Načini sprječavanja prevrtanja automobila van puta

“Uši”, “somersault”, “somersault”, “overkill”... Koliko naziva postoji za tako jednostavnu i, nažalost, čestu off-road pojavu kao što je prevrtanje. A što je ozbiljnija priprema automobila, veće su šanse pilota da zasluži titulu "Carlson, koji je ležao na krovu". Poznate su narodne metode rješavanja prevrtanja. Ali da li su efikasne (i ako su efektivne, koliko efektivne)? Općenito, već ste shvatili da smo odlučili da pokušamo najbolje što možemo da riješimo ovaj problem. Kako kažu, u korist prosperiteta džipinga, i naravno, iz pretjerano razvijene prirodne radoznalosti...

Ekspedicijska Toyota je dovedena kao "padajući zec" na naš neobičan test. Land cruiser 105 sa 1KZ motorom. Izbor je zbog činjenice da je ovaj automobil, uz sav svoj ceremonijalno-sjajni izgled, svojevremeno prošao prilično ozbiljnu terensku obuku, pa mu je, shodno tome, centar mase "skočio" daleko. A razlog tome su točkovi prečnika 35 inča, podizanje od 3 inča, pa čak i 7 centimetara podizanja karoserije. Na kraju, postojala je opcija tipičan auto koriste ljubitelji kratkih i duga putovanja na mjestima koja nisu prekrivena asfaltom. Ko je rekao: "A šta je sa Land Roverom"? Ne, da se dogovorimo: danas se ne raspravljamo o tome ko je više valjak i ekspeditivniji, već samo govorimo o načinima da se spriječi prevrtanje. Općenito, uvodni su sljedeći: postoji podignuti TLC105 (ali, ponavljam, u ovom slučaju marka i model su neprincipijelni), postoji platforma za prevrtanje automobila, postoji more entuzijazma i par užadi. To znači da možete početi!

Metoda egzotičnih opažanja

Kao polaznu tačku, prevrnuli smo auto u, da tako kažem, netaknutom stanju. Odnosno, u kabini i tovarni prostor prazan, a ni na ekspedicijskom prtljažniku ništa ne leži. Imat ćemo nešto poput “šporeta” iz kojeg ćemo morati “plesati” u pokušaju da izvučemo neke logične zaključke. U stvari, mora se reći da svi testovi prevrtanja izgledaju otprilike isto. Prvo se automobil postavlja na platformu s kotačima s jedne strane oslonjenim na posebnu restriktivnu šinu, a zatim se granični pojasevi učvršćuju na karoseriju. Zatim, poštujući pritisak na crveno dugme, moćni hidraulički sistem počinje da naginje platformu. U ovom trenutku samo čekamo, uživamo u spektaklu. Ali, moram reći da u početku nema ničeg posebnog za uživanje: auto samo čvrsto stoji sa točkovima na površini. Ali kada se postignu uglovi od oko 25-30 stepeni, počinju da se dešavaju zanimljive stvari. Prvo, karoserija se nevoljko kotrlja (hod ovjesa se razrađuje).

Zatim, ako se radi o SUV-u sa zavisnim ovjesom i teški motor, obično počinje da se odvaja od platforme prednji točak. Ovo je takozvani „prvi poziv“, koji ukazuje na ... ne, ne o početku prevrtanja, već samo da je povratni hod prednjeg ovjesa završen. Ipak, dolazi trenutak ekstremne napetosti. Vidio sam to toliko puta, ali još ne mogu da se naviknem... A onda je auto konačno otkinuo točkove sa površine platforme, naglo se zanjihao u pravcu kotrljanja i bespomoćno visio o pojasevi... Ovo je prekretnica. Vrijeme je za mjerenja i zapise. I ovoga puta zabilježili smo sljedeće brojke: 42°13' - prevrtanje platforme i 48°35' - okretanje karoserije. Odnosno, relativni nagib karoserije bio je 6°22'.

Da... Cifre, blago rečeno, nisu rekordne. Ne, za podignuti automobil to je izgleda normalno, ali je potpuno neprihvatljivo, na primjer, za manevre velikom brzinom na tvrdoj površini. Inače, prevrnuvši automobil na drugu stranu (imajući u vidu Panhard šipku, koja daje asimetriju ovjesa), dobili smo nešto drugačije rezultate: prazan auto je pao na lijevu stranu već pod uglom od 41 °19', a kotrljaj je bio 6°45'. Sve dalje eksperimente ćemo staviti sa nagibom udesno, suvozačevo, bočno, ali imajte na umu da se svi automobili s volanom na lijevoj strani sa sličnim tipom ovjesa u statičkom stanju okreću ulijevo oko jedan stepen ranije. Inače, u dinamici razlika će biti još uočljivija.

