Багато хто вважає, що основне призначення підвіски автомобіля - забезпечувати комфортабельне рух по нерівних дорогах. Це не зовсім так. Вірніше, зовсім не так ... Ми вже згадували, що на динамічні (уповільнення теж динаміка) параметри автомобіля сильно впливають характеристики не тільки відповідних механізмів, а й невидимих зовні вузлів, що з'єднують колеса з кузовом. Насправді характеристиками підвіски в значній мірі визначаються буквально всі складові поняття `динамічний автомобіль`: це і розгін, і гальмування, і керованість.
Чесно кажучи, матеріал про налаштування ходової частини я починав з важким серцем. З одного боку, проблеми підбору її характеристик настільки складні і заплутані, що автомобілебудівні фірми, повною мірою володіють тонкою подвесочной інженерією, можна перелічити на пальцях однієї руки. А з іншого - придатних для всіх умов руху налаштувань просто не існує! І справа не тільки у принципових технічних обмеженнях. Біда в тому, що тут є багато і суб'єктивних чинників (від чого один водій буде в захваті, інший вважатиме абсолютно неприйнятним). На щастя, найголовніша закономірність - фізика відбуваються з автомобілем процесів - абсолютно об'єктивна. З неї й почнемо.
Отже, на дійсно швидкий автомобіль підвіска служить не тільки для ефективного поглинання дорожніх нерівностей, але і відіграє серйозну роль у забезпеченні відповідної динаміки і керованості. А раз так, то її основне призначення - забезпечувати щільний і постійний контакт коліс з дорогою. В принципі, всі параметри підвіски, що дозволяють його досягти, можна розділити на три великі групи. По-перше, це демпфірування, тобто здатність підвіски протистояти коливанням коліс після проїзду через нерівності. По-друге, кінематика, яка забезпечує оптимальне положення колеса відносно дорогі. По-третє, поєднання вертикальних і кутових жорсткостей всієї системи, що дозволяє правильно розподілити навантаження між колесами у всіх режимах руху.
З демпфіруванням все більш-менш очевидно - ці функції в підвісці виконує амортизатор. Головне його призначення - боротьба з різким распрямлением пружини після проїзду через нерівності. Це неприємне явище може призвести до неодноразового відскоку колеса від поверхні дороги, дати йому виконувати свої функції - забезпечувати стійкість і керованість автомобіля. Принцип роботи амортизатора такий, що створювані їм зусилля залежать від швидкості переміщення його штока. Вони тим більше, чим швидше переміщається колесо щодо кузова. Які тут можливі нюанси?
Ясно, що чим жорсткіше пружина і важче у автомобіля безпружинні маси (колеса, маточини і ті ж гальмівні диски зі скобами), тим ефективніше повинен бути амортизатор, особливо на ході відбою. Тонкість в тому, що амортизатори, що створюють однакові максимальні зусилля і на перший погляд мають рівної `жорсткістю`, абсолютно по-різному працюють на повільних ходах підвіски. А все тому, що їх характеристика (залежність `зусилля / швидкість штока`) має різну форму. В одному випадку вона може бути дегресивної, різко наростаючою з самого початку і пологої в кінці, на великих швидкостях переміщення штока (так звана повна діаграма). Інші амортизатори мають прогресивну характеристику: зі зростанням швидкості штока зусилля наростає спочатку повільно, потім все різкіше і різкіше (тут діаграма буде походити на параболу). Так що, вибираючи заміну штатним вузлам, слід цікавитися не престижністю марки, а в першу чергу, параметрами її виробів.
Що слід віддати перевагу? Тут все залежатиме від стилю їзди, який ви сповідуєте. Прогресивні амортизатори хороші тим, що дозволяють автомобілю `не помічати` дрібні нерівності і непогано працюють на великих. У той же час не виключена розгойдування на довгих дорожніх хвилях. Дегресивної повідомляють йому інший характер: машина стає `щільною`, докладно повторює профіль дороги, а головне, стає набагато чуйнішою навіть на самі мінімальні рухи кермом. Чому виникає такий ефект, ми зрозуміємо трохи пізніше, коли почнемо розмову про кутові жорсткості.
