Полиуретановые проставки и аварийность на дорогах. Часть 2
В первой статье цикла мы рассказали о том, что такое сцепление колес с дорогой и от чего этот параметр зависит. Теперь мы продолжим рассказ о сцеплении колес с дорогой, но во время поворота автомобиля. Кроме того, мы рассмотрим и другие процессы, которые происходят с автомобилем в повороте. Ведь без понимания этих процессов невозможно разобраться с влиянием полиуретановых проставок и отделить мифы, порождаемые технически безграмотными водителями и истину.
Что происходит с машиной в повороте
Любой поворот – это изменение направления движения, порождающее инерцию и центробежную силу. Мощность инерции и центробежной силы зависит от двух факторов – скорости изменения направления движения (не путайте со скоростью движения). При этом инерция сохраняется даже после выхода из поворота, а центробежная сила проявляется лишь во время изменения направления движения. Скорость изменения направления движения зависит от скорости движения и угла поворота. При этом центробежная сила одинакова в любых машинах, имеющих одну массу и поворачивающих с одной скоростью по одному радиусу. Вот только воздействие центробежной силы на машину зависит от трех факторов:
· высоты центра тяжести;
· настроек подвески;
· сцепления колес с дорогой.
Что же такое центр тяжести и почему его высота настолько важна? Эффективность воздействия центробежной силы напрямую зависит не только от скорости, но и от массы. Причем воздействие по автомобилю распределяется неравномерно – где выше масса, тем мощней воздействие центробежной силы. Поэтому несмотря на высоко расположенную крышу, воздействие этой силы на нее минимально из-за очень маленькой массы. Обычно центр тяжести находится на уровне середины двигателя, хотя возможны и отклонения как вверх, так и вниз. Чем больше масса, тем мощней воздействие центробежной силы, поэтому максимальное давление, которое создает эта сила, приходится на центр тяжести.
Однако воздействие на автомобиль зависит не только от мощности центробежной силы и высоты центра тяжести, но и от настроек подвески. Чем жестче подвеска, тем сложней продавить ее, а значит, тем менее эффективно воздействие центробежной силы. Поэтому жесткость подвески увеличивают для улучшения управляемости на хороших дорогах, жертвуя проходимость на плохих дорогах и бездорожье. Ведь чем жестче подвеска, тем меньше ее ход, а значит, меньше и высота препятствия, заехав на которое машина подвергнется диагональному вывешиванию. Опасность диагонального вывешивания в том, что при наезде на препятствие, одно из колес, расположенное с той же стороны автомобиля или с противоположной стороны той же оси, отрывается от земли. Когда это происходит, колесо полностью теряет сцепление с дорогой и перестает влиять на траекторию и скорость движения машины. То есть поднимается не только то колесо, которое наехало на препятствие, а и еще одно, причем если последнее оказалось ведущим, то вся энергия двигателя уходит к нему.
Это и есть основная задача дифференциала – передавать максимум энергии тому колесу, которое легче провернуть. В поворотах эта особенность снижает износ покрышек, ведь левое и правое колеса крутятся с разной скоростью, но при наезде на кочку эта же особенность лишает машину хода. На внедорожниках для борьбы с этой проблемой устанавливают дифференциалы с возможностью механической или электрической блокировки, а на кроссоверах, в том числе паркетных, для этого используют различные электронные системы. Такие системы определяют слишком быстро вращающееся колесо и принудительно снижают скорость его вращения с помощью штатной тормозной системы. В результате дифференциал равномерно распределяет энергию и крутящий момент мотора и машина может продолжать движение. Проблема в том, что такие системы устанавливают лишь на полноприводных версиях и, они сильно увеличивают стоимость машины, да и надежность таких систем оставляет желать лучшего.
Еще одна проблема жесткой подвески – сильная нагрузка на амортизаторы и сайлентблоки. Пока машина ездит по хорошим дорогам, снижения ресурса происходит достаточно медленно, поэтому сайлентблоков хватает на 150–250 тысяч километров. Поэтому на одних и тех же машинах пробег подвески в Европе может достигать 300 тысяч километров, а в России с трудом дотягивает до 100 тысяч километров, да и то, лишь в крупных городах с хорошими дорогами. Поэтому при разработке, ремонте или тюнинге машины приходится учитывать, в каких условиях ей придется ездить. Если машина будет ездить и поворачивать на больших скоростях, то необходимо опускать центр тяжести и увеличивать жесткость подвески, жертвуя проходимостью на плохих дорогах. Если же машине придется часто выезжать на бездорожье, придется делать подвеску мягче, жертвуя максимальной скоростью прохождения поворота.