Što je auto roll? Novi komentar Zašto bi ovjes trebao biti mekan.

Metode sprječavanja prevrtanja automobila na cesti

"Uši", "somersault", "somersault-mortale", "overkil" ... Koliko ima naziva za tako jednostavnu i, nažalost, čestu off-road pojavu poput prevrtanja. I što je priprema automobila ozbiljnija, pilot ima više šansi da zaradi titulu "Carlson koji je ležao na krovu". Poznate su popularne metode rješavanja prevrtanja. Ali jesu li učinkoviti (i ako su učinkoviti, koliko)? Općenito, već ste shvatili da smo odlučili pokušati se najbolje što možemo nositi s ovim problemom. Kako se ono kaže, radi prosperiteta džipera, naravno, iz pretjerano razvijene prirodne radoznalosti...

Ekspedicijska Toyota sudjelovala je u našem neobičnom testu kao "padajući zec" Land cruiser 105 s motorom 1KZ. Izbor je zbog činjenice da je ovaj automobil, uz sav svoj ceremonijalno sjajan izgled, svojedobno prošao prilično ozbiljnu terensku pripremu, te je, sukladno tome, njegovo središte mase "galopiralo" daleko gore. A razlog tome su kotači promjera 35 inča, podizanje od 3 inča, pa čak i 7 centimetara podizanja karoserije. Na kraju smo dobili opciju tipičan auto, koji koriste ljubitelji kratkih i dugih putovanja na mjestima koja nisu prekrivena asfaltom. Tko je rekao: "Što je s Land Roverom"? Ne, da se dogovorimo: danas se ne raspravljamo tko je valjaniji i ekspeditivniji, nego samo govorimo o načinima kako spriječiti prevrtanje. Općenito, uvodni su sljedeći: postoji povišeni TLC105 (ali, opet, u ovom slučaju marka i model nisu temeljni), postoji platforma za prevrtanje automobila, postoji more entuzijazma i par užadi. Dakle, možete početi!

Egzotična tehnika promatranja

Kao polazište smo auto prevrnuli u, da tako kažem, netaknutom stanju. Odnosno, putnički i teretni prostor su prazni, a ni na ekspedicijskom prtljažniku ništa ne leži. Imat ćemo nešto kao "šporet" iz kojeg ćemo morati "plesati" u pokušaju da izvučemo neke logične zaključke. Zapravo, moram reći da svi testovi prevrtanja izgledaju prilično isto. Najprije se stroj postavlja na platformu s kotačima s jedne strane oslonjenim na posebnu graničnu tračnicu, a zatim se granični pojasevi učvršćuju na tijelo. Zatim, poštujući pritisak na crvenu tipku, snažni hidraulički sustav počinje naginjati platformu. U ovom trenutku samo čekamo, uživamo u spektaklu. Ali, moram reći da u početku nema u čemu posebno uživati: automobil jednostavno stoji čvrsto s kotačima na površini. Ali kada se dosegnu kutovi od oko 25-30 stupnjeva, počinju se događati zanimljive stvari. U početku se karoserija nevoljko kotrlja (razrađuje se hod ovjesa).

Zatim, ako je SUV sa ovisni ovjes i teški motor, obično se počinje dizati s platforme prednji kotač... Ovo je takozvano "prvo zvono", što ukazuje na ... ne, ne o početku prevrtanja, već samo o činjenici da je prednji ovjes gotov. Ali ipak dolazi trenutak ekstremne napetosti. Koliko sam puta to vidio, ali još se nikako ne mogu naviknuti... I auto je konačno otrgnuo kotače s površine platforme, zamahnuo naglo prema kotrljaju i bespomoćno visio o remenima... Ovo je točka prevrtanja. Dolazi vrijeme mjerenja i snimanja. I ovaj put smo zapisali sljedeće brojke: 42 ° 13 '- platforma roll i 48 ° 35' - tijelo roll. To jest, relativni nagib tijela bio je 6°22'.

Da... Pokazatelji, blago rečeno, nisu u kategoriji rekorda. Ne, za povišeni automobil to je izgleda normalno, ali potpuno neprihvatljivo, na primjer, za manevre velikom brzinom na tvrdim površinama. Inače, prevrnuvši automobil na drugu stranu (imajući u vidu Panhardov nacrt, koji daje asimetričnost rada ovjesa), dobili smo nešto drugačije rezultate: prazan automobil je pao na lijevu stranu već pod kutom od 41°19', a rola je bila 6°45'. Sve daljnje eksperimente postavit ćemo s nagibom udesno, suvozačevo, bočno, ali zapamtite da se ulijevo svi automobili s "lijevim volanom" sa sličnim tipom ovjesa prevrću u statici oko jedan stupanj ranije. Inače, razlika u dinamici bit će još uočljivija.

