Как улучшить управляемость ? Часть 1
Тюнинг подвески — целое искусство, темный лес для многих. В то время, когда большинство поглощены наращиванием лошадиных сил, управляемость традиционно остается на заднем плане. В любом случае те, кто мало-мальски вникает в суть любой быстрой, хорошо технически продуманной гражданской машины, знает, что настройка подвески имеет ценность ничуть не меньшую, чем увеличения поголовья лошадей под капотом.
С ростом популярности дрифтинга, time attack и всевозможных трек-дней, тюнинг и настройка подвески становится более важным для тех кто ранее тратил свои кровные в расчете на улучшение показателей динамики.
Найти спецов, которые смогут увеличить мощность — проще простого. Гораздо сложнее найти гуру что заставят вашу машину хорошо проходить повороты. Решение? Сделайте себя гуру! Если ваши интересы больше, чем просто давить педаль в пол на дамбе у местной водокачки, то самое время приниматься за работу. В серии этих статей мы раскроем тайны управляемости автомобиля вцелом. А начнем с четырех фундаментальных первых шагов.
1. Шаг первый. «Липкие» шины…
Шины — самый эффективный способ найти объект нашего вожделения, т.е. силу сцепления. Установив комплект шин с улучшенными характеристиками, вы проделаете самый огромный шаг к улучшению поворачиваемости. Другими словами необходимо установить максимально широкие и большие шины из тех что вместятся в колесные арки без каких либо доработок. Не менее важно здесь склонить выбор шин в сторону класса UHP (Ultra High Performance)
Список шин данного класса можно растянуть на много километров. Но в нашу страну поставляется не все, так что придется потратить немного времени на поиски.
Bridgestone Potenza re001,
Все эти шины предназначены для уличного использования, дорог общего назначения. Если же вы ставите акцент на чисто трековую езду или автослаломы имеет смысл обзавестись шинами, которые допускаются как для соревнований так и для уличного использования. Некоторые из них:
У шин подобного класса есть и минусы. Во-первых, цена. Во-вторых, износ у таких покрышек очень высок. А в третьих, количество циклов разогрева состава резины для получения номинального уровня сцепления ограничено. То есть жизнь их может закончиться вовсе не износом до метки, а разрушением самой структуры. Кстати, многие из таких шин не годятся для езды в дождь или пасмурную погоду.
В основном практически в любой автомобиль можно установить шины на два размера больше чем стоковые. К примеру, машина с завода оснащенная колесами размерностью 185/70R15 на диске шириной 5″ обычно без проблем позволяет разместить в арках 205/50R15 на диске шириной 7″. Установка шин на диск рекомендованной ширины тоже имеет большое значение.
Увеличение посадочного размера шины и уменьшение высоты профиля -вещь хорошая. Низкопрофильные шины имеют боле жесткие боковины, что улучшает отзывчивость на движение руля и позволяет сохранить пятно контакта с покрытием. Как бы то ни было, с фанатизмом к снижению высоты профиля относиться нельзя.
Сверхнизкопрофильные шины более чувствительны к изменениям вносимым в подвеску и углам развала. Жесткие боковины и абсолютно плоский протектор не так хорошо прилегают к полотну. Это делает сверхнизкопрофильные шины чувствительными к ударам, толчкам, так как низкой боковине просто некуда сжиматься, поглощая мелочь на дороге. Импульсы при езде по грубым покрытиям вызовут постоянное соскальзывание и подпрыгивания, потерю сцепления. Так же большие размеры колес и шин увеличивают неподрессореные массы.
Например, многие энтузиасты устанавливают на свои компактные хетчи колеса дюймов этак на 17, да еще и резину на них напяливают с профилем 40. Выглядит несомненно круто, но вес и размер совсем не способствует быстрой езде. Огромные колеса еще и увеличивают передаточное отношение. Их большой вес увеличивает эффект маховика, уменьшая показатели разгона и чрезмерно нагружает тормоза. Хардкорные пилоты, использующие в качестве болидов точно такие же машины, предпочитают легковесные 15 дюймовые колеса с шинами от 195 до 225/50.
Само собой чтобы добиться нормальной работы подвески необходимо максимально снижать неподрессоренные массы, в которые в том числе входят и рычаги подвески, тормоза, половина амортизатора. Сделаете это и работа амортизаторов станет гораздо эффективней, колеса всегда будут иметь контакт с полотном.
