В первой части этой серии статей мы рассматривали четыре простых способа улучшить управляемость вашего авто. Те шаги были элементарными. Они объясняли использование простых подвесочных тюнячек, ныне доступных практически для любого автомобиля. Многие читающие эту статью что либо из тех шагов уже предприняли. В этот раз изучению подвергнем более ухищренные способы настройки шасси, рассмотрим некоторые аспекты жесткости шасси и геометрии подвесок.
5. Шаг Пятый: Добавьте отрицательный угол развала
Чтобы шина работала на 100%, она должна использовать всю площадь контакта. Должны сказать спасибо таким проблемам как подламывание профиля покрышки и компромиссной геометрии стандартных машин, за то, что шины при загрузке сильно деформируются, встают на внешний край протектора в повороте, в то время как внутренний теряет контакт с полотном.
Если вы довольно активно водите автомобиль, то замечали что наружняя часть протектора стирается гораздо сильнее всех остальных. Это значит что шина не использует пятно контакто максимально эффективно.
В поворотах автомобиль кренится, и угол крена прибавляется к тому что шины подломились — наружняя часть протектора нагружается еще сильнее, то есть дела наши становятся совсем плохи. Сохранить плоскость шин параллельной полотну -это основная задача уменьшения кренов. О кренах мы говорили в первой статье, простейший способ уменьшить крен -это установить более жесткие пружины или более мощные стабилизаторы поперечной устойчивости.
Но, как бы то ни было, основной способ заставить плоскость шины прилегать к полотну полностью -это увеличение угла развала, вернее увод угла в отрицательную сторону по градусной шкале. Угол развала колес -это угол поперечного наклона колеса по направлению движения автомобиля. Посмотрите на машину спереди: если нижние края колес ближе к центру машины -то развал положительный, если верхние ближе к центру и колеса стоят "домиком" -развал отрицательный.
Установка отрицательного угла развала уменьшает
подламывание профиля и компенсирует уменьшение пятна контакта. Фокус в том чтобы установить отрицательный угол именно так, чтобы пятно контакта было масимально большим во время загрузки колеса и крена в повороте. В то же время установка слишком большого угла развала принесет больше негативных аспектов:
1. Это ухудшит сцепление шин во время торможения
2. Ухудшит так же и показатели разгона, если слишком большой угол развала применен к ведущей оси -шины непременно будут проскальзывать.
3. Усилится тенденция к черезмерному отслеживанию неровностей дороги, каждая кочка будет сбивать с прямолинейного движения.
4. В колее машину начнет сильно водить в стороны.
5. Сильно увеличится износ шины. Внутренняя часть протектора будет съедаться черезмерно быстро, если вы нечасто атакуете повороты. Другим словом шины будут изнашиваться равномернее и даже проживут дольше если вы будете постоянно и агрессивно поворачивать.
Ваш автомобиль и персональный стиль вождения вместе взятые могут определить, насколько негативный угол развала Вам установить. "Агрессивным" водителям следует выбирать более отрицательные углы. А тем, кого ресурс шины заботит не меньше чем управляемость, рекомендуются меньшие углы отрицательного развала.
Конструкция подвески тоже важна при выборе угла.
Подвескам типа McPherson нужен более отрицательный угол развала, так как они очень чувствительны к кренам кузова. Двурычажным или многорычажным же чаще большой угол развала не требуется — жесткой связи статичного и динамического угла развала у таких подвесок нет, нет линейной зависимости реального положения плоскости шины от угла крена кузова. Больший отрицательный угол будет так же опрадан на автомобилях с мягкой подвеской из за бОльших кренов.
Все вышесказанное поможет Вам определить насколько отрицательным сделать развал колес в зависимости от типа подвески, стиля вождения, и из соображений износа шин.
