Как различные типы шин влияют на поведение автомобиля?
Существует три основных типа шин — летние всесезонные и зимние — и у каждого типа есть свои сильные и слабые стороны.
- Летние шины предназначены для теплой погоды и обеспечивают наилучшее сцепление и управляемость, но они быстро изнашиваются и плохо работают в холодную или влажную погоду.
- Всесезонные шины представляют собой компромисс между летними и зимними шинами, обеспечивающими хорошие характеристики в различных условиях, но они могут не преуспеть ни в одной конкретной области.
- Зимние шины предназначены для использования в холодную погоду и обеспечивают наилучшее сцепление на снегу и обледенелых дорогах, но они могут быть менее эффективными в теплую погоду.
shutterstock
Какие детали бывают в подвеске автомобиля
Про амортизаторы и пружины мы уже рассказывали в отдельных материалах, поэтому в списке их не будет. Поговорим об остальных деталях.
Подрамник — основа конструкции независимой подвески, самая большая и тяжелая деталь. К подрамнику крепятся рычаги, кулаки и различные опоры. Также на нем расположена рулевая рейка и стабилизатор.
Балка — основа конструкции зависимой подвески. К ней крепятся тормозные механизмы, амортизаторы и ступицы колес. Если у автомобиля привод на эту ось, то вместо балки будет мост.
Поворотный кулак — деталь сложной формы, к которой крепится ступица колеса, а также рычаги подвески. На поворотный кулак устанавливаются также тормозные суппорты, а рулевые наконечники тянут за эту деталь и обеспечивают поворот колес автомобиля.
Рычаги. Главная связующая деталь в подвеске. Они отвечают за направление движение колеса и задают его траекторию.
Рычаги делают из железа или алюминия. Алюминиевые легче, но менее надежны — в них легко сорвать резьбу, а еще они ломаются при сильном ударе. Железный рычаг в таком случае, скорее всего, погнется.
Шаровые опоры — металлические шарниры в специальной резиновой обойме. С их помощью соединяют некоторые элементы подвески. Например, рычаги с подрамником или рычаги с поворотным кулаком.
Когда автомобиль проезжает неровности, колесо перемещается относительно кузова вверх или вниз. Благодаря шаровым опорам оно может ограниченно перемещаться в вертикальной плоскости и почти не меняет своего положения в горизонтальной — по крайней мере относительно других деталей подвески.
Шаровые опоры используют не только в рычагах: они также установлены в рулевых наконечниках и в стойках стабилизатора. Фото: 1989studio / Shutterstock
Сайлентблоки — упругие шарниры. Они нужны, чтобы гасить удары и вибрации. Если собрать всю подвеску на шаровых опорах, то управляемость будет прекрасна, но о комфорте придется забыть. Эту проблему решают сайлентблоки.
Конструктивно это два металлических цилиндра и связующий упругий материал между ними — резина или полиуретан. Сайлентблок ставится в местах соединений рычагов с другими элементами подвески там, где нужно ограниченное движение в трех плоскостях.
Сайлентблок может меняться отдельно от рычага или только вместе с ним, тогда ремонт будет значительно дороже. Фото: Tatiana_Khlopkova / Shutterstock
Стабилизаторы поперечной устойчивости работают на скручивание, почти как торсион. Но торсион работает всегда, вместо пружины, а стабилизатор — только когда появляется разность между высотой колес на одной оси. Если на препятствие наезжает только одно колесо, стабилизаторы будут скручиваться, чтобы выровнять кузов. С ними машина меньше кренится, водителя и пассажиров меньше кидает в стороны, управлять ей комфортнее.
В очень редких случаях стабилизатора на одной из осей может вообще не быть, но это больше характерно для зависимых подвесок.
Конструктивно это железный пруток сложной формы толщиной около 20 мм. В современных автомобилях высокого класса стабилизатор может быть активным и управляться электроникой — его жесткость не постоянна. При проезде неровностей стабилизатор мягче, а в поворотах, наоборот, становится более жестким. Это позитивно влияет и на комфорт, и на управляемость.