Будьте внимательны при выборы колесных дисков, чем они легче -тем проще разгоняться и тормозить. Они так же способны серьезно снизить неподрессоренные массы.
Легким весом способны похвастаться кованые диски, а так же диски исполненные по технологии MAT(most advanced technology) -у таких колес обод прочнее чем центральная часть, благодаря хитрому центробежному литью. Такие производят к примеру Enkei и Kosei. Остерегайтесь дешевых легкосплавных дисков. Частенько они не выдерживают даже наезды на ямы, а чего уж говорить об атаке поребриков.
2. Шаг второй. Уменьшение продольных и поперечных кренов.
Самая важная из элементарных подвесочных доработок это уменьшение диапазонов крена кузова. Крен во время поворота, клевки при торможении и «козление» при разгоне создают проблемы для водителя. В опровержение популярного мнения, крен не загружает внешние к повороту колеса. Он ухудшает управляемость ослабляя реакцию шасси на поворот руля, торможение и разгон -все критически важные действия для контроля автомобиля.
Гляньте как проходит поворот формула: она «облизывает» поворот и молниеносно выходит из него и все это без каких либо кренов. А теперь гляньте на какое-нибудь местячковое соревнование в классе стандартных автомобилей: машины раскачиваются, скользят, беспрестанно пищат шинами и, конечно же, сильно кренятся.
Вот здесь-то и таится вся проблема.
Чрезмерные движения кузова таят в себе кучу побочных эффектов. Раскачивания и крены кузова перегружают шины, а сильная перегрузка моментально перерастает в потерю сцепления. Результат? Возможно домой вы поедете на эвакуаторе.
Чрезмерные ходы подвески могут так же привести к другой проблеме. Большинство стоковых автомобилей имеют компромиссную геометрию подвесок и проблемы возникают тот момент, когда ходы подвесок выходят за рамки разумного. Первое, что может произойти — развал колес этот момент будет стремится к положительному. Это больше всего ощутимо в подвесках типа McPherson, там угол развала изначально статичен и развал меняется вместе с креном кузова. А вот в многорычажке этот эффект не так силен. Такое стечение обстоятельств, как крен и ограниченные возможности геометрии подвески, заставляет шины вставать на внешний край, вследствие чего уменьшается пятно контакта и теряется сцепление.
Еще один неприятный эффект — это так называемый «bump steer», когда связанные элементы подвески находятся под разными «гуляющими» углами по отношению друг к другу во время их движения (динамическое изменение углов). Как результат, руль может оставаться неподвижным, но колеса будут петь свою песню благодаря раскачке. Водитель же чувствует подобные перемещения как нестабильность шасси в общем.
Теперь, когда нам известно что движения кузова -это не есть хорошо, будем разбирать как уменьшить паразитный эффект. Первое, что потребуется сделать -увеличить жесткость пружин. Более жесткие пружины будут эффективно сопротивляться продольным и поперечным раскачкам, задираниям и комбинациям этих сил.
Конечно у более жестких пружин и большее усилие на распрямление после сжатия. Чтобы после их установки машина не прыгала как козлик, нужны амортизаторы с увеличенными силами сопротивления. Амортизаторы никак не влияют на углы кренов, но влияют на то, как подвеска будет реагировать на качество покрытия и движения рулем. Амортизаторы с увеличенным усилием отбоя предотвратят раскачку и «полеты» над волнами и неровностями. Большее усилие амортизатора так же улучшает отклики автомобиля на руление. Слишком большое усилие отбоя может не давать подвеске принимать исходное положение, она не будет успевать распускаться и станет прижиматься все сильнее и сильнее, что лишит ее хода вообще.
Другой способ уменьшить крен кузова в повороте -это установка увеличенных стабилизаторов поперечной устойчивости -торсионов, образно соединяющих левое и праве колесо. Они никак не действуют, до того момента, когда вы начинаете поворачивать. Как только появляется крен -стабилизатор начинает скручиваться, сопротивлясь крену. Стабилизаторы влияют на управляемость не так как пружины, они не участвуют в работе когда машина клюет носом или задирает его. Обычно демпфирование сил стабилизатора не требуется, поэтому при увеличении диаметра стабилизатора изменять характеристики амортизаторов тоже не нужно.
