Разбираема наука за сцеплението на автомобила

Какво държи колата на пътя? Какво е тяга?

Основното изискване за всеки автомобил е способността му да захващаповърхността, по която се движи. Колкото по-силно е сцеплението, толкова по-добре и по-безопасноколата се държи в завоите.

Колкото по-висока е границата на сцепление, толкова по-бързо ще се движи колата. Това обаче не е само естеството на пътуването. Високата граница на сцепление при нормална скорост ви позволява да запазите контрола над автомобила в непредвидена ситуация.

Много шофьори не мислят много за сцеплението, докато не попаднат в ситуация, в която доброто сцепление е от съществено значение за шофирането. Като цяло това е интересна тема за обсъждане и ще се опитаме да говорим за нея просто, но от научна гледна точка.

Единственото нещо, което свързва колата с пътя, са гумите. Разбира се, освен ако нещо не падне от колата и не се влачи по пътя след нея.

Следователно гумите са изключително важни за сцеплението и има две причини за това. Първо, те самите осигуряват сцепление. Второ, всички други части на колата, които влияят на сцеплението, зависят от тях. Основното е, че гумите не се натоварват прекомерно.

Трябва да има баланс. Най-добрите гуми не трябва да се захващат добре с пътя, ако другите части на колата не им го позволяват. От друга страна, дори колата да е перфектно настроена, тя няма да може да осигури добро сцепление, ако гумите не си вършат работата.

Различните коли се нуждаят от различни гуми. Разработването на универсална гума за днешните пътища е много трудно, защото те ще трябва да осигурят отлично сцепление както при сухи, така и при мокри условия.скъпи, пестят гориво и контролират емисиите на CO2 и не са твърде шумни.

Офроуд и рали автомобилите се нуждаят от гуми със специална шарка, за да осигурят сцепление върху повредени пътища. Снежното време изисква тесни гуми с висок профил.

Въпреки че сега, напротив, всички са склонни да купуват широки гуми с нисък профил. Ето защо е препоръчително да имате два комплекта гуми: летни и зимни. Състезателните коли използват гуми без грайфер (ако регламентът позволява) и гуми без шарки, за да увеличат максимално контакта на гумата с пътната настилка и да сведат до минимум триенето. Въпреки това, на мокра писта, тези гуми ще бъдат безполезни и трябва да бъдат заменени с шарени гуми.

СЪСТАВ НА ГУМАТА

Общо казано, колкото по-мека е гумата, толкова по-добро е сцеплението. Това може да се сравни с пастата: сварената паста ще залепне добре за стената, но суровата паста не.

По-меката гума се адаптира към околната температура по-бързо, но също така може бързо да прегрее. Драгстерите имат изключително меки гуми, но дори и най-мощните от тях могат да изминат само четири секунди, така че за обикновените автомобили това дори не се обсъжда.

Гумите за обикновени пътища трябва да издържат няколко хиляди километра, така че гумите трябва да са по-здрави. Тъй като конвенционалната кола не се движи при екстремни условия като състезателна кола, тя не се нуждае от много силно сцепление.

Правилното регулиране на пружините и стабилизатора е важно не само за комфортното возене, но и за доброто сцепление. Досега много шофьори не разбират напълно, че колкото по-меко е окачването, толкова по-високо е сцеплението. Мекото движение и доброто накланяне на тялото в завой осигуряват по-малко налягане върху гумите, отколкото когато колата е почти в покой.надвесва се.

Ако това е вярно, защо окачването на съвременните автомобили от висок клас е толкова твърдо? Факт е, че ако отидете по-далеч от неработещото положение на машината, тогава геометрията на окачването се променя и работата му става по-малко ефективна.

Следователно се стремим да се движим възможно най-малко и това води до допълнително натоварване на гумите. Решението е да смените гумите с други. Колкото повече сцепление осигуряват гумите, толкова по-твърдо може да бъде окачването.

Има и аеродинамични нюанси, ще обсъдим това по-късно. Крилата на болидите от Формула 1 са най-ефективни, когато са под определен ъгъл. Този ъгъл може да се постигне само с много твърдо окачване.

АЕРОДИНАМИКА: ФОРМА НА ТЯЛОТО

По-рано беше обичайно колите да имат повече или по-малко изправен нос и дълъг плосък капак. Всичко щеше да е наред, защото скоростите не бяха толкова високи. Когато обаче започнаха да се произвеждат по-мощни машини, тази форма на корпуса стана проблем.

Въздухът се издигна нагоре, след като влезе в контакт с носа на колата, но след това едва докосна колата, докато не се настани върху предното стъкло. Имаше голяма зона с ниско налягане над капака и това беше истинска аеродинамична катастрофа, защото нямаше достатъчно въздух, който да натисне капака и да попречи на колата да се издигне.

При високи скорости това означава, че гумите упражняват много малко налягане върху пътя. В екстремни ситуации гумите не осигуряват адекватно сцепление при завиване. По-ниският нос и ъгловият преден капак на днешните автомобили са предназначени предимно за пестене на гориво, но този подход също помогна за решаването на проблема със сцеплението.

АЕРОДИНАМИКА: КРИЛА

През 60-те години на миналия век мотоциклетистите направиха голям пробив в аеродинамиката, като поставиха калници на колите си. Крилата са проектирани по такъв начин, че въздухът да се движи по-бързо под тях, отколкото над тях. Бързо движещият се въздух е с по-малка плътност от бавно движещия се въздух, така че има по-голям натиск върху горната част, отколкото върху дъното на колата. Крилата трябваше да бъдат премахнати.

Тъй като калниците са станали част от шасито, цялата кола също е хлътнала малко. Сега гумите имат повече сцепление, защото могат да бъдат натиснати по-силно, преди да започнат да се плъзгат.