У стабилизатора обычно 4 точки опоры — две ближе к центру, через резиновые втулки, и две ближе к колесу, через шаровые опоры. Фото: RoClickMag / Shutterstock
Система курсовой устойчивости ESC
Современный темп жизни стимулирует разработчиков в сфере машиностроения к работе над улучшением показателя безопасности. Благодаря этому и появляются всяческие новинки вспомогательных систем, функциональная задача которых заключается в оказании помощи водителю во избежание опасности. Система курсовой устойчивости esc – достойный представитель этих систем.
Её название на автотранспорте различных марок отличается, однако, предназначение систем курсовой устойчивости одно.
Его смысл заключается в том, чтобы обеспечить транспортному средству сохранность выбранной линии при любых режимах езды: будь то разгон либо торможение, движение по прямой или в повороте.
Система курсовой устойчивости ESC
Наглядная иллюстрация работы
Механизм работы концепции курсовой устойчивости ESC может быть проиллюстрирована следующим вариантом: автомобиль входит в поворот на большой скорости, в какой-то миг на песочный участок дороги заносит одну сторону. В таких условиях сила сцепления с дорогой меняется молниеносно, а автомобиль подвергается к заносу или сносу. Именно в этот момент реагирует система курсовой устойчивости: предотвращает уход с траектории благодаря перераспределению крутящего момента между ведущими колесами. Отдельные случаи запускают процесс торможения колес. При условии оснащения транспортного средства активной системой рулевого управления, активируется процесс изменения угла поворота колес.
Принципиальные особенности системы
ESC системы курсовой устойчивости характеризуются непрерывной работой. Сам процесс протекает следующим образом: получение информации от датчиков, анализ действий водителя, вычисление желаемых параметров передвижения авто. К фактическим параметрам, информация о которых поступает от второй группы датчиков, сопоставляются полученные результаты. При несовпадении данных система ESC приравнивает ситуацию к неконтролируемой, и активизирует свою работу.
Типовые вариации стабилизации движения представлены в виде:
- торможения определенных колес;
- изменения крутящего момента мотора;
- изменения поворотного угла передних колес, если на авто имеются системные элементы активного рулевого управления;
- изменения показателя демпфирования амортизаторов, если на машине имеется адаптивная подвеска.
Способы изменения крутящего момента представлены:
- переменой позиции дроссельной заслонки;
- пропуском впрыска горючего или импульса зажигания;
- изменением угла опережения зажигания;
- деактивацией переключения передачи в АКПП;
- перераспределением крутящего момента на осях при полном приводе.
Дополнительные возможности
Система курсовой устойчивости рассматриваемого образца помимо основной функциональной задачи может выполнять и дополнительные:
- Внедорожники характеризуются высоким расположением центра тяжести, которое способствует к опрокидыванию при вхождении в поворот на высокой скорости. Система предотвращения опрокидывания под названием Roll Over Prevention (ROP) и была разработана специально для таких ситуаций.
- Система ESC выполнит функцию предотвращения столкновения если имеется адаптивный круиз-контроль. В реальных условиях сначала водителю подаются звуковые и визуальные сигналы, после их игнорирования срабатывает автоматическое нагнетание давления в тормозной системе.
- При выполнении системой функции стабилизации движения автомобиля предусматривается наличие тягово-сцепного устройства. Его работа заключается в предотвращении рыскания прицепа, реализация которого протекает за счет торможения колес и уменьшения крутящего момента двигателя.
- Функциональная задача повышения продуктивности тормозов при нагреве идеальна в условиях езды по серпантину. При нагреве тормозных колодок она способствует автоматическому повышению давления тормозной системы.
- С удалением влаги с тормозных дисков с легкостью справится система динамической стабилизации. Её запуск проводится на скорости выше 50 км/ч при включенных стеклоочистителях.
Можно ли защитить транспорт от аварий на дорогах
Рассмотрим ситуацию. Транспортное средство передвигается таким образом, что возле поворота не притормаживает и одна его часть оказывается на песке. Сцепление с дорожным покрытием существенно изменяется, и машину может занести. Дабы остаться в нужной траектории система динамической стабилизации старается быстро распределить обороты между всеми четырьмя колесами. Если же имеется активная связь, которая управляется при помощи руля, то она может притормозить колеса.