Как это ни удивительно базовые настройки почти для всех автомобилей сходящих с конвеера практически не отличаются, вне зависимости от типа расположения двигателя и привода на колеса. К заметке: многие профессиональные дрифтеры используют настройки, абсолютно идентичные кольцевым, чтобы сбалансировать износ шин и получить максимально возможный контроль над автомобилем.
К великому сожалению регулировка углов развала на большинстве современных авто отсутствует вовсе. Даже если она есть, то часто диапазон регулировки настолько мал что идеально настроить заниженную машину не представляется возможным. Лучший способ регулировки развала на подвесках McPherson это установка верхних опорных элементов подвески с изменяемым углом крепления штока амортизатора, в простонародье camber plates. На таких опорах точка крепления скользит и фиксируется в пределах прямоугольного паза.
Второй способ более недорогой, но не менее эффективный. Нижние рычаги на некоторых автомобилях позволяют проточить отверстия для крепления нижней шаровой опоры стойки до U-образной прорези. Заменив болт или гайку крепления нижней опоры на специальный эксцентрик и поворачивая его можно регулировать развал.
Всего несколько миллиметров диапазона перемещения нижней шаровой опры могут дать довольно солидный диапазон регулировки угла развала.
Избегайте использования так называемых ремонтных втулок, или болтов-эксцентриков для крепления стойки к поворотному кулаку… Эти болты -просто дешевый способ исправить нарушенную геометрию послеаварийной машины. Со временем такие приспособы растягиваются, деформируются, ослабевают и под сильной нагрузкой, в повороте например, установленный угол развала может"уплыть" (Заметка: такие болты как раз установлены на переднеприводных ВАЗах в стоке! Многие конечно же знают что на регулировку развала-схождения на ВАЗах нужно заезжать не менее двух раз в год, так как углы установки колес постоянно сбиваются и "уходят")
Многие автомобили с моногорычажными подвесками или подвесками с двойными а-образными рычагами часто оборудованы регулировочными муфтами верхних рычагов подвески, для коррекции развала. Бывают и исключения. Но в таких случаях можно найти рычаги с регулировочными муфтами на рынке тюнинговых комплектующих. Таковые изобилируют для таких машин как Nissan 180sx/200sx/240sx/Silvia, 300zx и других.
Настройка угла развала -очень эффективна и экономически выгодна. Оптимизируя углы для конкретной машины и стиля вождения, можно извлечь больше сцепления с покрытием, чем устанавливая всякое дорогостоящее подвесочное железо. Исключением будут толко качественные шины.
6. Шаг шестой: Настройте схождение
Если посмотреть на машину сверху или снизу, можем наблюдать угол схождения колес: Если по направлению движения колеса смотрят друг на друга -то это положительное схождение (toe-in) Если же колеса смотрят в разные стороны то это отрицательное схождение (toe-out, в дальнешем сократим как "расхождение"). В случае когда колеса направлены точно параллельно друг другу то схождение нулевое.
Угол схождения обычно упускают из виду, а он в свою очередь очень сильно влияет на то как машина ведет себя в повороте. Больший эффект от регулировок схождения можно заметить в фазе входа в поворот -критический момент, кода в дело включаются все силы действующие на автомобиль. Для заднеприводных машин регулировка схождения на задней оси — очень важный параметр. Именно схождение определяет насколько рано и напристо пилот сможет начать ускоряться на выходе из поворота.
Как и все что касается тюнинга подвески, слишком много чего-то хорошего — непременно приведет к чему то плохому. Слишком сильное схождение колес или расхождение усилит износ внешнего или внутреннего края протектора шины. Агрессивные настройки схождения особенно снижают продолжительность жизни шин на заниженных машинах, в отличие от любых других конфигураций.
Ниже представлены возможные варианты настройки схождения и конкретный эффект от проделанного. Так же вариации с разумной настройкой и когда настройщик излишене увлекся, сделав излишне большие углы:
1) Расхождение передних колес
Правильно: Уменьшение недостаточной поворачиваемости в фазе входа в поворот, улучшение отклика на действия рулем, Сопротивление естественной склонности передне и полноприводников к схождению колес при интенсивном разгоне.