Podebljano "Vasi"

Sljedeća faza naših eksperimenata bila je simulacija stvarnog utovara automobila u ekspediciji ili napadu na trofeje. Pokušajmo prvo maksimalno. Pretpostavili smo da se radi o četiri osobe, cca 100 kg u prtljažniku i još 100 kg u gornjem nosaču. Mjerne vreće s pijeskom (po 25 kg) radile su u "kilogramima". Četiri velika manekena napunjena vodom s izvornim ruskim imenima Vasilij "sjela" su na fotelje. Ljudi su također gotovo 90 posto vode, pa su nam gotovo kao braća. Stoga autoru nije bilo teško zamisliti sebe kao lutku. Dakle, pročitajte fantaziju na temu "Što da sjedimo unutra" ... Uz zvuke zamišljenih marševa, zadnji red su "ispunila" dva volontera, od kojih jedan sada piše ove retke. Pa, da počnemo?

Oh, dobro, i senzacije... Uostalom, poznato je da se u autu rolanja percipiraju mnogo jače nego što bi zapravo trebala. Vestibularni aparat je takav reosiguravač, i nemoj reći ... Dakle, sjećam se, počeo sam nekako u suđenju ... Pa, čekajte, koji je sada kut? Kako samo 30 stupnjeva?! Jedva se mogu zadržati u autu, ali ipak se isplati! A odozgo gleda procjenjujuće ... Andrej Kuprin (ne znam zašto, ali htio sam ovaj lik uključiti u svoju priču). Pa, Andrej je sjeo s lijeve strane i, čini se, sasvim svjesno će pasti na mene ... Auto još uvijek stoji, a on se drži ...

Pa, konačno ... 36 ° 31 ', i kotači su se odvalili od poda. A kotrljanje tijela u trenutku odvajanja je više od 10 stupnjeva! To su pokazatelji... Da stvarno sjedimo unutra, teško da bismo se izdržali. No, auto je vrlo rano "pao" i pritom birao cijeli hod ovjesa.

Dobro, sad probajmo bez "plastičnih ljudi" koji sjede straga, već s "posadom" od dva "Vasiljeva" na sjedalu vozača i navigatora. Da, i, naravno, s opterećenjem. Kut nagiba odmah je skočio na 39°08 's zaokretom od 7°03'. Odnosno, sa standardnim opterećenjem od "2 osobe plus opterećenje" imamo smanjenje stabilnosti za 3 stupnja. Puno. Ali kao polazište za sve daljnje muke uzet ćemo ovu vrijednost kao najbližu stvarnosti.

Narodni predznaci

Priznajem, unatoč činjenici da sam čovjek materijalnog svijeta, ipak vjerujem u neke predznake. Postoji grijeh. Štoviše, stalno se šuška o njihovoj iznimnoj, gotovo stopostotnoj "prodajnosti". Zapravo, o čemu ja pričam? O da, o popularnim metodama borbe protiv puča. Prva metoda je ova: ako se ne želite prevrnuti, smanjite pritisak u gumama uzbrdo. Auto će se izjednačiti, a šanse za overkill su svedene na mikroskopske. provjeriti? Toyota cvrči kroz svoje preokrenute kalemove i sprema se pokazati čuda stabilnosti. U lijevim kotačima tlak je 0,6 atm, a kotrljanje karoserije na ravnoj površini je gotovo 4 stupnja.

Pritisnemo gumb, a platforma polako gura automobil prema nepopravljivom. I ovdje vidimo zanimljivu sliku. Nakon razrade pomaka ovjesa, kotači se počinju ... "napuhavati". Odnosno, opterećenje sa strane se mijenja, a probušene gume ne utječu ni na što! Doista, zabilježili smo potpuni gubitak stabilnosti na 38°35'. Slika je ispala sljedeća: s ravnim kotačima automobil je pao ranije nego s napuhanim, više od pola stupnja. Iako ne puno, ali ranije! Odnosno, o poboljšanju održivosti u ovom slučaju jednostavno nema govora. Dakle, brišemo jedan "ispravan" način ...

Sljedeći način. Navigator visi na podnožju (džiperi su to špijunirali od jahtaša). Rečeno je da je metoda prilično učinkovita. Ali mi, prema zakonima žanra, sumnjamo u to. A sumnjat ćemo i dok kompresor “začepi tlak na cesti” u gume eksperimentalnog Land Cruisera. Pa, kad on završi... Općenito, stojim na neumoljivom penjanju uz stepenicu i žudim. Šale i vicevi o teškom dijelu ORD promatrača lete bez poskakivanja... Platforma se rotira uz karakteristično zujanje, auto se spušta ispod mene, a svijet se okreće naopačke. Ne, gospodo, iskreno, zauzeo sam takvu neprirodnu pozu samo radi čistoće eksperimenta, kako bih maksimalno otvorio auto.

I, znate, sve te muke nisu bile uzaludne: rad s živom protutegom dao je učinak! Kao rezultat toga, kut je narastao na 40 ° 14 '! Malo spuštamo platformu, a drugi sudionik testa skače na prag snage. Sada nas je dvoje, ali ova mjera povećava kut na samo 40°54', odnosno za manje od stupnja. Iz čega zaključujemo: nositi dva navigatora za balast je gubitak. Ali u svakom slučaju, moramo priznati da metoda djeluje. Za vraćanje automobila na jedan i pol stupanj stabilnosti pod kritičnim kutovima je, blago rečeno, puno. Da rezimiramo: učinkovitost "ljudskog otvaranja" prilično je visoka.

