Тестування та регулювання автомобіля
Глава 10. Тестування та регулювання автомобіля
Після проведення всіх регулювань, описаних у попередніх розділах цієї книги, потрібно провести дорожні випробування автомобіля, оскільки на практиці поведінка автомобіля може відрізнятися від теорії. Наприклад, якщо автомобіль має колеса з негативним сходженням, передбачається, що на прямий автомобіль вимагатиме певного впливу з боку водія, він трохи « нишпоритиме » по трасі. Але це невелика плата за те, що при проходженні поворотів такий автомобіль буде стабільним «стояти як на рейках».
Установка коліс
Розподіл ваги автомобіля по осях (55% на передній міст та 45% на задній).
Перш ніж приступити до тестування автомобіля, бажано провести повторні перевірки налаштувань автомобіля. Безглуздо думати, що без цих перевірок на тестах всі неприємності виявляться самі собою.
Встановіть автомобіль на рівну горизонтальну підлогу та встановіть передні колеса у положення прямолінійного руху (поки що візуально). Перевірте рівність довжин рульової тяги. Перевірка такого роду злегка скидається на шаманство, оскільки обидві кульові з'єднання важеля закриті чохлами, проте оцінка все ж таки може бути проведена досить точно. При необхідності потрібно відрегулювати довжину тяги так, щоб їх довжини були однаковими.
Декілька разів прокотіть автомобіль вперед і назад приблизно на 10 метрів для встановлення підвіски. Переконайтеся, що автомобіль рухається прямою і не має тенденції до повороту. Закріпіть кермо так, щоб воно не могло обертатися. Доступним Вам способом виміряйте сходження коліс. У найвірогіднішому випадку сходження коліс із двох сторін буде не однаковим. Видаліть фіксатор рульового колеса, злегка поверніть кермо довирівнювання сходження коліс. Якщо праве колесо має більше негативне сходження (або менше позитивне сходження), ніж ліве колесо, кермо потрібно повернути ліворуч і навпаки. Знову закріпіть кермо і покатайте автомобіль вперед і назад. Перевірте рівність сходження коліс.
Після визначення центрального положення кермового керування при необхідності переставте кермо на його шліцях так, щоб центральне положення завжди легко розпізнавалася. У більшості випадків кермо спортивного автомобіля має три спиці, встановлені в положеннях 2, 10 і 6 годин. Спиця положення "6 годин" повинна відповідати центральному положенню кермового управління. Звичайно, варіанти встановлення мітки центрального положення можуть бути й іншими, але легко розпізнаються.
Коли автомобіль рухається прямою і рівною дорогою рульове колесо завжди залишається в центральному положенні (за винятком наявності помітного поперечного ухилу дороги). Таким чином, мітка центрального положення стає орієнтиром визначення установки коліс в положенні прямолінійного руху.
Знову перевірте сходження коліс, за потреби відрегулюйте довжину рульової тяги. Перевірте відповідність величини сходження коліс технічним вимогам. Оскільки в вимогах величина сходження дається з допуском, намагайтеся встановлювати сходження ближче до мінімального кордону. Для перевірки відгуку автомобіля на встановлене сходження проведіть три тести з нульовим сходженням і позитивним (3 мм) і негативним (3 мм) сходженням. Проведіть три дорожні тести.
Отже, ми правильно встановили кермо, сходження передніх коліс і довжини кермових тяг. Тепер потрібно перевірити встановлення коліс на стенді. Якщо автомобіль із залежною задньою підвіскою, то ми повинніотримати 0 градусів сходження, що говорить про правильне встановлення заднього моста. Якщо прилад показує, що одне колесо має позитивне сходження, а друге негативне, то вісь встановлена не перпендикулярно шасі і потрібне регулювання. В іншому випадку виникає надмірна повертаність автомобіля з одного боку, коли заднє колесо з негативним сходженням стає зовнішнім по відношенню до повороту і навпаки.
При незалежній задній підвісці обидва колеса повинні мати однакове сходження (налаштування сходження задніх коліс краще проводити на спеціальному обладнанні). Негативне сходження задніх коліс у незалежній підвісці завжди веде до поганих результатів: недостатньої повертаності та підрулювання задніх коліс на нерівній дорозі. Причому підрулювання дуже часто буває непередбачуваним і збиває водія з пантелику. Отже, встановлюєте позитивне сходження коліс незалежної задньої підвіски. У середньому хороші результати досягаються при сходження в 3 мм (1,5 мм на кожне колесо).