Неправильно(слишком большой угол): Нестабильность на торможении, на прямой, на сменяющемся покрытии, боязнь "поребриков", неугомонная недостаточная поворачиваемость.
2) Схождение передних колес
Правильно: В основном делает машину более стабильной.
Неправильно: Рыскание при торможении, сопротивление входу в поворот (недостаточная поворачиваемость), затем очень резкое ныряние в глубь поворота.
3) Заднее расхождение
Правильно: Легкое управление направлением движения в средней части поворота, меньшая загрузка передних шин.
Неправильно: Сверхвысокая чувствительность на работу газом для заднеприводников, сильная тенденция к заносу. Может быть полезной на дрифтовых автомобилях. Так же склонность к заносу при трэйл-брейкинге (вход в поворот и движение к апексу на торможении)
4) Заднее схождение
Правильно: Легко контролируемая избыточная поворачиваемость на заднеприводниках.
Неправильно: Плохой отклик, Недостаточная поворачиваемость на входе и в середине поворота
Регулировка схождения передних колес доступна на любом автомобиле, при помощи муфт регулировки, которые находятся на рулевых тягах. Для некоторых многорычажек доступна регулировка углов и на задней оси. А вот автомобили с цельным мостом такой радости лишены. На переднеприводниках, использующих в качестве задней подвески скручиваемую балку, возможно отрегулировать схождение и развал только особыми способами.
Ниже представлены несколько типичных вариантов настроек для разных типов автомобилей:
(роошу прощения, Пока настройки указаны в дюймах, позже пересчитаю)
Для агрессивного уличного стиля вождения:
Front
FWD/AWD: 0 RWD: 1/16" In
Rear
FWD/AWD: 0 RWD: 1/8" In
Для любителя трэк-контестов:
Front
FWD/AWD: 0-1/8" OutRWD: 0
Rear
FWD/AWD: 0-1/8" OutRWD: 1/8" In
Только для гонок или рофессионального дрифта:
Front
FWD/AWD: 1/8-1/4" out RWD: 0
Rear
FWD/AWD: 0-1/4" out RWD: 0-1/8" in
7. Шаг Седьмой: Увеличение жесткости шасси
Жесткость кузова, это критический элемент в тюнинге подвески. Мягкий кузов не даст подвеске сохранять шины в постоянном контакте с дорогой, и кроме того уменьшит влияние всех доработок и настроек. Самое простое и недорогое -оснастить кузов элементами усиления — растяжками, распорками, усилителями, подрамниками, и тому подобным. Жесткость кузова -это единственный вид тюнинга шасси, которого не бывает много. Чем жестче вы сделаете кузов -тем эффективнее будет любое дальнейшее вмешательство в подвеску, и четче эффект от настроек.
8. Шаг восьмой: Кастер
Передние колеса любого автомобиля вращаются вокруг оси. Продольный наклон этой оси называется кастером.
Кастер дает автомобилю стабильность на прямой, и увеличивает возвращающее усилие на руле, делая управление более понятным, с четкой обратной связью. Слишком сильный кастер может навредить и не только оттого что руль может стать слишком тугим.
Если рассматривать эффект кастера спереди автомобиля, то можно наблюдать так называемый эффект Kingpin Inclination Angle (дословно этот фольклор я перевести пока не смог, вскоре откорректирую) Это U-образный путь который проходит колесо, составляемый общей геометрией подвески, плечом обкатки, углами развала и схождения.
Если взглянуть на автомобиль спереди то увидите, что есть угол подобный кастеру, но только не в продольной, а в поперечной плоскости. Этот угол образуют линия проведенная через ось поворота колеса и перпендикуляр проходящий через центр колеса сверху вниз.