Bold "Vasya"

Sljedeća faza naših eksperimenata bila je simulacija stvarnog utovara automobila u uvjetima ekspedicije ili trofejnog napada. Pokušajmo prvo maksimalno. Pretpostavili smo da se radi o četiri osobe, cca 100 kg tovarni prostor i još oko 100 kg na gornjem nosaču. "Kilogrami" su radili merne vreće sa peskom (po 25 kg). Četiri lutke napunjene vodom sa originalnim ruskim imenima Vasilij „sjele“ su na stolice. I čovjek je skoro 90 posto voda, pa su nam skoro kao braća. Stoga autoru nije bilo teško zamisliti sebe kao manekenku. Dakle, pročitajte fantaziju na temu "Šta da sjedimo unutra" ... Uz zvuk zamišljenih marševa zadnji red je "punila" dva volontera, od kojih jedan sada piše ove redove. Pa, da počnemo?

Ma, dobro, i senzacije... Uostalom, poznato je da se u autu rolne percipiraju mnogo jače nego što bi zapravo trebale biti. Vestibularni aparat je takav reosiguravač, i nemoj da kažeš... Pa, sećam se, počeo sam nekako u probi... Pa stani, koji je sad ugao? Kako je samo 30 stepeni?! Već sam u autu, jedva se držim, ali ipak vrijedi! A odozgo gleda procenjujuće... Andrej Kuprin (ne znam zašto, ali hteo sam da ubacim ovog lika 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 prevrtanje karoserije u trenutku razdvajanja je više od 10 stepeni! To su pokazatelji... Da stvarno sjedimo unutra, teško da bismo mogli odoljeti. Ali automobil je „pao“ izuzetno rano, a pritom je birao i čitav hod ovjesa.

Dobro, sad pokušavamo bez "plastičnih ljudi" koji sjede iza, ali sa "posadom" od dva "vasilija" na sjedištu vozača i navigatora. Da, i, naravno, sa opterećenjem. Ugao prevrtanja je odmah skočio na oznaku od 39°08' uz prevrtanje od 7°03'. Odnosno, sa standardnim opterećenjem od "2 osobe plus teret", imamo smanjenje stabilnosti za 3 stepena. Ne mnogo. Ali ovu vrijednost ćemo uzeti kao najbližu stvarnosti kao polaznu tačku za sve daljnje muke.

Narodni predznaci

Priznajem, uprkos činjenici da sam osoba iz materijalnog svijeta, ipak vjerujem u neke znakove. Postoji grijeh. Štaviše, priča se i dalje o njihovoj izuzetnoj, gotovo stopostotnoj "prodajnosti". Zapravo, o čemu ja pričam? O da, o narodnim metodama borbe protiv puča. Prva metoda je sljedeća: ako ne želite da se prevrnete, smanjite pritisak u gumama na uzbrdici ruba. Auto će se izjednačiti i šanse za preterivanje će biti svedene na mikroskopske. Hajde da proverimo? Toyota cvrči vazduh kroz obrnute kalemove i sprema se da demonstrira čuda stabilnosti. U levim točkovima pritisak je 0,6 atm, a kotrljanje karoserije na ravnoj površini je skoro 4 stepena.

Pritisnemo dugme, a platforma polako gura automobil do nepopravljivog. I ovdje vidimo zanimljivu sliku. Nakon razrade kretanja ovjesa, kotači se počinju ... "naduvati". Odnosno, opterećenje sa strane se mijenja, a probušene gume više ne utječu ni na što! I zaista, zabilježili smo potpuni gubitak stabilnosti na oko 38°35'. Slika je ispala ovako: sa probušenim gumama automobil je pao ranije nego sa napuhanim, za više od pola stepena. Neka ne mnogo, ali prije! Odnosno, jednostavno ne govorimo o poboljšanju stabilnosti u ovom slučaju. Dakle, precrtavamo jedan "tačan" način...