Pogledajmo sada prekomorska prostranstva, gdje se nemirni promatrači penju po kamenju, povremeno držeći automobile od prevrtanja mišićavom, da tako kažem, snagom. Štoviše, često uspijevaju... Dakle, trebamo debelo uže i dinamometar. Vežemo svoj "konop" za ekspedicijski prtljažnik, na njega pričvrstimo dinamometar i ... Općenito, stojim, držeći kabel u rukama, i čekam trenutak kada trebam pokazati čuda herojske snage. I pokazao je! Uz napor jednak 50 kg, "spasio" sam čak 1 ° 34 'stabilnog stanja, a kada sam se podigao i "uzeo težinu" od 100 kg, ispalo je čak 3 ° 40' . Pa, zar nisam dobro? Iskreno, pomogli su mi da uzmem 100 kg (već smo se skupljali), ali rezultat je u svakom slučaju pozitivan. Zaključak: metoda povlačenja auta sajlom je živjeti! Barem od provjerenih, najučinkovitiji je.

Zapravo od narodni lijekovi ostala je samo "barbarska" metoda. Ovo je umjetno ograničenje hoda ovjesa na gornjoj strani padine. Tek što je rečeno nego učinjeno. I sad zaranjam pod auto i banalnim užadima za vezivanje "ratchet" stiskam opruge. Ali kako mi nakon vježbi s konopom nije preostalo toliko snage, uspio sam postići kut prevrtanja "prema padini" od samo 2 stupnja. Međutim, ovo je sasvim dovoljno za eksperiment... hidraulički pogoni Stalak nas je ovoga puta dugo veselio, ali razlika je oku bila potpuno nevidljiva. Ali još nije sve izgubljeno. Mjerimo ... Ne, čudo se, naravno, nije dogodilo, ali ovom jednostavnom akcijom postigli smo isti rezultat kao i s dvije "žive protuutege"! Brojevi su se pojavili u bilježnici: 40 ° 49 's nagibom karoserije od 4 ° 46'. Vrlo dobar rezultat... Naravno, ne kao u verziji "sa konopom", ali je i sasvim prihvatljivo. I to, tri metode od četiri - ovo je jako dobar rezultat. Rekao bih čak i pozitivno.

Sve u ime jednog cilja

A sada pozornost: umjesto da donosimo zaključke i blatimo misli pseudoznanstvenim terminima, odlučili smo to učiniti lakše. Što će se dogoditi ako sve metode rješavanja prevrtanja, koje su dale pozitivan rezultat, primijenimo jedinstvenim frontom? Zbunjenom "kako je?" Odgovaram: točka jedan - potpuno istovar auta, uključujući demontažu rezervnog kotača, točka dva - tri na podnožju, točka tri - jedna osoba s užetom, spremna dati kalibrirani napor od 50 kg. I znate, usprkos smijehu i šalama koje su se slijevale u procesu istovara platforme s horizontalnog “mota”, izdržali smo, kako kažu, do posljednjeg. Izdržali su, kao što vidite, ne uzalud: rezultat je 52 stupnja !!! Pod takvim kutovima prevrću se mali crossoveri, a evo i terenca s podignutim okvirom!

Odnosno, uspjeli smo dodati čak 13 stupnjeva graničnom kutu stabilnog položaja automobila opremljenog punim arsenalom sredstava za ... pogoršanje ovog parametra. Dakle, narodne metode djeluju, i kako djeluju! Samo ne pokušavajte spustiti kotače.

Kotrljanje automobila obično znači njegov nagib u odnosu na njegovu os u bilo kojem smjeru. Štoviše, takav nagib može biti ne samo udesno, već i ulijevo. Rolanje automobila također može biti prisutna i sprijeda i straga, kao i kombinirano, ovisno o opterećenju ili progibu jednog od kotača.

Kako se auto može kotrljati? Vrste rola

Važno je uzeti u obzir da rolanje automobila može biti i trajno i privremeno. Ali u svakom slučaju, trebali biste biti oprezni s ovom pojavom, jer prisutnost čak i malog odstupanja od norme značajno smanjuje razinu sigurne i udobne vožnje i može uzrokovati nesreću na cesti.

Počnimo s privremenim fenomenom. Često se može vidjeti na kamioni kada je tijelo neravnomjerno opterećeno. U takvim slučajevima značajno se povećava vjerojatnost da bi se vozilo moglo prevrnuti. U ovom slučaju, takve situacije mogu nastati ne samo pri vožnji po neravnim cestama (osobito na strani nagiba), već i pri izvođenju manevara oko zavoja (osobito kada se vozi velikom brzinom). Popravak je vrlo jednostavan - dovoljno je pravilno rasporediti opterećenje na karoseriju - to smanjuje rizik od nesreće, a također značajno smanjuje opterećenje pojedinih dijelova i sklopova automobila.

Trajna rola također može varirati. Ako, na primjer, vlasnik automobila, na svoju ruku, namjerno podiže stražnji dio vozilo je nešto više od prednjeg, čime se povećava stabilnost vozilo tijekom brzih skretanja je jedna stvar. Isto tako, može se primijetiti blagi porast prednjeg dijela, što povećava upravljivost stroja čak iu ekstremnim situacijama (na primjer, možete označiti kretanje po skliskoj ili neravnoj cesti).