Ужесточение подвески несомненно ухудшит плавность хода, и довольно просто увлечься и сделать машину слишком жесткой и подвеска вместо того чтобы обрабатывать выступы и кочки, а так же сохранять максимальное сцепление начинает просто «прыгать» в поворотах.
3. Шаг третий. Баланс шасси.
Теперь, когда вы уменьшили крены и улучшили отзывчивость управления, можем заняться более продвинутыми вещами. Цель для большинства из нас -получить нейтральную поворачиваемость. Нейтральный баланс — это когда все четыре колеса скользят в равной степени на протяжении всего поворота — самый быстрый способ прохождения в большинстве случаев. Может показаться выдумкой, но большинство дрифтеров используют настройки с нейтральной поворачиваемостью для того чтобы шире использовать разнообразные методы контроля над машиной в заносе.
К сожалению, большинство авто имеют склонность к недостаточной поворачиваемости (understeer), когда на пределе передние шины начинают проскальзывать первыми. Заводы настраивают так подвеску намеренно, так как недостаточная управляемость проще и безопаснее для начинающих и среднестатистических водителей. Все это самый медленный и скучный способ пройти поворот. Вывод? Understeer sucks.
Но если переусердствовать в борьбе с андертиром, то можно спровоцировать оверстир, т.е. избыточную управляемость. Она появляется, когда на пределе задние шины начинают скользить быстрее, чем передние.
Как же нам настроить баланс автомобиля? Ответ есть -регулирование углов увода! Что это? Угол увода -это разница между тем вектором куда шина направлена и тем куда она на самом деле двигается, то есть если посмотреть сверху на колесо во время поворота, колесо будет направлен в одну сторону, а покрышка будет как бы немного «не догонять» (не путайте увод с подламыванием). Когда этот угол слишком велик, шина начинает скользить.
Главная сила определяющая величину угла увода -это уровень загрузки каждого из колес во время поворота. Чем больше загружено колесо, тем больше работы на него приходится и больше будут углы увода. Переднеприводники с тяжелой передней частью сильно давят на передние шины, что вызывает больший угол увода, чем у задних. Передние шины в какой-то момент первыми перескакивают планку максимального угла увода и начинают скользить, а как следствие вызывают недостаточную поворачиваемость. Заднемоторные машины (а-ля porsche 911) имеют большее распределение веса назад, поэтому первыми максимального угла увода достигают задние шины, такие машины имеют тенденцию к избыточной поворачиваемости. Среднемоторные же авто практически поровну разделяют загрузку между передней и задней осью. Это проявляется ввиде нейтрального поведения на дороге.
Правильно играя загрузкой шин и углами увода, контролируя перераспределение веса достигается баланс шасси. Перераспределением веса и загрузкой шин в повороте многие естественные тенденции в управляемости вашего авто можно кардинально изменить. Возможно ли привить тяжелоносому переднеприводнику избыточную поворачиваемость? Да легко! Поглядите на самые удачные образцы переднеприводных гоночных машин — у них просто сумасшедший oversteer!
Изменяя жесткость пружин, стабилизаторов, давление в шинах, а так же характеристики амортизаторов мы можем менять характер автомобиля. Первое что должен испробовать тюнер — это увеличить давление в шинах. Чем больше шина накачана, тем меньший угол увода она может производить. Например, если автомобилю с приводом на переднюю ось немного увеличить давление на передней оси, а на задней наоборот уменьшите, то это даст результат ввиде меньшего угла увода на передних шинах и большего на задних. Только лишь эта простейшая манипуляция позволит уменьшить недостаточную поворачиваемость.
Изменение жесткости пружин и стабилизаторов имеет еще большее влияние. Используя более жесткие пружины или стабилизаторы на одной из осей спровоцирует большее перераспределение веса на внешнее колесо этой оси в повороте. Более мягкая ось будет сжиматься, а значит более жесткие пружины всей системы будут сопротивляться сжатию, передавая больший вес на шину заставляя ее работать при большем угле увода. Самый эффективный способ избавиться от недостаточной поворачиваемости на переднеприводном авто — установить более жесткий задний стабилизатор поперечной устойчивости. Так же наоборот, чтобы приручить врожденную избыточную, можно сделать переднюю подвеску жестче, а так же увеличить давление в задних шинах.