Sledeći način. Navigator visi na osloncu za noge (džiperi su to špijunirali na jedriličarima). Rečeno je da je metoda prilično efikasna. Ali mi, prema zakonima žanra, sumnjamo. A mi ćemo sumnjati dok kompresor "zabija pritisak na putu" u gume eksperimentalnog Land Cruisera. Pa, kad on završi... Generalno, stojim na neumoljivom vagonu i čeznem. Šale i šale o velikom udjelu ORD pretraživača lete mimo bez poskakivanja... Platforma se rotira uz karakteristično brujanje, auto ispod mene se spušta, a svijet se okreće naopačke. Ne, gospodo, iskreno, zauzeo sam takvu neprirodnu pozu samo radi čistoće eksperimenta, kako bih maksimalno nagnuo auto.

I, znate, sve ove muke nisu bile uzaludne: rad sa živom protivtegom je dao efekta! Kao rezultat toga, ugao je porastao na 40° 14’! Malo spuštamo platformu, a drugi učesnik testa skače na prag snage. Sada nas je dvoje, ali ova mjera samo povećava ugao na 40° 54', što je manje od jednog stepena. Iz čega zaključujemo: nositi dva navigatora za balast je gubitak. Ali u svakom slučaju, mora se priznati da metoda radi. Za vraćanje jednog i po stepena stabilnosti automobilu u kritičnim krivinama je, blago rečeno, mnogo. Da rezimiramo: efikasnost "muškarca" je prilično visoka.

Pogledajmo sada prekomorska prostranstva, gdje se nemirni posmatrači penju preko kamenja, povremeno sprečavajući automobile da se prevrnu mišićavom, da tako kažem, snagom. Štaviše, često uspijevaju... Dakle, treba nam debelo uže i dinamometar. Vežemo naš "konop". trank za prosleđivanje, na njega pričvrstimo dinamometar i ... Generalno, stojim, držeći kabl u rukama, i čekam trenutak kada trebam pokazati čuda junačke snage. I pokazao je to! Sa silom od 50 kg "uštedio" sam čak 1°34' stacionarnog stanja, a kada sam se povukao i "uzeo uteg" 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 automobila sajlom - uživo! Barem od onih koje sam probao, najefikasniji je.

Zapravo od narodni lekovi ostao je samo “varvarski” metod. Ovo je vještačko ograničenje hoda ovjesa s gornje strane padine. Ne pre rečeno nego učinjeno. A sada već ronim ispod auta i sabijam opruge banalnim kaiševima za vezivanje sa "čegrtaljkom". Ali pošto mi posle vežbi sa konopcem nije preostalo mnogo snage, uspevam da postignem ugao prevrtanja "u stranu padine" od samo 2 stepena. Međutim, ovo je sasvim dovoljno za eksperiment... Grunts hidraulički pogoni ovoga puta štand nas je dosta dugo zadovoljio, ali razlika je bila potpuno nevidljiva oku. Ali nije sve izgubljeno. Mjerimo... Ne, čudo se, naravno, nije dogodilo, ali ovom jednostavnom akcijom smo postigli isti rezultat kao sa dvije "žive protivteže"! U bilježnici su se pojavile brojke: 40 ° 49 'sa nagibom karoserije od 4 ° 46 '. Veoma dobar rezultat. Naravno, ne kao u opciji "sa konopcem", ali i sasvim prihvatljivo. I šta, tri metode od četiri - ovo je jako dobar rezultat. Čak bih rekao pozitivno.

Sve u jednu svrhu

A sada pažnja: umjesto zaključaka i blatenja misli u pseudonaučne termine, odlučili smo da to učinimo lakše. Šta će se desiti ako sve metode borbe protiv prevrtanja, koje su dale pozitivan rezultat, primenimo jedinstveno? Na zbunjeno "kako je?" Odgovaram: tačka jedan - potpuno istovar automobila, uključujući demontažu rezervnog točka, tačka dva - tri na stepenicama, tačka tri - jedna osoba sa užetom, spremna da da kalibrisano 50 kg napora. I znate, i pored smijeha i šale koji su se slijevali u procesu odgurivanja platforme sa horizontalnog "gala", izdržali smo, kako kažu, do posljednjeg. Zadržali su se, očigledno, ne uzalud: rezultat je 52 stepena !!! Pod takvim uglovima, mali krosoveri se prevrću, a evo terenca sa ramom!