Датчики и их роль
В далеком 1995 году в некоторые модели автотранспортных средств была вставлена специальная и одновременно с этим уникальная составляющая, получившая название система курсовой устойчивости автомобиля. Следует учесть, что благодаря ее непрерывной и налаженной работе автомобиль постоянно находится под защитой. Информация поступает в специальные датчики, проводится параллельный анализ всех манипуляций и движений водителя и происходит вычисление необходимых параметров, которые помогут в управлении транспортным средством.
Если же система динамической стабилизации автомобиля внедрена на поездах, в оснащении которых присутствует тягово-сцепное устройство, то основная ее функция заключается в том, чтобы оберегать прицеп от несанкционированного и неожиданного раскрытия благодаря торможению колес. Кроме этого, следует также выделить и функцию,помогающую спокойно передвигаться по серпантину.
Работа тормозов в системе
Система курсовой устойчивости автомобиля заключается в увеличении эффективности тормозов в случае нагрева. Такое понятие ее работы очень просто и банально, так как подобное технологическое решение срабатывает в случае с тормозными колодками, которые нагреваются и как результат наблюдается увеличение давления в системе торможения. В конце хотелось бы отметить тот факт, что система курсовой стабилизации имеет свойство к автоматическому удалению влаги с тормозных дисков. Она начинает срабатывать, если транспортное средство передвигается со скоростью, превышающей 50 км/ч.Вся суть подобной системы сводится к тому, что на определенное время в тормозной системе наблюдается резкое увеличение давления, как следствие колодки начинают действовать несколько иначе, а именно прижимаются к дискам, которые отвечают за торможение. Последние начинают нагреваться, а жидкость, которая попала в них, испаряться.
Информационные блоки
Система курсовой устойчивости автомобиля зачастую может быть установлена на транспортные средства премиум-класса. К сожалению, дорогие модели автомобилей не могут похвастаться подобным, исключение разве что составляет Ford Focus II.
Система курсовой устойчивости, расположенная в транспортном средстве, имеет в своем составе специальные датчики, которые фиксируют положение руля, следят за углом скорости колес, отображают информацию, которая говорит о повороте автотранспорта.
С помощью этих миниатюрных устройств на специальных блоках происходит четкое отображение информации. Одновременно с этим подобные блоки начинают давать соответствующие команды, которые и выполняют устройства-исполнители, а именно: занимаются непосредственным переключением клапанов высокого давления в системе противобуксирного типа. Система динамической стабилизации автомобиля – потрясающая возможность уберечь себя и людей, которыми дорожите от всевозможных казусов и непредвиденных ситуаций на дороге.
Краткий обзор видов подвесок
Ассортимент зависимых подвесок включает пять конструктивных исполнений. Среди них различают:
- на поперечной рессоре,
- на продольных рессорах,
- с направляющими рычагами,
- с дышлом и типа «Де Дион».
Арсенал независимых подвесок намного шире. Сюда относятся такие системы, как: с качающимися полуосями, на продольных рычагах (пружинные и торсионные), на косых рычагах, на продольных и поперечных рычагах, на двойных продольных рычагах, на двойных поперечных рычагах (параллелограммная пружинная и торсионная), рессорные, пневматические и гидропневматические, «качающаяся свеча», «МакФерсон» и торсионно-рычажная с сопряженными рычагами.
Устройство торсионов
Классификация
Существует также еще несколько критериев классификации подвески по тем или иным признакам. Например, по конструкции связи колес с упругими элементами различаются: маятниковая, построенная на продольных рычагах, а так же подвеска с поперечными рычагами может быть одно-, двух- и многорычажной. Существует также телескопическая связь между колесами и упругими элементами.
Разновидности по управляемости
По управляемости подвеска бывает активная (управляемая) и неуправляемая (пассивная), а также полуактивная, с помощью которой допускается регулировать клиренс (дорожный) просвет. По способу соединения элементов подвески с рамой (кузовом) автомобиля различается жесткая и мягкая (упругая и эластичная), а также полужесткая (тракторная).