Umjetno kotrljanje može se vježbati i tijekom vožnje putnički automobil postoji prilično debela osoba. U tom slučaju, da biste održali ravnotežu tijekom vožnje, možete malo podići dio za vozača.

Još gore ako je rola prouzročila dugotrajan rad i trošenje, ili loše obavljeni radovi na montaži i pričvršćivanju jednog od sklopova kotača ili ovjesa. U tom slučaju značajno se povećava trošenje dijelova i sklopova koji su u području najvećeg opterećenja (u stvari, na najnižoj točki).

Važno je razumjeti da udobnost i sigurnost u vožnji u takvim slučajevima ostaju upitni (često automobil s takvom "bolešću" jednostavno počinje "voditi" u smjeru nagiba automobila, a pri velikim brzinama povećava se vjerojatnost nesreće značajno).

Bez obzira na to kako se to dogodilo, roll ste napravili namjerno, ili je nastalo zbog istrošenosti čvorova, u jedno možete biti sigurni, trošenje gume na kotačima koji se nalaze u donjem dijelu bit će znatno veće. Stoga je potrebno mudro i po mogućnosti privremeno uvježbati odstupanje vozila od normalne osi. U suprotnom, "pokazivanje" će s vremenom postati sasvim stvarne nevolje u vidu oštećenog automobila, odnosno značajnih troškova zamjene njegovih pojedinih dijelova koji prerano izlaze iz kvara.

Kada automobil prolazi kroz zavoj, nastaje centrifugalna sila koja teži naginjati automobil ili ga, u krajnjem slučaju, prevrnuti. Odgovarajuće formule za izračun ovih sila dane su u dodatku. Količina kotrljanja ovisi o veličini centrifugalnih sila i udaljenosti između točke primjene centrifugalnih sila (tj. težišta vozila) i metacentra vozila, tj. o veličini momenta prevrtanja vozilo.

Automobil sa elastična suspenzija nagibi u odnosu na metacentar, čiji položaj ovisi o načinu na koji su kotači spojeni s opružnom masom vozila. Slika 1 prikazuje metodu za određivanje položaja metacentra za najtipičnije sheme poravnanja kotača.

Riža. 1. Određivanje metacentra na različite načine
nosači kotača

Na prvoj slici govorimo o kratkoj zakretnoj osovini, čije je središte ljuljanja označeno sa S 1. Koordinate metacentra određuju se na sljedeći način: točka kontakta gume s tlom povezana je sa središtem zakretanja osovine kotača; točka presjeka ove linije s ravninom simetrije automobila dat će položaj njegovog metacentra S.

Sličan je postupak i u drugom slučaju, kada je kotač ovješen na dvije poluge različite duljine. Nadlaktica se okreće oko točke S 1, a donja ruka se okreće oko točke S 2. Na nastavku osi ovih poluga u točki raskrižja nalazi se stvarno trenutno središte zamaha kotača S 3. Povezujući ga s točkom kontakta kotača s cestom, metacentar S nalazi se na visini h 2 iznad tla u točki presjeka ove ravne linije s ravninom simetrije automobila.

Trenutačno središte zamaha kotača pri korištenju ovjesa MacPherson nalazi se kako slijedi: okomita je povučena na os teleskopskog elastičnog ovjesa u gornja točka fiksirajući ga i produžiti os potkoljenica ljuljanje oko točke S 1. Stvarno trenutno središte zamaha kotača nalazi se na njihovu sjecištu, odnosno u točki S 2; položaj metacentra S određuje se već opisanom metodom: nalazi se na visini h 3.

Pri skretanju se centrifugalna sila primjenjuje u težištu automobila i što je težište bliže metacentru, to je manji moment prevrtanja. Primjer skraćene ljuljajuće osovine automobila prikazan je na sl. 2.

Udaljenost od težišta T do metacentra S u ovom slučaju je jednaka t, vrijednost momenta prevrtanja jednaka je Ot, gdje je O centrifugalna sila opružene mase.

Taj se trenutak mora uočiti i ugasiti, u kojem dolazi do takozvanog povratnog momenta. Njegova je vrijednost u ovom slučaju jednaka 2h "ca", gdje je h "kompresija elastičnog elementa ovjesa, a c krutost elementa ovjesa.

Očito, u ovom slučaju, rola automobila će biti mala.

Ako je metacentar nizak, tada će i t krak biti velik. Mala krutost elastičnih elemenata ovjesa također dovodi do povećanja kotrljanja vozila.

Kako bi se smanjio kotrljanje automobila, pogotovo ako ima mekani ovjes, na njega je ugrađen stabilizator. Najčešće korišteni torzijski stabilizatori (vidi sl. 3).

Stabilizator 1 također ima torzijsku šipku. Za podešavanje opterećenja, jedna od gornjih poluga 2 ima podesivu duljinu.