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

Kada automobil prođe skretanje, stvara se centrifugalna sila koja teži da otkotrlja automobil ili ga, u ekstremnom slučaju, prevrnuti. Odgovarajuće formule za izračunavanje ovih sila date su u dodatku. Količina kotrljanja zavisi od veličine centrifugalnih sila i udaljenosti između tačke primene centrifugalnih sila (tj. težišta automobila) i metacentra automobila, tj. od veličine momenta prevrtanja auto.

Automobil sa elastičnim ovjesom se kotrlja u odnosu na metacentar, čiji položaj zavisi od načina na koji su točkovi povezani sa opruženom masom vozila. Slika 1 pokazuje kako odrediti poziciju metacentra za najtipičnije postavke kotača.

Rice. 1. Određivanje metacentra različitim metodama
nosači kotača

Na prvoj slici je riječ o kratkoj oscilirajućoj osovini čije je oscilirajuće središte označeno sa S 1 . Koordinate metacentra određuju se na sljedeći način: tačka kontakta gume sa tlom povezana je sa zakretnim centrom osovine točka; tačka preseka ove linije sa ravninom simetrije automobila daće položaj njegovog metacentra S.

Isto se radi i u drugom slučaju, kada je kotač okačen na dvije poluge različite dužine. Gornja poluga se okreće oko tačke S 1, a donja - u odnosu na tačku S 2 . Na nastavku osa ovih poluga u tački ukrštanja je stvarno trenutno središte oscilovanja točka S 3 . Povezujući ga sa tačkom kontakta točka sa cestom, pronađite metacentar S na visini h 2 iznad tla u tački preseka ove linije sa ravninom simetrije automobila.

Trenutni centar zamaha točka pri korištenju ovjesa MacPherson nalazi se na sljedeći način: okomita na os teleskopskog elastičnog ovjesa je nacrtana u gornjoj točki njegovog pričvršćenja, a os donjeg kraka se ljulja u odnosu na tačku S 1 je produžen. Stvarni centar trenutnog zamaha točka je na njihovom preseku, tj. u tački S 2 ; položaj metacentra S određen je već opisanom metodom: nalazi se na visini h 3 .

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

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

Ovaj momenat se mora uočiti i ugasiti, u kojem se javlja takozvani povratni trenutak. Njegova vrijednost u ovom slučaju je jednaka 2h"ca", gdje je h" kompresija elastičnog ovjesnog elementa; c je krutost elementa ovjesa.

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

Ako je metacentar nizak, tada će rame t biti veliko. Niska krutost elastičnih elemenata ovjesa također dovodi do povećanja kotrljanja automobila.

Da bi se smanjio kotrljanje automobila, posebno ako ima mekani ovjes, na njega je ugrađen stabilizator. Najčešće se koriste torzijski stabilizatori (vidi sliku 3).

Stabilizator 1 takođe ima torzionu šipku. Za podešavanje opterećenja, jedna od gornjih poluga 2 ima podesivu dužinu.

Ovo je posebna torzijska opruga postavljena preko automobila i povezana polugama sa točkovima. Ako oba točka udare u prepreku istovremeno, stabilizator će se okrenuti, ali se neće izvrnuti. Ako jedan točak udari u prepreku, stabilizator, uvijajući se, teži da podigne drugi točak. Kada automobil prođe zavoj, elastični element ovjesa unutrašnjeg (u odnosu na zaokret) točka je komprimiran, stabilizator teži da komprimira elastični ovjes vanjskog kotača (prema skretanju), čime se sprječava prekomjerno kotrljanje kotača. auto. Uvijanjem, stabilizator jače sabija vanjski (prema zavoju) elastični ovjes, dok se unutrašnji (prema skretanju) rasterećuje.

Postoji mnogo različitih načina za stabilizaciju automobila. Kada koristite hidraulički ili vazdušno ogibljenje možete ugraditi najjednostavniji stabilizator - poprečnu lisnatu oprugu, koja je montirana u dva gumena bloka, kao što je prikazano na sl. 4.

Rice. 4. Prednja osovina automobila Fiat sa poprečnom lisnatom oprugom montiranom u dva gumena bloka i koja služi kao stabilizator

Kada se jedan točak podigne, opruga će se saviti, njeno središte će se pomeriti naniže, a kraj opruge sa druge strane će se pomeriti prema gore.