Крилата осигуряват сериозно аеродинамично съпротивление, но не достатъчно, за да неутрализира допълнителното сцепление (ако приемем, че крилото е добре проектирано). Ако премахнете крилата от състезателна кола, тя ще бъде няколко пъти по-бърза на прав път, но ще забави движението си в завоите, което ще повлияе сериозно на времето на състезателната обиколка.

Калниците на съвременните болиди от Формула 1 са много сложни и напълно непрактични за използване на пътя. Въпреки това, не е необичайно да видите по-прост дизайн на крилата на мощни автомобили и дори на горещи хечбеци.

АЕРОДИНАМИКА: ОСНОВА НА ТЯЛОТО

Следващата стъпка в подобряването на аеродинамиката на болидите от Формула 1 беше да се превърне основата на каросерията в едно голямо крило и да се добави "пола", за да не влиза въздух отстрани.

Това обаче скоро беше забранено от правилата на състезанието, тъй като колите достигнаха плашещи скорости. Днес не можете да използвате "пола", а дъното на колата трябва да е плоско.

Плоското дъно обаче е полезно, защото помага за намаляване на съпротивлението под машината. Това е особено ефективно, ако дифузьорът е разположенв задната част на дъното. Това увеличава скоростта на въздуха под машината, намалява налягането и притиска машината надолу.

Влиянието на всички тези модификации върху конвенционална кола ще бъде минимално, тъй като е много трудно да се направи плоско дъно.

Да, можете да видите коли по пътя с нещо, което прилича на дифузьор (така производителите наричат ​​тази част), но обикновено е твърде високо, за да бъде ефективно и е там само за красота.

Леките превозни средства оказват по-малко натиск върху гумите от тежките превозни средства, така че ще имат по-добро сцепление, при равни други условия.

В идеалния случай бих искал тежестта да е в центъра на колата. Реално тежестта е само в единия край, там гумите работят по-усилено. В този случай трябва да настроите окачването или да изберете гуми, като имате предвид този факт.

Идеалната ситуация е, когато двигателят е пред задните колела. Това е страхотно за суперавтомобили и някои евтини спортни коли, но е напълно неприемливо за нормални коли, защото не оставя място за пътници отзад и за багаж.

ЦЕНТЪР НА ТЕЖЕСТТА

Друг аспект, свързан с теглото на машината, е центърът на тежестта. Можем да обясним този научен факт много ясно, ако вземем за пример кибритена кутия или дори молив.

По-лесно е да изпуснете тези предмети, когато са от единия край (висок център на тежестта), отколкото когато са плоски на повърхността (нисък център на тежестта).

Колкото по-нисък е центърът на тежестта, толкова по-трудно е прехвърлянето на тежестта от едната страна на машината към другата.

По-малкото прехвърляне на тегло означава по-малко напрежение върху външните гуми, което от своя страна позволява на машината да работи по-бързокарайте по завоите, тъй като колелата нямат време да загубят сцепление.

Поръчковите състезателни автомобили са много ниски и всичко в тях е възможно най-близо до земята поради тази причина.

Това е невъзможно да се направи в пътна кола, но спортните модели все още имат ясно предимство пред семейните автомобили и дори SUV.

ПОЗИЦИЯ НА КОЛЕЛОТО

Разстоянието между дясното и лявото колело, което се нарича следа, е много важно.

Колкото по-голям е той, толкова по-малко се пренася теглото на автомобила при завиване. Тоест машина с висок център на тежестта може да носи значителна тежест, ако коловозът е достатъчно широк.

По-разпространеното име за коловоз е междуосие, но то се отнася до разстоянието между предните и задните колела.

Превозните средства с дълго междуосие са по-стабилни в динамични завои, но по-малко пъргави при забавено движение. При колите с късо междуосие съответно е обратното.

Връзката между коловоза и междуосието играе голяма роля. Автомобил с късо междуосие може да има подобно представяне като автомобил с дълго междуосие, ако самият автомобил е много тесен. В идеалния случай, разбира се, трябва да е и много ниско.

КЪДЕ СТИГА МОЩНОСТТА

Гумите се деформират, когато върху тях се приложи сила, по-специално въртящ момент. Що се отнася до сцеплението, решаващият фактор е кои колела работят и кои не.

Превозните средства с предно предаване са склонни да губят сцепление отпред. Също така трябва да имате предвид, че задните гуми вече са под напрежение, защото тежестта на двигателя и скоростната кутия се прехвърля върху тях.

Превозните средства със задно задвижване са по-добри в поддържането на баланс, но все пак са склонни да губят сцепление отзад.

Най-добрият вариант е кола със задвижване на четирите колела, не защото осигурява по-добро сцепление, а защото загубата на сцепление е по-малка.

Да, при превозните средства 4x4 гумите носят допълнителна тежест, но всяка гума поема само една четвърт от мощността на двигателя, а не половината, така че има по-малко налягане върху гумите.

Задвижването на всички колела е идеално за бързи шосейни коли, рали коли и SUV, но не и за болиди от Формула 1, тъй като в този случай има какво да се жертва по отношение на дизайна на състезателния автомобил.

НАЙ-ВАЖНОТО

Без значение какви трикове използва производителят, за да осигури добро сцепление, най-важният фактор е водачът.

Дори и да сте малък автомобилен експерт, можете да поддържате високо ниво на сцепление, като наблюдавате поведението на вашия автомобил, плавно управление, не включвате двигателя на пълна мощност без нужда, избирате оптималната скорост в завой и внимателно наблюдавате пътя и условията на шофиране. Само в този случай, във всяка ситуация, винаги можете да забавите плавно без негативни последици.

Не само вие самите ще станете по-добър шофьор, но и колата ви ще бъде по-добра.

---