To je posebna torzijska opruga postavljena preko vozila i povezana polugama s kotačima. Ako oba kotača udare u prepreku u isto vrijeme, stabilizator će se rotirati, ali se neće uvrnuti. Ako jedan kotač udari u prepreku, stabilizator se okreće i pokušava podići drugi kotač. Kada automobil skreće u zavoj, elastični element ovjesa unutarnjeg (u odnosu na zavoj) kotača je komprimiran, stabilizator teži stisnuti elastični ovjes vanjskog kotača (prema zavoju), čime se sprječava prekomjerno kotrljanje auto. Prilikom uvijanja, stabilizator jače komprimira vanjski (prema zavoju) elastični ovjes, dok se unutarnji (prema zavoju) rasterećuje.

Ima ih mnogo različiti putevi stabilizacija vozila. Kod korištenja hidrauličkih ili pneumatski ovjes možete ugraditi najjednostavniji stabilizator - poprečnu lisnatu oprugu, koja je montirana u dva gumena bloka, kao što je prikazano na sl. 4.

Riža. 4. Prednja osovina automobila Fiat s poprečnom lisnatom oprugom ugrađenom u dva gumena bloka i koja služi kao stabilizator

Kada se jedan kotač podigne, opruga će se saviti, njezino središte će se pomaknuti prema dolje, a kraj opruge s druge strane će se pomaknuti prema gore.

Vozilo sa stražnjim motorom straga ima skraćene osovine zakretanja, a prednji kotači su postavljeni na dvije poluge. Prema sl. 1 na prvoj slici visina metacentra h 1 je velika, a na prednjoj osovini na drugoj slici h 2 je mala. Ako promatramo automobil kao krutu cjelinu, tada će njegovo kotrljanje biti uglavnom ograničeno stražnja osovina, što se očituje povećanim opterećenjem na vanjsku stražnji kotač... Budući da stabilizator u određenoj mjeri preraspoređuje opterećenje na kotače i povećava se, a automobil dobiva malo preupravljanja. Ako je stabilizator ugrađen na prednju osovinu, tada će se povećati vrijednost povratnog momenta (Nm / °) i stabilnost automobila protiv kotrljanja. To će povećati njegovo opterećenje i bočno proklizavanje, zbog čega se prekomjerno upravljanje automobila može promijeniti u podupravljanje.

Za točniji izračun bočne stabilnosti vozila potrebno je uzeti u obzir torzijsku elastičnost karoserije. Obje osovine su povezane jednom torzijskom oprugom. Potrebno je da karoserija ima dovoljnu torzijsku krutost i da ne djeluje kao neka vrsta elastičnog, nepunjenog elementa koji utječe na vožnju. Torzijska krutost karoserije izražava se momentom Nm, koji uzrokuje relativnu rotaciju od 1° između dvije ravnine karoserije koje su međusobno razmaknute 1 m. Krutosti karoserije nekih vozila date su u tablici 7.

Tablica 7. Krutost karoserije automobila

Parametri	Modeli automobila
	Simka 1000	Tatra 603	Wartburg	Mercedes Benz 220 SE
Trag prednjih kotača (mm)	1250	1403	1190	1470
Staza stražnjim kotačima(mm)	1234	1400	1260	1485
Razmak kotača (mm)	2220	2750	2450	2750
Zapremina motora (cm³)	944	2472	1000	2195
bruto težina vozila (kg)	1040	1960	1300	450	880	625	590	1080	675	970
Sila opterećenja (N)	4000	6000	4000	6000
Moment opterećenja (Nm)	4000	4000	2000	3000
Maksimalni otklon (mm)	1,08	0,52	0,64	0,67
Maksimalni zavoj (°)	-	0 ° 9,5 "	0 ° 13,4 "	0 ° 8,28 "
Krutost na savijanje (N / mm)	4820	11500	6000	13320
Torzijska krutost (Nm / °)	-	25300	8950	21700

Automobil Simka 1000 iz tabele 7

U automobilskom svijetu odavno su se formirale neke ideje o korištenju jedne ili druge vrste ovjesa: dvostruka vučna kost - za sportski modeli, ovisni - za SUV, poluovisni - za kompaktne automobile ... Ali što je uzrokovalo ove ideje i jesu li uopće istinite?

U ovjesu stroja mogu se razlikovati tri skupine elemenata: vodilice - poluge, elastične - opruge i stabilizatori, te amortizeri - amortizeri. Posljednja dva, tj. stabilizatori, opruge i amortizeri, kamen su temelj većine rasprava o vozne performanse automobili. I to je u velikoj mjeri točno, jer navedeni detalji određuju tako opipljive i važne parametre kao što su glatkoća vožnje, kotrljanje i karakter upravljanja. Dizajn ovjesa - geometrija poluga - često ostaje u sjeni, iako po svojoj važnosti i utjecaju na ponašanje automobila ni na koji način nije inferioran u odnosu na druge čimbenike.

Dakle, što određuje dizajn ovjesa? Prije svega, postavlja putanju kotača tijekom kompresije i odskoka. U idealnom slučaju, ova putanja bi trebala biti takva da kotač uvijek ostane okomit na cestu, tako da je kontaktna površina gume s površinom maksimizirana. Međutim, kao što ćemo kasnije vidjeti, to se rijetko postiže: obično se u procesu kompresije ovjesa mijenja nagib na kotačima, a u zavoju se naginju u stranu zajedno s nagibnim tijelom. I što je njihovo odstupanje od vertikale značajnije, kontaktna mrlja guma je manja. Dakle, stabilnost automobila, razina njegovog prianjanja na cestu parametri su u potpunosti određeni dizajnom ovjesa.