Automobil sa stražnjim motorom ima skraćene oscilirajuće osovine pozadi, a prednji kotači su postavljeni na dvije poluge. Prema sl. 1 na prvoj slici, visina metacentra h 1 je velika, a na prednjem mostu na drugoj slici je mala h 2 . Ako posmatramo automobil kao krutu cjelinu, tada će njegovo kotrljanje biti uglavnom ograničeno stražnja osovina, što se manifestuje povećanim opterećenjem na vanjskom stražnjem kotaču. Budući da stabilizator u određenoj mjeri preraspoređuje opterećenje na kotače i povećava se, a automobil postaje preupravljan. Ako je stabilizator postavljen na prednja osovina, tada će se povećati vrijednost povratnog momenta (Nm / °) i stabilnost automobila protiv kotrljanja. Ovo će povećati njegovo opterećenje i bočnu vuču, zbog čega se prekomjerno upravljanje vozilom može promijeniti u podupravljanje.

Za precizniji proračun bočne stabilnosti automobila potrebno je uzeti u obzir elastičnost karoserije za uvijanje. Oba mosta su povezana jednom torzijskom oprugom. Neophodno je da karoserija ima dovoljnu torzionu krutost i da ne djeluje kao neki elastični neprigušeni element koji utiče na kontrolu automobila. Torziona krutost karoserije izražava se momentom Nm, koji izaziva relativnu rotaciju za 1° dvije ravni karoserije, međusobno udaljene 1 m. Krutosti karoserije nekih automobila su date u tabeli 7.

Tabela 7. Krutost karoserije automobila

Parametri	modeli automobila
	Simka 1000	Tatra 603	Wartburg	Mercedes Benz 220SE
Trag prednjih točkova (mm)	1250	1403	1190	1470
Track zadnji točkovi(mm)	1234	1400	1260	1485
Međuosovinsko rastojanje (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
Maks. otklon (mm)	1,08	0,52	0,64	0,67
Maksimalni obrt (°)	-	0°9.5"	0°13.4"	0°8.28"
Krutost na savijanje (N/mm)	4820	11500	6000	13320
Torziona krutost (Nm/°)	-	25300	8950	21700

Automobil Simka 1000 iz tabele 7

Pod kotrljanjem automobila obično se podrazumijeva njegov nagib u odnosu na njegovu os u bilo kojem smjeru. Štaviše, takav nagib može biti ne samo udesno, već i lijevo. Kotrljanje automobila može biti i ispred i pozadi, a takođe i kombinovano u zavisnosti od opterećenja ili slijeganja jednog od točkova.

Šta može biti kotrljanje auta? Vrste rolni

Važno je uzeti u obzir da rolanje automobila može biti i trajno i privremeno. Ali u svakom od slučajeva treba biti oprezan s ovom pojavom, jer prisustvo čak i malog odstupanja od norme značajno smanjuje nivo sigurnosti i udobna vožnja i može izazvati nesreću na putu.

Počnimo s privremenim fenomenom. Često se može videti u kamioni kada se vrši neravnomjerno opterećenje karoserije. U takvim slučajevima, vjerovatnoća da se vozilo može prevrnuti značajno se povećava. U ovom slučaju, takve situacije mogu nastati ne samo pri vožnji po grubim cestama (posebno na strani nagiba), već i pri izvođenju manevara u zavojima (posebno kada se vozi velikom brzinom). Popravak je vrlo jednostavan - dovoljno je pravilno rasporediti opterećenje po tijelu - to smanjuje rizik od nesreće, a također značajno smanjuje opterećenje pojedinih dijelova i komponenti automobila.

Konstantni roll također može biti različit. Ako, na primjer, vlasnik automobila samostalno, namjerno podiže stražnji dio automobila malo više od prednjeg, čime se povećava stabilnost vozilo tokom brzih skretanja - to je jedna stvar. U istom smislu, može se primijetiti blagi porast prednjeg dijela, što povećava upravljivost stroja čak i u ekstremne situacije(kao primjer, možete naznačiti kretanje po klizavom ili neravnom putu).

Veštačko prevrtanje se takođe može vežbati ako vozite putnički automobil postoji prilično gojazna osoba. U tom slučaju, da biste održali ravnotežu tokom vožnje, možete lagano podići vozački dio.

Još gore ako je uzrok bio rolanje dugotrajan rad i pohabanost, odnosno nekvalitetan rad na montaži i pričvršćivanju jednog od sklopova kotača ili ovjesa. U tom slučaju značajno se povećava trošenje dijelova i sklopova koji se nalaze u području najvećeg opterećenja (u stvari, na najnižoj tački).