Розподіл ваги на колесах
Розподіл ваги по індивідуальних колесах (рівність навантаження на колеса з різних боків, але не по осях).
Розподіл ваги по індивідуальних колесах (велика нерівність розподілу навантаження).
Розподіл ваги автомобіля за діагоналями.
Автомобіль у лівому повороті має надмірну повертаність.
Автомобіль у правому повороті має недостатню повертаність.
Центральна вісь автомобіля (X-Y).
Правильне розподілення ваги автомобіля по колесах забезпечує хорошу керованість автомобіля. Те, що автомобіль має чотири колеса, не означає, що на кожне колесо має припадати чвертьваги автомобіля. Нехай автомобіль важить 726 кг. Нехай розподіл ваги по осях автомобіля становить 55/45 (тобто 55% ваги посідає передні колеса, 45% — задні). Таким чином, передні колеса припадає 400 кг, на задні 326 кг.
Іншим чинником розподілу ваги є рівність навантаження колеса одного моста. Якщо вага розподілена порівну, то кожне переднє колесо припадає по 200 кг навантаження, але в кожне заднє — по 168 кг. Чим рівномірніше розподіляється вага по окремих колесах (одного мосту), тим краще керованість автомобіля.
Примітка перекладача: власне, розподіл ваги мостами автомобіля (становище центру тяжкості) так само відіграє немалу роль у забезпеченні керованості. Це питання у пропонованій книзі не порушується.
В ідеальному випадку завантаження коліс одного моста має бути однаковим, що на практиці не завжди можна досягти. Різниця завантаження коліс по різні боки автомобіля може бути досить значною, що призведе до серйозних проблем з керованістю автомобіля. Крім того, часто не розглядають баланс ваги за діагоналями автомобіля. У нашому числовому прикладі розподілу навантаження по осях (440 кг + 326 кг) не йдеться про те, скільки ваги автомобіля посідає індивідуальне колесо.
Якщо натяг пружин підвіски відрегульований при значній відмінності навантаження на індивідуальні колеса, кузов автомобіля може займати цілком прийнятне положення, але компоненти підвіски при цьому будуть встановлені дуже нерівномірно. Приклад нерівномірного розподілу ваги показаний малюнку (див. наступну сторінку). У більшості випадків такі важкі вузли, як двигун, коробка передач, паливний бак намагаються розташувати по центральній осі автомобіля для того, щоб їхня вага рівномірно розподілялася.по колесах однієї осі.
Важливим моментом є той факт, що навантаження, що припадає на передню і задню вісь, передається на колеса через пружні елементи підвіски (пружини або ресори). Це дуже важливий момент, оскільки при неправильному регулюванні попереднього стиснення пружин навіть при положенні центру ваги автомобіля точно на центральній осі, розподіл ваги по колесах буде різним.
Звідси виникає безумовна вимога попереднього підбору жорсткості пружин підвіски. Рівність характеристик пружин забезпечить рівність навантаження на колесах (однієї осі). Застосування стояків coil-over дозволяє легко відрегулювати стиснення пружин.
Розглянемо ситуацію виникнення нерівномірного розподілу навантаження на колеса. Наприклад, пружина правого заднього колеса стала більш жорсткою (в результаті пошкодження компонентів підвіски, не коректного регулювання сідла і пружини). В даному випадку потрібно відновити баланс розподілу ваги по діагоналі автомобіля до лівого переднього колеса, а не до правого переднього, як здається. Слід відрегулювати ліву передню пружину так, щоб автомобіль вирівнявся відносно поверхні. Але вага, що припадає на колеса, буде розподілена нерівномірно.
У випадку, коли велике навантаження припадатиме на ліве переднє та праве заднє колеса, праве переднє та ліве заднє колеса не будуть підтримувати автомобіль, оскільки вони недовантажені, що негайно позначиться при русі на високій швидкості: скажімо, при швидкому проходженні лівого повороту автомобіль буде виявляти надмірну повертаність (передбачається, що з геометрією підвіски все гаразд). Автомобіль через більше статичного навантаження припадає на ліве переднє колесо, дуже добре зайде в поворот, але потім високе завантаження правогозаднього колеса «заганятиме» автомобіль усередину повороту. Ця поведінка автомобіля, особливо спортивного, абсолютно неприпустима, керувати ним дуже важко.