Nagib i konvergencija

Dva glavna parametra ovjesa su nagib i prst. Nagib je nagib ravnine kotača prema okomici vraćenoj na ravninu ceste. Ako je vrh kotača nagnut prema van od vozila, tada se kut nagiba smatra pozitivnim, ako je prema unutra - negativnim. Toe-in je kut između smjera vožnje i ravnine rotacije kotača. Može se mjeriti i u stupnjevima i u milimetrima. U potonjem slučaju, konvergencija se shvaća kao razlika u udaljenostima između prednjeg i stražnjeg ruba diskova.

Na sličan način geometrija poluga utječe na upravljivost, samo što ovdje utječe nestabilnost uhoda kotača. Posljedice nije teško zamisliti - na neravninama automobil počinje skretati, a u zavoju se pojavljuje sklonost predupravljanju ili podupravljanju. Međutim, ovaj se fenomen može dobro iskoristiti, na primjer, za kompenzaciju sklonosti zanošenja u modelima s prednjim pogonom.

U pravilu, staza automobila ispada nestabilna - čak i mali hod ovjesa može dovesti do njegove promjene za nekoliko centimetara. Sve to, naravno, dovodi do povećanja otpora kretanju, a u konačnici i do povećanja potrošnje goriva i ubrzano trošenje gume. No, puno opasnija je činjenica da to smanjuje stabilnost pravocrtnog kretanja, jer se svojstva prianjanja guma "troše" ne na držanje automobila, već na otpor kotača koji se razilaze u stranu.

Protiv rolanja

Zajedno sa središtem bočnog kotrljanja, dizajn ovjesa postavlja i središte uzdužnog kotrljanja - točku oko koje se tijelo naginje pri kočenju ili ubrzanju. A na određenom položaju ove točke, ovjes može spriječiti nakupljanje rola stiskanjem ili pritiskanjem karoserije na pravim mjestima. Međutim, nemaju svi privjesci takve mogućnosti. Najučinkovitiji u tom pogledu su ovjes na kosim polugama, na dvostrukim polugama i višeslojnim polugama. Omogućuju vam da pozicionirate svoje centre kotrljanja točno tamo gdje želite. Mogućnosti McPhersona su skromnije - raspon njegovih prilagodbi je uži. Ali ovjes na vučnim krakovima ne treba prilagodbe - središte uzdužnog valjka već je smješteno na optimalnom mjestu. Ovisni i polu-neovisni ovjesi ne dopuštaju borbu s kotrljanjem - njihovo središte kotrljanja je u beskonačnosti.

Dizajn ovjesa također utječe na glatkoću vožnje. Prvo, veličinom neopruženih masa, što uključuje masu svih poluga (iako ne u potpunosti, jer su jednim krajem pričvršćene za tijelo), i drugo, njihovim unutarnjim trenjem. Činjenica je da mnoge moderne ovjese, osobito one s više karika, imaju sposobnost pomicanja samo zbog deformacije gumeno-metalnih šarki, tihih blokova koji se koriste za pričvršćivanje poluga. Zamijenite ih krutim ležajevima - i ovjes će se okameniti, izgubiti sposobnost kretanja, budući da svaka od poluga oko svoje točke pričvršćivanja opisuje krug, a ti se krugovi sijeku u najviše dvije točke. Korištenjem gumeno-metalnih šarki (i s promjenjivom krutošću u različitim smjerovima) moguće je postići složeniju kinematiku poluga i osigurati isti hod ovjesa, ali istovremeno povećavajući trenje. I što je veći, to je lošija filtracija nepravilnosti.

No, puno više iznenađuje učinak ovjesa na razinu kotrljanja automobila. Imajte na umu da ne govorimo o oprugama i amortizerima, već o rasporedu poluga! Ispostavilo se da njihov dizajn definira središte bočne role. Jednostavno rečeno, točka oko koje se tijelo kotrlja. Obično se nalazi ispod centra gravitacije - točke primjene inercijalne sile, pa se automobil naginje prema van u zavoju. Međutim, promjenom položaja i nagiba poluga, središte kotrljanja može se povećati smanjenjem ili čak potpunom eliminacijom nagiba tijela. Ako je ova točka iznad centra gravitacije, tada će se rolati ponovno pojaviti, ali u suprotnom smjeru - unutar zavoja, poput motocikla! To je u teoriji, ali u praksi, pokušaji povećanja centra kotrljanja praćeni su brojnim problemima, poput prejake promjene staze, pa je stoga riječ samo o blagom smanjenju kotača, ali svakako je vrijedno toga.

Stoga je projektiranje ovjesa zahtjevan i težak zadatak, a njegova implementacija uvijek je traženje kompromisa. Do kakvih rješenja vodi ova potraga, razmotrit ćemo u sljedećem broju.

