В первой части этой серии статей мы рассматривали четыре простых способа улучшить управляемость вашего авто. Они объясняли использование настроек подвески, ныне доступных практически для любого автомобиля. В этот раз изучению подвергнем более ухищренные способы.

5. Шаг Пятый: добавляем отрицательный угол развала.

Если вы довольно активно водите автомобиль, то замечали, что наружная часть протектора стирается гораздо сильнее всех остальных — это значит что шина не использует пятно контакта достаточно эффективно.

Дело в том, что в повороте, уже накрененный автомобиль, еще сильнее подламывает и без того нагруженную боковину покрышки. О крене мы говорили в первой статье. Простейший способ его уменьшить -это установить более жесткие пружины или стабилизаторы поперечной устойчивости.

Но, как бы то ни было, основной способ заставить работать всю ширину покрышки равномерно — это увеличить угол развала, вернее, увезти его 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», то развал отрицательный.

Но необходимо не переусердствовать — слишком большой угол 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, то шины непременно будут проскальзывать.

3. Усилится тенденция к чрезмерному «повторению» неровностей дороги — каждая кочка будет «сбивать» машину с прямолинейного движения. Тоже самое и с колейностью

4. При неправильно выставленном схождение, развал быстрее изнашивает резину.

Конструкция подвески тоже важна при регулировке развала. Подвескам типа McPherson нужен более отрицательный развала, так как при крене такая конструкцию стремится к положительному значению угла. Двухрычажным или многорычажным же чаще большой угол развала не требуется — жесткой связи статичного и динамического угла развала у таких подвесок нет. Больший отрицательный угол будет так же оправдан на автомобилях с мягкой подвеской из за больших кренов.

Как это ни удивительно базовые настройки почти для всех автомобилей сходящих с конвейера 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, в котором можно менять настройки, настолько мал, что добиться необходимых значений не представляется возможным. Лучший способ регулировки развала на подвесках McPherson — установка верхних опорных элементов подвески с изменяемым углом крепления штока амортизатора, в простонародье camber plates (регулируемые опоры). На таких опорах точка крепления меняется и фиксируется в пределах прямоугольного паза.

Второй способ более дешевый, но от того 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 опоры 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 и ослабевают, так что под сильной нагрузкой, в повороте, например, установленный угол развала может «уплыть».

Некоторые автомобили с многорычажными подвесками или с двойными А-образными рычагами имеют подвижные шаровые опоры для коррекции развала. Но, к счастью, те автомобили, у которых такая регулировка отсутствует, можно оснастить таковыми благодаря разработчикам тюнинг деталей.

Оптимизируя углы для конкретной машины, можно получить больше сцепления с покрытием, чем устанавливая всякое дорогостоящее подвесочное железо.

6. Шаг шестой: Регулировка схождения.

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 дальнейшем сократим как «расхождение»). В случае, когда колеса направлены точно параллельно друг другу, то схождение нулевое.

Больший эффект от регулировок схождения можно заметить в фазе входа в поворот — критический момент, когда 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 напористо пилот сможет начать ускоряться на выходе из поворота.

Ниже представлены возможные варианты настройки схождения и конкретный эффект от проделанного. Так же вариации с разумной настройкой и когда настройщик излишне увлекся, сделав большие углы:

1) Расхождение передних колес ( \—/ )

Правильно(оптимальный угол): 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 неровное полотно трассы, ощутимая недостаточная поворачиваемость.

2) Схождение передних колес ( /—\ )

Правильно: В основном делает машину более стабильной.

Неправильно: Рыскание при торможении, сопротивление входу в поворот (недостаточная поворачиваемость) переходящее в быстрое смещение к центру поворота.

3) Заднее расхождение ( \—/ )

Правильно: Легкое управление направлением движения в средней части поворота, меньшая загрузка передних шин.

Неправильно: Сверхвысокая чувствительность на работу газом для RWD автомобилей, сильная тенденция к заносу. Может быть полезной на дрифтовых автомобилях. Так же склонность к заносу при трейлбрэйкинге (торможение при входе в поворот)

4) Заднее схождение (/—\)

Правильно: Легко контролируемая избыточная поворачиваемость на заднеприводного авто.

Неправильно: Недостаточная поворачиваемость на входе и в середине поворота

Регулировка схождения передних колес доступна на любом автомобиле, при помощи регулировки рулевых наконечников. Для некоторых многорычажек доступна регулировка углов и на задней оси. А вот автомобили с цельным мостом такой радости лишены. На переднеприводной машине со скручиваемой балку на задней оси, возможно отрегулировать схождение и развал только изощренными методами (например, установка развальных пластин).

7. Шаг Седьмой: Увеличиваем жесткость кузова.