Звичайно, якщо автомобіль проходить тільки односторонні повороти (перегони по овалу), такий розподіл ваги може дати деякі переваги. Проблеми створює велику нерівність розподілу ваги по колесах. Якщо пружини підвіски встановлені досить м'які, нерівність завантаження коліс проявляється сильніше, ніж при жорстких пружинах. Розберемо рекомендації щодо завантаження коліс двомісного спортивного автомобіля вагою 680 кг. Загальним питанням буде, скільки людей, дві чи одна, перебуває в автомобілі. Більшість спортивних автомобілів мають сидіння, розташовані дуже близько один до одного і наскільки можна близько до центральної осі автомобіля. Це означає, що при посадці тільки одного водія баланс навантаження на колеса змінюється незначно і не створює великих проблем. Звичайно, порушення балансу залежить від того, якої ваги водій, яку жорсткість мають пружини підвіски та на якій відстані від центру автомобіля встановлено сидіння. Якщо кращого балансу було досягнуто на конкретному автомобілі при посадці двох осіб, нехтування установкою баласту (у ситуації тільки з одним водієм) може призвести до проблем розподілу ваги, особливо в умовах, за яких потрібна оптимальна керованість.
При посадці двох людей вага автомобіля збільшується приблизно на 130 кг. Оскільки сидіння розташовані з різних боків від центральної осі автомобіля, ця додаткова вага розподіляється по колесах більш менш рівномірно. Звичайно, вага двох людей може бути різною, що призводить до деякого компромісу в налаштуваннях. Якщо важча людина сідає праворуч, її вагасприймається переважно правим заднім і лівим переднім колесами, ніж лівим заднім і правим переднім колесами, цим злегка порушуючи баланс навантаження на колеса.
Інший чинник зміни балансу – жорсткість пружин підвіски. При більш жорстких пружинах зміна навантаження на колеса при посадці водія відбувається меншою мірою, ніж м'яких пружинах (менше зміна геометрії). Іноді буває так, що пружини настільки жорсткі, що посадка водія не позначається на висоті автомобіля. Вибір жорсткості пружин підвіски є важливим моментом у вирішенні проблеми розподілу ваги при посадці двох або однієї людини. Пружини повинні бути достатньо, але не надмірно жорсткими. Наприклад, для автомобіля загальною масою 680÷720 кг із переднім розташуванням двигуна жорсткість передніх пружин має бути приблизно 45÷63 кг/см, а жорсткість задніх — 23÷36 кг/см.
Вирішення питання, брати чи ні до уваги вагу водія та штурмана під час встановлення балансу навантаження на колеса, залежить від конкретної ситуації. Наприклад, у кільцевих перегонах облік ваги водія абсолютно необхідний. Якщо автомобіль має жорстку підвіску, то вага водія не позначиться на геометрії підвіски, але зміна жорсткості підвіски може позначитися на керованості.
Якщо при посадці водія підвіска просідає більш ніж на 6 мм, то ймовірно пружини занадто м'які і їх потрібно замінити, щоб уникнути втрати геометрії підвіски.
Тепер розглянемо дію відцентрових сил під час проходження поворотів. Нахил кузова, що виникає під дією цих сил, загострює початковий дисбаланс розподілу ваги, іноді дуже значно. Тому якщо є можливість встановити сидіння водія ближче до центральної осі автомобіля хоча б на 25÷50 мм, це треба зробити. Спортивні сидіння достатньовузькі, щоб пересунути їх ближче до центру без створення незручностей у роботі педалями.
Якщо при налаштуванні підвіски береться до уваги вага водія, він або баласт такої ж ваги повинен знаходитися на своєму місці. Встановіть автомобіль на рівну горизонтальну поверхню і підніміть автомобіль за середину картера головної передачі заднього моста. Відрегулюйте передню підвіску (опустити високий край та/або підняти низький край автомобіля) так, щоб точки кріплення важелів підвіски з обох боків були на одній висоті над підлогою. Якщо автомобіль має задню залежну підвіску, потрібно відрегулювати зазор між задніми колесами та підлогою. Якщо автомобіль має задню незалежну підвіску, задні колеса мають бути опущені на підлогу, а передні колеса вивішуються (домкрат встановлюється по центру ближче до переднього мосту). Далі проводиться регулювання пружин задньої підвіски до вирівнювання висот точок кріплення важелів над підлогою.