Autorsko izdanje Auto Panorama broj 3 2016

& nbsp Novi način borbe protiv rolanja
Novac za auto je već potrošen, a vi ste konačno ušli u fazu aktivnog automobilizma – počeli ste voziti. Osim osjećaja ugode koji lijep auto To će vam dati odmah, nakon nekog vremena dat će vam važniji osjećaj – osjećaj sigurnosti. Pouzdanost. Samouvjerenost. A od čega se sastoji? Znate da postoji sustav protiv blokiranja kotača, a automobil više neće kliziti pri naglom kočenju. Postoji sustav protiv klizanja - omogućit će vam da se krećete bez problema na bilo kojoj površini. Postoji zgodan i jednostavan automatski prijenos, a volan se lako okreće, jer je opremljen hidrauličnim pojačivačem. Sljedeći na popisu su ostali napredak: četiri upravljača (Honda to radi) i pogon na četiri kotača(Audi ga je prvi ugradio na serijski osobni automobil). Dodajte hidropneumatski ovjes poput Citroena. A, možda su klima uređaj i grijana sjedala sasvim ostvarivi san običnog vozača.
Donedavno je, možda, samo jedna neugodnost ostala neprevaziđena: bočno kotrljanje automobila koje se javlja u zavojima. Osjećaj koji istovremeno imaju putnici je nedvosmislen – automobil koji se ljulja je nepouzdan. Doista, ponašanje stroja u ovom slučaju je nepredvidivo i teško ga je kontrolirati.

Što se događa s automobilom u zavoju? Prilikom kretanja duž krivulje, kao što je poznato, nastaje centrifugalna sila. Nastoji izgurati automobil iz zavoja, što je spriječeno samo reakcijom na mjestu kontakta kotača s cestom (u slučajevima kada centrifugalna sila premašuje silu prianjanja guma s površinom, automobil se lomi u klizanje).
Kotači automobila, koji se dižu i spuštaju na neravnim cestama, čine prilično složene vertikalne i bočne evolucije. Ako uzmemo u obzir pomake točke koja se nalazi u središtu dodirne površine kotača s cestom, tada se u ovjesu može pronaći određeno središte u odnosu na koje se ti pomaci događaju duž luka kružnice. Zove se središte role ovjesa. Ravna linija koja povezuje središta valjaka prednje i stražnji ovjes naziva se osovina kotrljanja automobila.
Centrifugalna sila stvorena u kutu djeluje u bočnom smjeru na težište, ili, točnije, na središte mase karoserije vozila. Nalazi se oko pola metra iznad tla, ali uvijek iznad osi kotrljanja. Bočna sila primijenjena na središte mase stvara nagibni moment oko ove osi, koji naginje tijelo u zaokretu ili ga zamahuje s jedne strane na drugu prilikom prolaska kroz niz zavoja.
Centrifugalna sila ne samo da naginje auto. Također utječe na putnike, bacajući ih s jedne strane na drugu i tjerajući ih da zgrabe ručke u potrazi za potporom. Vozač je, čini se, lakši: uporište - volan - uvijek je pri ruci. Međutim, on može instinktivno visjeti na njemu i nehotice promijeniti putanju automobila.
Prevrtanje karoserije ne nastaje samo u zavojima. Do toga dovodi i nedosljedno kretanje kotača na jednoj osi, na primjer, ako jedan od njih upadne u rupu ili tuberkulozu. Ovjes nema vremena za rad, a jedna strana automobila lagano se povraća. Ako je cesta jako neravna, kotači plešu svaki za sebe (fenomen koji se zove "shimmy" - od shimmy, nekada je bio takav ples). Tijelo automobila se njiše s jedne na drugu stranu, a jasno je da se putanja njegova kretanja ne razlikuje po stabilnosti.
Jedan od glavnih načina za smanjenje kotrljanja je osigurati ovjes sa stabilizatorom. bočna stabilnost... U pravilu je to zakrivljena šipka složenog oblika pričvršćena na tijelo, koja međusobno povezuje suprotne krakove ovjesa. Stabilizator ne sprječava kotače da se zajedno dižu i spuštaju, ali čim jedan od njih udari, na primjer, u tuberkulozu i počne se dizati odvojeno od drugog, on se uvija (otuda naziv šipke - torzijska šipka) i sprječava podizanje kotača, što bi dovelo do ljuljanja tijela ...
Ugradnja takvog stabilizatora, iako daje automobilu stabilnost protiv kotrljanja, ima svoje nedostatke. Međusobna povezanost krakova ovjesa čini ga ne toliko neovisnim kao što ime sugerira. Budući da je šipka elastični element, ona vibrira svojom prirodnom frekvencijom, što remeti ovjes. A u vrlo oštrim zavojima takav stabilizator je čak i štetan – dodatno prenosi opterećenje s unutarnjeg kotača na vanjski – vanjska guma se doslovno razmazuje po cesti, dok se unutarnja sprema odlijepiti s nje.
I može li se auto uopće ne kotrljati u zavojima? U teoriji, da. Na primjer, ako spustite središte mase karoserije na os kotrljanja, kao u bolidima Formule 1, koji se ne kotrljaju u zavojima. Ali za obične osobni automobili ova metoda nije prikladna iz očitih razloga.