Применяемость инженерно-технологических решений
Следует отметить, что некоторые виды подвесок легковых машин уже не используются в связи с их несовершенством, а некоторые используются в очень крайних случаях. Трудно также отследить четкую закономерность применения автопроизводителями того или иного вида подвески в конструкции своих автомобилей. Возможно, определяющим фактором являются личные симпатии инженерного состава компании.
Устройство многорычажки Super Strut
Во всяком случае, если при изготовлении грузовых автомобилей преимущественно используется рессорная конструкция, то производители легковых автомобилей предлагают более разнообразные системы подвесок своих машин. В частности, в качестве передней подвески чаще всего используется однорычажная независимая конструкция на основе стойки МакФерсона или реже Super Strat. В конструкции задней подвески применяется независимая многорычажная или торсионная балка.
Как проверить
если услышали стук или посторонний металлический звук. Это нужно делать с определенной периодичностью. Потому что все детали, содержащие в своей конструкции резину, приходят в негодность. Резина имеет свой срок эксплуатации, по истечению которого, она теряет свои упругие свойства.
Первым делом проверяются сайлентблоки и втулки. Наличие на них трещин или разрывом потребует их замены. Частой причиной стука в подвеске является разрушение резино-металлических шарниров.
проводится при помощи монтировки. Проверяется наличие люфта пальца и корпуса. Исследуется защитный пыльник. На нём не должно быть трещин и разрывов.
На резиновых втулках проверяется люфт. Если он есть, значит они своё отслужили. Это может привести не только к появлению стука, но ухудшению управляемости автомобиля на дороге. Как говорят: «Машина стала расхлябанной».
ESP терминология и разночтения
Большинство автомобилистов перемешали аббревиатуры систем контроля и управления в одном котле, благодаря разным названиям одной и той же системы. Путаницу внесли сами производители. Ситуация с ESP — не исключение, и напоминает историю о креплении автомобильных дворников к поводкам, из которой сделали чуть ли не новую научную дисциплину.
Система курсовой стабилизации применяется на всех современных автомобилях, но каждый из производителей называет ее по-своему. ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC — все это разные аббревиатуры одной и той же системы — Electronic Stability Program.
Видеоролик о системе курсовой стабилизации ESP
https://youtube.com/watch?v=iVwzulgQxLA
Как бы ни называли систему производители, какие бы устройства ни участвовали в ее работе, прежде всего, она призвана помочь водителю сохранить контроль над управлением. Срыв автомобиля в занос может случиться по двум причинам — недостаточное тяговое усилие на ведущих колесах, или его избыток. Качество дорожного покрытия имеет второстепенное значение.
Что такое развал и схождение
Углы установки колёс (УУК) рассчитываются инженерами индивидуально для каждой модели автомобиля, чтобы обеспечить наилучшую управляемость и плавность хода. Колёса могут регулироваться в нескольких плоскостях.
Развал — это угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Говоря проще, именно развал определяет, наклонено ли колесо в какую-то сторону или стоит на дороге ровно. Наружу колесо отклоняется при положительном развале, а внутрь — при отрицательном.
Идеального развала не существует: для разных типов машин оптимальный развал колес отличается. Так, для гоночных автомобилей обычно выставляют отрицательный развал (добиваясь повышенной устойчивости при вхождении в повороты, правда, ценой быстрого износа протектора), а на тяжелых грузовиках — положительный развал, который после загрузки кузова за счет дополнительной массы становится нулевым.
При регулировке развала обычных легковых машин стремятся достичь нулевого положения — перпендикулярности колёс плоскости земли, без отклонений в стороны. Такая регулировка позволяет сбалансировать комфорт, управляемость и безопасность автомобиля, а также добиться минимального и равномерного износа покрышек.
Схождение — не менее важный параметр, который характеризует угол между плоскостью вращения колес и направлением движения. Иначе говоря, параллельность колес друг другу, если смотреть на них сверху. Колеса обладают положительным схождением, если повернуты внутрь. При развернутых наружу колесах схождение называют отрицательным (иногда встречается термин «расхождение»). Как и в случае с развалом, схождение называют нулевым, если плоскости колес параллельны.
Плюсом положительного схождения является повышенная стабильность на высоких скоростях, однако поворачиваемость автомобиля становится недостаточной (то есть машина неохотно входит в повороты, стремясь уйти с траектории наружу). Отрицательное схождение повышает отзывчивость колес на поворот руля, но усиливает рысканье машины.