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

Bez obzira na to kako se to dogodilo, namjerno ste napravili rolu, ili je nastala zbog istrošenosti čvorova, u jedno možete biti sigurni, habanje gume na kotačima koji se nalaze u donjem dijelu bit će znatno veće. Stoga je potrebno mudro i po mogućnosti privremeno vježbati odstupanje vozila od normalne ose. U suprotnom, “pokazivanje” će na kraju postati vrlo stvarne nevolje u vidu oštećenog automobila, ili značajnih troškova za zamjenu njegovih pojedinačnih dijelova koji su prerano otkazali.

  Novi način rješavanja rolanja
Novac za auto je već potrošen, a vi ste konačno prešli u fazu aktivnog motorizma - počeli ste da vozite. Pored osećaja udobnosti, koji nice car to će vam dati odmah, nakon nekog vremena će vam dati važniji osjećaj - osjećaj sigurnosti. Pouzdanost. Samopouzdanje. I od čega se sastoji? Znate da postoji sistem protiv blokiranja kotača i automobil više neće kliziti pri naglom kočenju. Tu je sistem kontrole proklizavanja- omogućit će vam da krenete bez problema na bilo kojoj površini. Postoji zgodan i jednostavan automatski menjač, a volan se lako okreće, jer je opremljen hidrauličnim pojačivačem. Zatim na listi su druga unapređenja: četiri upravljiva točka (Honda to proizvodi) i pogon na sva četiri točka(Audi ga je prvi ugradio na serijski putnički automobil). Dodajte hidropneumatsko ovjes kao Citroen. Pa ipak, možda, klima uređaj i grijana sjedala - sve je to sasvim ostvariv san običnog vozača.
Donedavno je možda samo jedna neugodnost ostala neprevaziđena: poprečno prevrtanje automobila koje se javlja u krivinama. Osjećaj koji se u ovom slučaju javlja kod putnika je nedvosmislen - nagnuti automobil je nepouzdan. Zaista, ponašanje mašine u ovom slučaju je nepredvidivo i teško ga je kontrolisati.

Šta se dešava sa automobilom u skretanju? Kada se krećete duž krivine, kao što znate, postoji centrifugalna sila. Nastoji izgurati automobil iz zavoja, što je spriječeno samo reakcijom na mjestu kontakta kotača sa cestom (u slučajevima kada centrifugalna sila premašuje silu prianjanja guma sa premazom, automobil se lomi u klizanje).
Točkovi automobila, dižući se i spuštajući na neravninu puta, čine prilično složene vertikalne i bočne evolucije. Ako uzmemo u obzir kretanje točke koja se nalazi u središtu dodirne površine kotača s cestom, tada u ovjesu možemo pronaći određeno središte u odnosu na koje se ta kretanja događaju duž luka kružnice. Zove se centar kotrljanja suspenzije. Prava linija koja povezuje centre rola prednjeg i stražnji ovjes, naziva se osovina kotrljanja automobila.
Centrifugalna sila koja se javlja u zaokretu djeluje bočno na težište, ili, tačnije, na centar mase karoserije automobila. Nalazi se oko pola metra iznad tla, ali uvijek iznad ose kotrljanja. Bočna sila primijenjena na centar mase stvara moment nagiba u odnosu na ovu os, koji kotrlja tijelo u zaokretu ili ga zamahuje s jedne na drugu stranu tokom serije okreta.
Centrifugalna sila ne kotrlja samo automobil. Utječe i na putnike, bacajući ih s jedne na drugu stranu i tjerajući ih da zgrabe ručke u potrazi za osloncem. Čini se da je vozaču lakše: tačka oslonca - volan - uvijek je pri ruci. Međutim, on se može instinktivno držati za njega i nehotice promijeniti putanju automobila.
Prevrtanje karoserije se ne dešava samo u skretanju. To također dovodi do nedosljednog kretanja kotača na istoj osovini, na primjer, ako jedan od njih padne u rupu ili na brežuljak. Ovjes nema vremena za rad, a jedna strana automobila lagano se povraća. Ako je put jako grub, točkovi plešu sami od sebe (fenomen koji se zove "šimi" - od šimi, nekada je bio takav ples). Telo automobila se njiše s jedne na drugu stranu i jasno je da putanja njegovog kretanja nije stabilna.
Jedan od glavnih načina za smanjenje kotrljanja je opskrba ovjesa stabilizatorom. stabilnost kotrljanja. U pravilu je to zakrivljena šipka složenog oblika pričvršćena za tijelo, koja povezuje suprotne krakove ovjesa. Stabilizator ne sprečava točkove da se zajedno podižu i spuštaju, ali čim jedan od njih udari, na primer, u neravninu i počne da se diže odvojeno od drugog, izvrće se (otuda naziv šipke - torziona šipka) i sprečava podizanje točka, što bi dovelo do ljuljanja tijela.
Ugradnja takvog stabilizatora, iako daje automobilu stabilnost na nagib, ima svoje nedostatke. Povezivanje poluga ovjesa jedno s drugim čini ga ne toliko neovisnim kao što ime sugerira. Kako je štap elastičan element, on vibrira svojom frekvencijom, što remeti rad ovjesa. A u vrlo oštrim zavojima, takav stabilizator je čak štetan - dodatno prenosi opterećenje s unutrašnjeg kotača na vanjski - vanjska guma bukvalno se razmazuje po putu, dok se unutrašnja sprema skidati.
Da li je moguće da se automobil uopšte ne kotrlja u krivinama? Teoretski, da. Na primjer, ako spustite težište karoserije na osovinu kotrljanja, kao u bolidima Formule 1 koji se ne kotrljaju u krivinama. Ali za obične automobili ova metoda nije prikladna iz očiglednih razloga.