Мягкий кузов не даст подвеске сохранять шины в постоянном контакте с дорогой и, кроме того, уменьшит влияние всех доработок и настроек. Нет необходимости сразу ставить каркас безопасности, для начала просто купите и установите распорки. Жесткость кузова — это единственный вид тюнинга шасси, которого не бывает много. Чем жестче вы сделаете кузов, тем эффективнее будет любое дальнейшее вмешательство в подвеску, а так же более четкий 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 «тяжелым».

Если рассматривать эффект кастера, то можно наблюдать так называемый эффект Kingpin Inclination Angle. Это U-образный путь который проходит колесо, составляемый общей геометрией подвески, плечом обкатки, углами развала и схождения.

Если взглянуть на автомобиль анфас, 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. Чтобы понять это, нужно просто взглянуть 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) создает 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 вращения самого руля. Водитель чувствует этот эффект как стабильность и возвращающее усилие.

К сожалению, этот виртуальный рычаг очень чувствителен к другим сторонним силам. Например, если управляемые колеса еще являются и ведущими — чем длиннее этот рычаг, тем больше будет дергаться руль и тем труднее будет контролировать авто. Именно поэтому у машин с приводом на переднюю ось (и полноприводных автомобилей) 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 во время поворота. 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 — цель подвесочных инженеров. Балансируя двумя этими величинами они стараются добиться идеальной комбинации между стабильностью и ощущениями при управлении, где идеалом было бы полное совпадение оси поворота колеса с перпендикуляром проходящим сквозь колесо сверху-вниз и центром пятна контакта, как на мотоцикле или велосипеде, что сделать довольно сложно и дорого. Этого удалось добиться, например, на Renault Megane RS и Ford Focus RS. В Форде схема реализована настолько филигранно, что позволяет в полной мере использовать все 300 лошадиных сил на переднем приводе. Когда как ранее считалось, что 200 сил для такого типа привода — максимально разумный предел, дальше которого начинаются проблемы как с управляемостью, так и с самой реализацией мощности и момента.

Кастер регулируется обычно регулируемыми тягами подвески, самим положением рычагов или верхним опорами стоек, подобных тем, что мы рассматривали в пятом шаге.

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, сделает вход в поворот быстрее, но в то же время на выходе вас резко поменяет управляемость на недостаточную. Так же слишком большой кастер увеличит влияние крутящего момента приводимых колес на передне и полноприводных автомобилях, где результатом будет, опять же, недостаточная управляемость.

В первых двух частях мы охватили простые способы тюнинга подвески. Настало время погрузиться глубже. Внесение изменений на данном уровне это то, чем всю свою жизнь занимаются инженеры-подвесочники. Но такой тюнинг не чужд и для обычных энтузиастов-тюнеров, ибо рынок афтермаркет запчастей позволяет

Центр вращения (roll center).

Центр вращения это виртуальная точка в пространстве, вокруг которой автомобиль, подверженный боковым ускорениям, вращается. Местоположение центра определяет то, как машина управляется и в зависимости от его расположения будут определяться шаги дальнейшего тюнинга.

Дабы найти центры вращения нужно определить «непосредственные центры» (instant center) левой и правой частей передней и задней подвесок. Непосредственный центр — это точка в пространстве, вокруг которой вращаются соединения подвесок. Определение местонахождения этой точки заключается в измерении элементов подвески, расположения точек крепления элементов друг к другу и к кузову, а затем перенос этих значений на схематичный чертеж.

Чтобы найти непосредственный центр вращения на машине с двухрычажной схемой подвески, нужно провести линии от шарового соединения с поворотным кулаком (ступичной частью) до точки соединения рычагов с кузовом и продолжить их к центру авто до тех пор пока две линии (от верхнего и нижнего рычагов) не пересекутся. Пересечение и будет непосредственной точкой подвески.

Теперь нужно провести линии от точек соприкосновения колес с дорогой через непосредственные точки вращения с обеих сторон машины. В пересечении этих линий и будет центр вращения.

В случае с подвеской типа макферсон требуется, чтобы рулевая тяга располагалась параллельно нижнему рычагу подвески, имела место крепления к рулевой рейке на той же линии, что и нижний рычаг к подрамнику и чтобы длина рычага и тяги совпадала.(см. иллюстрацию).

Расположение центра вращения влияет на многие аспекты управляемости авто — обратная связь, углы крена, «держак» и общий баланс автомобиля.

Центр масс (центр гравитации) для каждой машины индивидуален, зависит от базы, колеи автомобиля, геометрические размеры, распределения нагрузки на каждую ось и колесо. Измерения и данные помогут определить расположение центра гравитации.

Думается, мало у кого есть возможность точно определить месторасположение центра масс, потому что это требует сложных вычислений, особых инструментов и условий, поэтому обычно за центр масс передней оси на машинах с расположением двигателя спереди принимается точка на уровне коленвала, адля задней оси центр масс будет на уровне пола багажника.

Расстояние от центра масс до центра вращения называется парой вращения. Пара вращения -это образный рычаг на который действуют центробежные силы заставляя кузов крениться вокруг точки вращения.