Неправильное схождение колес сильно отражается на поведении автомобиля. Кроме неравномерного износа протектора, о сбитом схождении могут сигнализировать следующие признаки:
- увод автомобиля с прямой траектории (необходимо постоянно подруливать);
- нестабильное поведение при смене дорожного покрытия и на неровностях;
- рысканье при разгоне и торможении;
- сопротивление входу в поворот (недостаточная поворачиваемость).
Для регулировки схождения на обычном легковом автомобиле при стандартной городской эксплуатации следует руководствоваться рекомендациями производителя. Как правило, допустимым считается отклонение от продольной оси не более чем на 0°30′ (тридцать минут). Приведение колес к нулевому схождению позволит уверенно и безопасно управлять автомобилем в большинстве ситуаций.
Еще один важный параметр геометрии колёс — кастор (или кастер), угол между вертикалью и осью поворота колеса. Подавляющее большинство легковых автомобилей имеют положительный кастор, т. е. ось поворота наклонена назад. И наоборот, кастор является отрицательным, если ось поворота вынесена вперед относительно центра колеса. При совпадении оси поворота с вертикалью кастор называют нулевым.
Положительный кастор позволяет колёсам самостоятельно выравниваться на выходе из поворота при отпущенном руле, что повышает стабильность и безопасность движения. На серийных автомобилях изменение кастора зачастую не предусмотрено, поэтому на стенде «развала-схождения» его не регулируют.
Группы подвесных систем автомобилей
Практически, если принять за основу принцип работы подвески автомобиля, то практически все их можно разделить на две больших группы – зависимые и независимые. Зависимые подвески применялись еще во времена конных экипажей и дожили до наших дней.
Принципиальное отличие зависимой и независимой подвесной систем
Конструкция зависимой подвески
Такой тип конструкции предусматривает жесткую связь колес между собой, в результате все перемещения одного колеса влияют на другое.
Принципиальная схема задней зависимой подвески
Колеса всегда параллельны, на ровной дороге перпендикулярны ее поверхности. Соответственно, при наезде одного колеса на препятствие, другое также реагировало, теряя перпендикулярность к поверхности дороги.
Следует отметить, что такая конструкция применяется еще и сегодня, например, у легковых автомобилей, как правило, в качестве задней подвески. Правда, она постоянно совершенствуется и наиболее совершенная конструкция, к примеру, «Де Дион» на ровном покрытии не только не уступает, но и превосходит независимую подвеску.
Преимущество ее заключается, прежде всего, в том, что колея колес остается неизменной. Кроме того, колеса ведущего моста всегда остаются параллельными между собой (на мосте, который не является ведущим, между колесами может быть небольшой развал) и перпендикулярными к поверхности дороги, независимо от крена кузова и хода подвески.
Схема Де Дион
Конструкция независимой подвески
Конструктивно, независимая подвеска автомобиля выполнена таким образом, что колеса одной пары жестко между собой не связаны. Любой перемещение одного из них никоим образом не влияет на другое, или оказывает совсем незначительное влияние.
https://youtube.com/watch?v=5On_69qemZQ
В то же время, такие установочные параметры как развал колес и колея, а в отдельных случаях и колесная база могут меняться при сжатии / отбое. Иногда такие изменения достаточно значительны. Несмотря на это, именно такая конструкция является сегодня более популярной и распространенной. Во много это определяется ее технологичностью, оптимальными кинематическими параметрами и сравнительно невысокой стоимостью.
Что даёт такая регулировка
Смысл корректировки развала схождения сводится к тому, что колёса автомобиля устанавливают под определённым углом к горизонтали, а также друг по отношению к другу. Это нужно, чтобы постараться придать колёсам максимально возможное вертикальное положение при движении, т. е., независимо от того, какое положение колесо занимает относительно других элементов конструкции, оно должно оставаться в вертикальной плоскости. Именно в этом случае достигается близкий к идеальному контакт шины с дорогой.