В принципі, дегресивної амортизатори мають складнішу конструкцію і коштують дорожче - `повна` діаграма досягається ускладненням клапанної системи. Ще крутіше системи, де зусилля стиснення і відбою можна регулювати, а також газонаповнені. Переваги останніх всім відомі. По-перше, це стабільність роботи на високих швидкостях - `поджатия` газом рідина не спінюється і добре охолоджується через однотрубний корпус. По-друге, при рівних зі звичайним амортизатором зовнішніх габаритах газонаповнений має велику площу поршня, що робить його більш ефективним, а діаграму - понад `повної`. Але є і недоліки. Газовий підпір виконує роль додаткової пружини підвіски, і автомобіль сприймається як більш жорсткий. Втім, це властивість тюнінгери часто використовують собі на благо: зменшуючи дорожній просвіт, можна не купувати нові короткі пружини. Досить просто відрізати один - два витки від стандартних, а відсутню енергоємність підвіски `добрати` газової стійкою.
Куди складніше йдуть справи з іншим важливим параметром - кінематикою. Здавалося б, чи не все одно, по якій траєкторії рухається колесо під час ходу підвіски - паралельно самому собі або злегка відхиляючись в просторі? Виявляється, немає.
Зверніть увагу на `Мерседеси`: величезні ходу м'яких підвісок, відчутний крен від діючих на машину бічних сил, і при цьому - цілком гідний `держак` в поворотах і стійкість придвижении по дузі навіть на високих швидкостях. А все тому, що кінематика мерседесовских підвісок - це продукт майже столітнього інженерного пошуку.
Ви, напевно, помічали, як ці автомобілі нахиляють убік передні колеса при повороті керма на максимальні кути? Так `працює` великий кастер, тобто подовжній кут нахилу осі повороту керованих коліс. Він забезпечує зростання повертає зусилля на кермі при збільшенні швидкості, а значить, і стійкість: при випадковому відхиленні від траєкторії (викликаному, наприклад, нерівністю на дорозі або поривом вітру) колеса прагнуть повернутися по ходу руху і повернути автомобіль на шлях істинний. Кастер виконує ще одну позитивну роль - повернене колесо виявляється трохи відхиленим від вертикальної площини. Що це дає? Справа в тому, що шина через свою податливості підламується в повороті від дії бічних сил. При цьому спотворюється форма плями контакту з дорогою, зчеплення різко падає. Природно, зменшується і максимальна швидкість, з якою можна промчати по заданому радіусу.
А трохи нахиливши площину обертання шини (подібно тому, як це роблять мотоциклісти, створюючи крен в повороті), можна відновити статус-кво.
Такого ефекту домагаються не тільки кастер. `Уміння` створювати негативний кут розвалу на зовнішніх по відношенню до центру повороту колесах і позитивний на внутрішніх, є обов'язковою якістю для будь-якій хорошій підвіски. На жаль, вітчизняним автомобілям з кінематикою підвісок пощастило трохи менше, ніж `Мерседесам`, - що у поворотах кути там аж ніяк не допомагають шинам направляти автомобіль по заданій водієм траєкторії. Виправити недолік можна лише роботою відразу за декількома напрямками. `Правильний` кастер можна встановити, замінивши стандартні опори стійок на тюнінгові регульовані. Правда, при цьому зросте зусилля на кермі, так що якщо задумані `екстремальні` настройки, є сенс витратитися на гідропідсилювач.
А самий радикальний спосіб послабити вплив поганої кінематики на керованість - різке збільшення жорсткості і зменшення ходу підвіски. Дійсно, якщо кути установки коліс при стисненні і відбої змінюються неоптимально, то нехай хоча б роблять це в менших діапазонах. Домагаються цього традиційним способом - установкою більш коротких і жорстких пружин і спеціально підібраних амортизаторів. Після цієї операції заодно зменшується кліренс, а значить, і перерозподіл навантажень на колеса при розгоні, гальмуванні і в поворотах. Це ще один крок на шляху до поліпшення керованості.
При доопрацюванні підвіски методом `посилення` важливо пам'ятати, що жорсткими повинні бути не тільки пружини. `Сопливі`, податливі сайлент-блоки, що дозволяють колесам довільно переміщатися в усіх напрямках, теж до добра не доводять. Їх зазвичай заміняють на більш `непохитні`, або зовсім викидають, встановлюючи жорсткі сталеві сферичні шарніри типу ШС.
