автомобилей, когда водитель не успевает среагировать на, казалось бы, незначительное начальное возмущение. Даже высококлассные гонщики попадают в подобные ситуации, требующие угадывания направления дальнейшего движения. Полюбуйтесь, например, на гонки автомобилей Porsche, которые просто обожают вальсировать на поворотах. Немногочисленные владельцы «горбатых» и «ушастых» даже и не подозревают, как много общего у них с владельцами более престижных и «шустрых» иномарок… А вот у переднеприводных и полноприводных автомобилей подобные казусы происходят много реже.
Про углы увода колес знают многие. Их правильный баланс обеспечивает желаемую нейтральную или небольшую недостаточную поворачиваемость. Фразы типа «острый руль» и т.д. говорят о склонности автомобиля к избыточной поворачиваемости. С другой стороны, недостаточная поворачиваемость делает автомобиль скучным, «вялым». Поэтому нужен баланс между устойчивостью, управляемостью и маневренностью, между возможностями водителя и автомобиля. Естественно, более переднее расположение центра масс позволяет повысить устойчивость. Однако путем выбора размерности шин, давления в них, кинематики подвески, углов установки колес обычно удается обеспечить нужные характеристики и заднемоторного автомобиля. В противном случае сзади устанавливают сдвоенные колеса или шины большей размерности. 
Но не только развесовка влияет на устойчивость автомобиля. Важное влияние оказывает такой параметр, как отношение базы к колее. Если это соотношение мало (пример тому «Нива»), то «ловля» автомобиля на высокой скорости становится довольно утомительным занятием. Причиной тому — различие в силах сопротивления (тяги) правых и левых колес. Когда колея большая, они создают значительный момент вокруг вертикальной оси, который должен компенсировать момент от боковых сил. При короткой базе эти силы оказываются большими по величине, что негативно сказывается на устойчивости движения.
При больших скоростях на первый план выдвигаются аэродинамические силы. И если форма кузова неудачна, то автомобиль может «улететь» с дороги от самого незначительного возмущения. Причиной тому — более переднее приложение аэродинамических сил по сравнению с положением центра масс (попробуйте стрелу выпустить оперением вперед, а наконечником назад). С этой точки зрения лучше иметь более переднюю центровку автомобиля, хотя крайности также нежелательны, так как излишне устойчивый автомобиль трудно будет вписать в поворот. Не все «вылеты» вызывают радостный восторг и хохот…
Проходимость автомобиля.
И здесь много вариантов. Существуют условия, когда нужно разгрузить передние колеса и догрузить задние, например, на рыхлом грунте, и, наоборот, дополнительная загрузка передних колес переднеприводного автомобиля облегчает движение по заснеженной дороге. Все зависит от конкретных условий. Общих рекомендаций на все случаи жизни не существует, поэтому оптимальным был бы автомобиль, который мог бы изменять положение центра масс. Вообще говоря, подобные конструкции уже предлагались (у них кузов мог перемещаться относительно рамы). Однако достигаемый эффект не окупал затрат, и интересная идея была забыта.
Грузовые автомобили.
Для них имеет немаловажное значение еще один фактор — максимальная нагрузка на ось. Некоторые водители, наверное, иногда обращали внимание на столбики с небольшими жестянками. Это не малобюджетная реклама, а так называемые дорожные знаки. Среди них встречаются и знаки ограничения осевой нагрузки. Да и без знаков наши дороги с трудом выдерживают скромную нагрузку в 6 тонн. Колеи на асфальте тому свидетельство. Для того чтобы по возможности оставаться в пределах заданных ограничений, конструкторы большегрузов часто устанавливают одинаковую загрузку для всех мостов.
Имеется еще ряд факторов, влияющих на выбор развесовки. Например, выбор шин разного размера на передних и задних колесах может существенно изменить параметры автомобиля. И если в спорте такая мера в порядке вещей, то для обычных автомобилей это скорее исключение. Никому не хочется возить с собой две «запаски», хотя в последние годы понемногу внедряются маленькое колесо-«докатка», аэрозоли, самогерметизирующие слои, которые позволяют снять и эту проблему. Хотя, некоторые теперь могут позволить себе и персональную техничку, но это уже другая тема.
P.S. Самые быстрые автомобили Формулы 1 развивают скорость более 300 км/ч. Эти скорости считаются очень большими и опасными. В авиации их тоже считают опасными, только опасно маленькими. Формульные гонщики используют специальные подставки для шеи, так как проходят повороты с «огромными» перегрузками (до 4g). Для сравнения: фигуры высшего пилотажа выполняются, в том числе и женщинами, с перегрузками до 12g без подставок и миллионных гонораров. Все относительно…