Понятие развала колеса
Развал определяет, под каким углом установлено колесо относительно поверхности дороги. Наглядное представление об этом параметре можно получить, изобразив угол между плоскостью вращения колеса и вертикальной линией, пересекающей центр так называемого пятна контакта резины с дорогой.
Значения углов развала
Принято считать, что если верх колеса отклоняется от центральной оси авто, то развал положительный, в противном случае — угол имеет отрицательное значение. Каждый производитель рекомендует свои регулировки развала в зависимости от технических характеристик автомобиля.
Наиболее точно определить углы развала колёс ВАЗ 2107 можно в момент, когда в машине размещён груз весом 320 кг: примерно столько весят 4 пассажира и груз в багажнике. Бак при этом должен быть заполнен топливом. Угол развала при этом должен составлять:
- для гружёного автомобиля 4°30’+20′;
- для незагруженного — 0°5’+20′.
Как правило, отрицательный угол развала создаёт большее пятно контакта резины с поверхностью дороги, но за счёт ускоренного стирания внутренней кромки шины уменьшается срок её службы. Машина не будет ехать прямо, если развал колёс отличается на 30′ или более.
Понятие схождения
Если представить угол между плоскостью вращения колеса и условной осью, разделяющей машину вдоль на две части, то это и будет схождением колеса. По отношению к одному колесу схождение считается раздельным: два раздельных в сумме дают суммарное схождение.
Значение углов схождения
Когда передняя часть колеса развёрнута в сторону продольной оси автомобиля, мы имеем дело с положительным схождением, в противном случае — с отрицательным. Положительный угол схождения используется чаще, но в ряде случаев рекомендуется отрицательное схождение: устойчивость машины при этом повышается, но увеличивается и износ резины.
Нормальное схождение для ВАЗ 2107 составляет:
- 2–4 мм для гружёной машины;
- 3–5 мм для машины без нагрузки.
Кастер
Помимо развала и схождения, существует ещё одна регулировка наклона колеса, которая называется кастер. Эта регулировка также представляет собой угол, но между вертикальной линией и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость машины. Величина этого угла, как правило, не превышает 6°. Правильно настроенный кастер самовыравнивает ведущие колёса, когда автомобиль набирает скорость.
Номинальная величина катера составляет:
- 4°±30′ для гружёной машины;
- 3°±30′ для авто без нагрузки.
Неисправности авто, связанные с неправильной регулировкой
Неотрегулированные развал и схождение, как правило, затрудняют управление транспортным средством и становятся причиной целого ряда неисправностей автомобиля.
Неустойчивость на дороге
Автомобиль с неправильно отрегулированными развалом и схождением чаще всего самопроизвольно «съезжает» влево или вправо, и водитель вынужден прилагать дополнительные усилия, чтобы машина ехала прямо. О комфортном вождении в этом случае речь уже не идёт, к тому же водитель гораздо быстрее утомляется, управляя таким автомобилем.
Повышенный износ шин
Наиболее типичным последствием неправильной регулировки развала схождения является быстрый износ шин автомобиля. Очевидно, что слишком большой положительный угол развала становится причиной ускоренного износа внешней части шин, отрицательный — внутренней части. Следует знать, что шины быстро изнашиваются также из-за неправильного давления воздуха в них (повышенного или пониженного) и вследствие углового колебания колеса.
Другое
Помимо неустойчивости на дороге и повышенного износа шин, неотрегулированные развал и схождение могут оказаться причиной преждевременного выхода из строя сальников, вкладышей и пальцев рулевого управления и подвески.
Как определить лицевую сторону шины
Думаю, у любого автомобилиста, который впервые менял самостоятельно колеса, возникал такой вопрос — «а какое колесо куда ставить?». Конечно опытным водителям я ничего нового не скажу, но меня читают многие новички и думаю, для них эта информация будет интересна. Об этом и будет сегодняшняя статья, тем более она как никогда актуальна, т.к. уже начинается то самое время для «переобувки».
Справа или слева?
Это самый распространенный вопрос, среди тех водителей, которые впервые меняют колеса. Вообще, чтобы ответить на данный вопрос нужно лишь внимательно посмотреть на свою «резину» — на ней все написано. Главное — нужно разобраться в маркировках и понять, какой тип шин у вас.