Нерідко недоліком жорсткості страждає і направляючий апарат. Наприклад, обов'язкова процедура при тюнинге передньої підвіски вазовских передньопривідних машин - заміна стандартної розтяжки на жорстку пряму. Це особливо актуально при заміні стандартних шин на більш низькопрофільні, які краще чіпляються за асфальт і створюють великі бічні сили. До речі, розтяжки іноді встановлюють і в задню підвіску цих машин. Таким чином посилюють зв'язок центральної балки з важелями. Після цього доопрацювання підвіска набуває функцій модною на зарубіжних автомобілях еластокінематіческой `багаторичажка`: навантажене при русі по дузі зовнішнє колесо злегка повертається в бік, протилежний повороту. Корму автомобіля злегка заносить, і ВАЗік позбувається від властивої для нього недостатньою поворачівоемості. Звичайно, після таких складних змін в підвісці заново виставляють нові, підібрані в результаті кропіткої експериментальної роботи початкові кути установки коліс.
Кастер, природно, збільшують, а задні колеса, як правило, ставлять `будиночком`, надаючи їм негативний кут розвалу - це покращує стійкість в поворотах.
Ну і на "солодке" розглянемо третє питання - про кутові жорсткості підвісок. По-перше, що це таке? Відповідь проста: здатність автомобіля протистояти кутовим коливань - по крену і з носа на корму. Чому це важливо для керованості? Уявіть собі момент входу в поворот. Водій повертає кермо, на машину починає діяти прикладена в центрі її мас відцентрова сила, викривляються траєкторію руху. Природно, вона викличе крен і збільшення навантаження на зовнішні колеса. Але на яке саме: переднє або заднє? Тут доречно навести ось який приклад. Уявіть собі, що ви повісили важкий вантаж одночасно на міцний сталевий трос і такої ж довжини гумку, закріпивши їх кінці в одних і тих же місцях. Припустимо, міцності підвісу недостатньо, але що порветься швидше?
Правильно, трос: менша жорсткість гумки не дозволить їй сприймати скільки-небудь значну частину тяжкості. Така ж ситуація і з підвісками: левову частку додаткового навантаження буде сприймати те колесо, підвіска якого має велику кутову жорсткість у поперечному напрямку.
Для стійкості і керованості автомобіля це має дуже велике значення. Адже здатність колеса сприймати бічну силу сильно залежить від прикладеної до нього вертикального навантаження - чим сильніше воно притискається до дороги підвіскою, тим більшу бічну силу розвиває. Але уявімо собі, що поворот граничний, проходиться на максимально високій швидкості. Де тонко, там і рветься, - зчеплення з дорогою втратить в першу чергу саме те колесо, на яке припадає максимальна вертикальна, а значить, і бічна навантаження. Якщо воно знаходиться на передній осі, то виникне знесення - автомобіль просто поїде прямо. А якщо на задній, то, навпаки, стане розгортатися дуже інтенсивно - занос тут неминучий.
Таким чином, `заневолівая`, підвіску стабілізаторами поперечної стійкості, потрібно подбати про правильне співвідношення їх жорсткостей. Якщо задній виявиться надто потужним, то автомобіль стане `гострим як шило` - витримати точну траєкторію в повороті буде непросто.
Трохи краще зворотна ситуація: без міри посилений передній стабілізатор геть відбиває у машини полювання куди-небудь повертати. До речі, приблизно таку ж роль зіграє і пересортиця з пружинами і амортизаторами. Наприклад, якщо задню підвіску ви вже допрацювали, а передню немає, то результати їзди на недоробленому автомобілі можуть бути плачевними, адже при збільшенні `звичайної` жорсткості підвіски обов'язково росте і кутова. Але припустимо, підвіска вже доопрацьована. У міру жорстка, чіпка, щільна ..
Стабілізатори теж підібрані як треба - автомобіль має строгу нейтральну обертальність або радує приємною гостротою, легким `надлишком` в межі. Що далі? Вас можна привітати: далі можна зайнятися самої `смачною` частиною роботи над ходової - ретельним вибором шин.
А після, коли всі сумніви в здібностях автомобіля нормально гальмувати і повертати остаточно розсіються, можна буде задуматися над модифікацією трансмісії і двигуна. Але про це пізніше.