Prošle godine Citroen je došao do prilično zgodnog tehničkog rješenja problema stabilizacije bočnog kotrljanja karoserije. Metoda se temelji na jedinstvenim svojstvima hidropneumatskog ovjesa, koji je prvi put korišten na eksperimentalnom Citroenu DS davne 1955. godine, od tada je značajno poboljšan i sada se široko koristi u automobilima ove tvrtke.
Elastični element u hidropneumatskom ovjesu Citroena ("Autopilot" # 3), kao što znate, je plin, koji je ispunjen malim kuglicama. Opterećenje plina se prenosi kroz dijafragmu na hidraulični sistem tekućine.
U ranim opcijama dizajna, gdje je bila samo jedna kugla po kotaču, promjenom količine tekućine u sustavu, bilo je moguće regulirati samo razmak od tla i položaj karoserije automobila ovisno o opterećenju. Zatim su (u Hydractive ovjesu) ugrađene dodatne kugle, a upravljanje je povjereno računalu - postalo je moguće promijeniti krutost ovjesa. Sljedeća opcija je Hydractive II ovjes s modificiranim algoritmom upravljanja.
Opremljen prilično sofisticiranim senzorskim sustavom i računalom, ovaj ovjes prati čimbenike (bočni vjetar, neravnine, jame) koji nastoje odvratiti automobil od vožnje po ravnoj liniji. Brzina vozila, položaj papučice gasa, kut upravljanja i bočno ubrzanje također se uzimaju u obzir. U slučaju nepovoljne kombinacije kontroliranih parametara, računalo odvaja dodatnu kuglu od opće konture, povećavajući krutost ovjesa. Naravno, što je ovjes tvrđi, to je manje osjetljiv na kotrljanje, zbog čega je automobil s Hydractive ili Hydractive II ovjesom, kao što je Xantia VSX, mnogo otporniji na bočne nagibe karoserije od bilo koje druge marke automobila.
Hydractive II radi dobro, nema sumnje. No, sa stajališta stabilizacije bočne stabilnosti, ovaj ovjes, unatoč svom nazivu, ponaša se kao pasivan - reagira samo na bočno ubrzanje vozila koje se već dogodilo. Naravno, s određenim zakašnjenjem.
To nije odgovaralo stručnjacima za Citroen. Osim toga, bio je grijeh ne iskoristiti potencijal same ideje hidropneumatskog ovjesa. Postojao je i sustav aktivne stabilizacije bočne stabilnosti automobila, koji je dobio ružno ime SC.CAR. Od prošle jeseni ugrađen je na serijski Citroen Xantia Activa.
Pošteno radi, treba napomenuti da su pokušaji stvaranja aktivnog stabilizacijskog sustava napravljeni i prije - prvi put je takav sustav testiran na istom eksperimentalnom Citroenu DS. Ali tada nije bilo računala.
Citroen Xantia Activa koristi, uz manje dodatke, iste elemente ovjesa kao u prethodnim verzijama. Ali sustav radi drugačije. Prva razlika je u tome što elektronika koja upravlja ovjesom ne čeka da se pojavi bočno ubrzanje, što ukazuje da je automobil već ušao u zavoj. U Activi se bočno ubrzanje predviđa prije zavoja na temelju mjerenja brzine vozila, kuta upravljanja i brzine upravljača - to povećava odziv sustava.
Automobil je, kao i obično, opremljen s dvije - prednje i stražnje - torzijske šipke protiv prevrtanja. Ali samo jedan kraj svakog od njih čvrsto je pričvršćen na njegov ovjes. Drugi je spojen na suprotni podupirač pomoću malog hidrauličkog cilindra. Hidraulični cilindri su smješteni dijagonalno, jedan na lijevom prednjem stupu, drugi na desnom stražnjem.
Sve dok je dodatna središnja kugla spojena na zajednički krug i dok je ovjes u "mekom" stanju, aktivni sustav stabilizacija ne radi - hidraulički cilindri smanjuju krutost torzijske šipke i obavljaju samo funkcije prigušenja, gaseći njezine prirodne vibracije.
Ako kombinacija izmjerenih parametara pokazuje da se automobil počeo okretati, računalo će isključiti dodatnu središnju kuglu. Istodobno, kao i kod konvencionalnog Hydractive II, povećava se krutost ovjesa. I uključuje se aktivni sustav bočne stabilizacije - zajedno s krutošću ovjesa, povećava se krutost hidrauličnih cilindara i, sukladno tome, torzijska šipka, koja počinje sprječavati kotrljanje karoserije.
Ako dođe do kotrljanja, aktivira se senzor koji ga mjeri i hidraulički cilindri se dovode dodatna količina tekućine - to ih pretvara u svojevrsne dizalice koje nasilno izravnavaju tijelo. Senzor kotrljanja se aktivira kada kut nagiba tijela prijeđe 1/2 ° - vrijednost je toliko zanemariva da se ne osjeti okom ili želucem.
Rezultat - Citroen Xantia Activa se ne kotrlja ni u zavojima, kotači ostaju okomiti na cestu, a ponašanje automobila potpuno je predvidljivo. Vjerojatno bi se prerano pojavio izraz "zauzvrat, kao na tračnicama" zapravo trebao odnositi na ovaj automobil.

Aleksandar Pikulenko