Амортизаторы могут улучшить отклик и помочь в работе над балансированием шасси. Мягкие амортизаторы позволят весу достичь пятна контакта быстрее. Жесткие же могут задержать немного этот процесс. Так амортизаторы влияют на то, как машина себя будет вести на входе и на выходе из поворота. С хорошо настроенными амортизаторами машине повороты даются легко, плавно. Если же амортизаторы настроены слишком жестко, то уже во время поворота баланс может измениться в совсем неожиданную сторону, так как жесткое демпфирование сильно замедляет перераспределение веса.
В достижении баланса шасси многое может решить ширина покрышек — достаточно установить более широкие шины на ось которой не хватает сцепления. Заднемоторные Порше оснащаются задними шинами гораздо шире передних, это помогает предупредить избыточную поворачиваемость. Мощные заднеприводники тоже часто оснащены более широкими задними покрышками, а пилоты, управляющие хот-хетчами обычно ставят более широкие шины вперед, чтобы получить больше сцепления передней оси.
Идеалом служит автомобиль, который уходя за грань сцепления начинает скользить всеми четырьмя колесами.
4. Шаг четвертый. Уменьшение перераспределения веса.
Перераспределение веса -это движение веса от внутренних колес к внешним во время поворота. Чрезмерное поперечное распределение веса вредит управляемости, так как само по себе спровоцировано центростремительными силами действующими на центр тяжести всего шасси.
Вопреки популярному мнению, отсутствие крена не является свидетельством малого перераспределения веса. Даже при сильных кренах отношение угла крена к перераспределению веса довольно мало. Поэтому понижение центра тяжести автомобиля и расширение колеи уменьшит перераспределение веса гораздо эффективнее чем наши старания уменьшить крены при помощи жестких пружин и стабилизаторов.
Проще всего получить занижение при помощи укороченных пружин. Самый разумный способ достичь нормальной работы подвески с такимим пружинами -это использовать амортизаторы с укороченными штоками. Это позволить сохранить эффективные ходы подвески при занижении, близкие к изначальным. Слишком сильным занижением можно ненароком изменить геометрию подвески, может появиться положительный развал и «bump steer» (динамическое изменение углов подвески), о которых мы уже говорили. Так что увлекаться, как всегда, не стоит.
Теперь о увеличении колеи. Самый разумный способ — использование широких колесных дисков и покрышек, это так же увеличит и пятно контакта, само собой. Так же можно попробовать установить колесные проставки (spacers, спейсеры) или диски с большим вылетом. Вот только вместе с такими доработками увеличивается и радиус обкатки колеса — расстояние от оси поворота колеса до центра шины. Увеличение этого параметра негативно сказывается на рулевом управлении, приходится применять больше силы для поворота рулевого колеса, сильнее чувствуются «помехи», действующие на колеса, например, такие как неровности на дороге. Руль постоянно дергается, и хочет вырваться из рук, что требует большей концентрации от водителя.
Чтобы минимизировать эффект, важно стараться увеличивать ширину колеса по направлению внутрь колесной арки. То есть подбирать колеса с правильным вылетом. Таким образом вы, во-первых, увеличите пятно контакта шины с дорогой, а во-вторых, увеличите колею, а так же останетесь в пределах заводского радиуса обкатки колеса.
Увеличение колеи так же имеет влияние и на ходы подвески по принципу рычага. Чем больше колея, тем более жесткие пружины и стабилизаторы могут понадобиться дабы сохранить ходы.
Ну, и наконец, больший вылет колеса сильно нагружает ступичные подшипники, рулевые наконечники, шаровые опоры и другие элементы подвески. Если неверно подобрать вылет, менять эти детали придется очень часто. Отсюда вывод: не стоит увлекаться положительным вылетом колеса, всегда лучше будет просто максимально увеличить ширину диска и шин по направлению внутрь колесной арки.
Старайтесь увеличить колею и уменьшить клиренс на той оси, которая скользит в повороте первой. FWD с недостаточной поворачиваемостью стоит занизить именно спереди и увеличить колею передней оси. Мощным RWD, естественно, лучше иметь более широкую колею сзади.
Такие простые переделки помогут снизить перераспределение веса в обоих случаях.
Источник