Кастер и KIA вместе взятые и влияют на стабильность и поведение автомобиля в общем, изменяя угол развала колеса, в зависимости от того, на сколько повернут руль.
Увеличивая кастер в положительную или отрицательную сторону меняется положение точки качения колеса относительно оси поворота. Точка качения или контакта с полотном (Dave Point) стремится быть впереди точки куда смотрит ось поворота колеса. Понять это просто взглянув на тележку из супермаркета. Ось поворота стремится к точке соприкосновения колеса с покрытием пола, а колесико как бы стремится удалиться от оси поворота. Этот эффект небольшого рычага (от точки контакта колеса до точки через которую проходит ось поворота колеса) сосздает момент который и стабилизирует колесо прямолинейно во время качения. Примером может служить так же любой велосипед, посмотрите на него сбоку: колесо фиксировано на вилке немного дальше чем проходит ось ее вращения. Водитель чувствует этот эффект как стабильность и возвращающее усилие на руле.
К сожалению этот виртуальный рычаг — очень чувствителен к другим, сторонним силам. Например если управляемые колеса еще являются и ведущими, то есть, если через колеса передается крутящий момент. Чем длиннее этот рычаг -тем больше будет дергаться руль, тем труднее будет контролировать авто. Именно поэтому у машин с приводом на пререднюю ось и полноприводных угол кастера минимален, или отсутствует вовсе, в отличие от машин с задним приводом, где угол кастера может быть довольно велик.
Большой угол кастера заставляет внешнее к повороту колесо увеличивать отрицательный развал тогда, когда вы поворачиваете. Как пример можно привести мотоциклы -чопперы: в них заложен экстремальный кастер, и при повороте руля угол развала колеса увеличивается пропорционально углу кастера.
К такому эффекту на автомобиле прибавляется еще и эффект от KIA, о котором писалось выше. Угол KIA уменьшает эффект от увеличения кастера, съедая при этом градусы отрицательного развала. Поворачиваясь, колесо стремится "завернуться" как бы под машину и получить положительный угол развала благодаря эффекту KIA, но компенсируется появившийся положительный развал -кастером.
Правильная комбинация кастера и KIA -объект вожделения подвесочных инженеров, балансируя двумя этими величинами они стараются добиться идеальной комбинации между стабильностью и ощущениями при управлении. (идеалом было бы полное совпадение оси поворота колеса с перпендикуляром проходящим сквозь колесо сверху-вниз и центром пятна контакта, как на мотоцикле или велосипеде, но сделать это довольно сложно и дорого. Рабочие экземпляры есть на Renault Megane Sport 2.0т и на новинке прошлого года -Ford Focus RS. В Форде схама реализована настолько филигранно, что позволяет в полной мере использовать все 300 лошадиных сил на переднем приводе. Ранее считалось что 200 лошадиных сил для переднего привода -разумный предел, дальше которого начинаются проблемы как с управляемостью, так и с реализацией мощности и момента ( пример -mazda3 mps, Astra OPC и другие, где мощность скорее помеха нежели некий плюс). Форд подвинул эту планку сразу на сотню голов)
Кастер регулируется обычно растяжками рычагов подвески, самим положением рычагов или верхним опорами стоек, подобных тем, что мы рассматривали в Шаге пятом.
При правильной настройке кастера автомобиль ведет себя стабильно, сглаживает вход в поворот и увеличивает сцепление с полотном в любой фазе поворота. Если же кастер слишком велик то руль станет непомерно тяжелым, сгладится вход в поворот, но в то же время на выходе вас будет поджидать недостаточная поворачиваемость. Так же слишком большой кастер увеличит влияние крутящего момента приводимых колес на передне и полноприводных автомобилях, результат -та же недостаточная.
Типичные настройки кастера:
Передне и полноприводы: 3-4 градуса
Задний привод: 4-10 градусов
В следующей статье мы продолжим разговор о геометрии подвески, и начнем более детально рассматривать роль аммортизаторов.