Чем длиннее рычаг пары вращения, тем больше веса перераспределяется на наружные к повороту колеса. Длинная пара вращения делает реакции автомобиля более задумчивым на действия рулем. Перераспределение веса в случае с длинной парой вращения сильно разгружает внутреннее к повороту колесо, тем самым уменьшается уровень максимально возможного сцепления с полотном.

Частой ошибкой при занижении является слишком сильное понижение центра вращения относительно центра масс. Это удлиняет пару вращения и может свести эффект от уменьшения перераспределения веса на нет. Слишком длинная пара вращения, появившаяся из-за чересчур низкой посадки потребует и более жесткой подвески, дабы адекватно справляться с кренами, А как мы знаем слишком жесткая подвеска не будет поглощать неровности на дороге, а от того имеет большую склонность к потере контакта с полотном.

Для большинства автомобилей идеальным расположением центра вращения будет 5-12 см от земли для передней подвески и от 10-25 см для задней. Когда центр вращения задней части выше чем передней, то больше веса перемещается на переднюю ось. На большинстве гоночных автомобилей такой прием позволяет получить немного недостаточную управляемость на высокой скорости и избыточную на малой.

Расположение центров масс и центров вращения могут определить склонность машины к тем или иным повадкам. Если передние и задние центры вращения известны, то можно провести линию между ними получив продольную ось вращения -ось вокруг которой вращается (кренится) кузов.Соединив таким же образом центры масс получим ось масс, что звучит странновато и конкретного термина для этой оси нет, поэтому назовем ее Mike-осью.

Когда оси вращения и Mike-оси определены, то угол между ними поможет определить тенденцию управляемости автомобиля.

Если смотреть сбоку автомобиля и представить, что расстояние от оси вращения до оси Mike спереди машины больше, чем сзади, то такая машина будет тяготеть к недостаточной управляемости из-за большего распределения веса на внешние колеса передней оси. Такую черту яро демонстрируют переднеприводные авто или с другим типом привода, но имеющие тяжелый двигатель спереди. А если расстояние между осями будет больше в задней части, то машина обретет тенденцию к избыточной управляемости.

Переднемоторные заднеприводные машины будут иметь ось Mike с небольшим наклоном к переду, а переднеприводные наоборот восходящую к передней части. А вот на машины с задним расположением двигателя эта ось будет с наклоном на «морду», но под большем углом, чем у FWD машин. Теперь должно стать понятно почему машины с тяжелым передком тяготеют к недостаточной поворачиваемости, а с заднемоторной компоновкой к избыточной.

Центры вращения можно изменить практически на любом автомобиле при помощи специальных регулируемых рычагов, с изменяемыми точками крепления. Искать их следует в каталогах афтермаркет запчастей, либо делать на заказ.

Запомните: Занижение автомобиля — эффективное средство для уменьшения пары вращения и перераспределения веса, главное запомнить при этом, что слишком сильное занижение принесет больше проблем чем решит.

Bump Steer.

Помните, мы как-то говорили о Bump steer — эффект подруливания во время хода подвески, при котором руль остается наподвижным. В этот раз мы разберем его подробнее.

Чтобы вылечить сей негативный эффект на двухрычажных подвесках необходимо чтобы рулевые тяги находились между двумя вертикальными осями проведенными через шаровые опоры рычагов и точки крепления рычагов к кузову, а так же чтобы ось рулевой тяги была направлена в непосредственный центр вращения, о котором говорили в начале.

В случае с подвеской типа макферсон требуется чтобы рулевая тяга располагалась в точном соответствии с нижним рычагом подвески, то есть на одной линии и имела место крепления в той же точке и чтобы длина рычага и тяги совпадала.(см. иллюстрацию).

Увы, большинство машин, сходящих с конвейеров, имеют не оптимальное расположение рулевых тяг и рычагов, что обусловлено конструктивными особенностями. Занижение, в данном случае, может только обострить проблему.

Что можно предпринять для лечения bump-эффекта? Для многих машин существуют афтермаркет-детали для переноса точек крепления рулевого механизма, тяг и наконечников (bump steer reduction kits). Наконечники и тяги с шаровыми соединениями с регулируемой длиной или проставками могут быть настроены и перенесены так, чтобы уменьшить «бамп». И опять же, если таковых не существует, то всегда можно изготовить подобные запчасти на заказ.

Изучая какие изменения в геометрии подвески дают тот или иной эффект, вы можете настроить и приспособить автомобиль к различным условиям, заставить машину ехать так, как вам хочется. Понимание нюансов настройки и умение правильно подготовить автомобиль — сильный инструмент в выжимании из машины максимально возможных качеств и характеристик.

Если вы гонщик, кроссовик, дрифтер или просто хотите получать удовольствие от вождения — этот инструмент даст вам неоспоримое преимущество.