Prošle godine, Citroen je došao do prilično zgodnog tehničkog rješenja za problem stabilizacije kotrljanja karoserije. Metoda je zasnovana 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 kompanije.
Elastični element u hidropneumatskom ovjesu Citroena ("Autopilot" # 3), kao što znate, je plin koji ispunjava male kuglice. Opterećenje plina kroz membranu se prenosi na hidraulični sistem tečnosti.
U ranim verzijama dizajna, gde je za svaki točak postojala samo jedna kugla, promenom količine tečnosti u sistemu bilo je moguće regulisati samo zazor i položaj karoserije automobila u zavisnosti od opterećenja. Tada su (u Hydractive ovjesu) ugrađene dodatne sfere, a kontrola je povjerena kompjuteru - postalo je moguće promijeniti krutost ovjesa. Sljedeća opcija je ovjes Hydractive II sa modificiranim algoritmom upravljanja.
Ovo ogibljenje, opremljeno prilično sofisticiranim sistemom senzora i kompjuterom, prati faktore (bočni vjetar, neravnine, jame) koji imaju tendenciju da odstupe automobil od pravolinijske vožnje. Brzina vozila, položaj gasa, ugao upravljanja i bočno ubrzanje takođe se uzimaju u obzir. Uz nepovoljnu kombinaciju kontroliranih parametara, kompjuter odvaja dodatnu sferu od opće konture, povećavajući krutost ovjesa. Naravno, što je ovjes tvrđi, to je manje podložan prevrtanju, tako da je automobil s Hydractive ili Hydractive II ovjesom, kao što je Xantia VSX, mnogo otporniji na prevrtanje od automobila bilo koje druge marke.
Hydractive II radi dobro, bez sumnje. Ali sa stanovišta stabilizacije bočne stabilnosti, ova suspenzija se, unatoč svom imenu, ponaša kao pasivna - reagira samo na bočno ubrzanje automobila koje se već dogodilo. Naravno, sa nekim zakašnjenjem.
Ovo nije odgovaralo stručnjacima za Citroen. Osim toga, bio je grijeh ne iskoristiti potencijal same ideje hidropneumatskog ovjesa. Postojao je i sistem aktivne stabilizacije poprečne 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 sistema činjeni i ranije - prvi put je takav sistem testiran na istom eksperimentalnom Citroenu DS. Ali tada nije bilo kompjutera.
Citroen Xantia Activa koristi, uz manje dodatke, iste elemente ovjesa kao i prethodne verzije. Ali sistem radi drugačije. Prva razlika je u tome što elektronika upravljanja ovjesom ne čeka da se pojavi bočno ubrzanje, što ukazuje da je automobil već ušao u krivinu. Activa predviđa količinu bočnog ubrzanja čak i prije skretanja, na osnovu mjerenja brzine vozila, ugla i brzine volana - ovo povećava brzinu sistema.
Automobil je, kao i obično, opremljen sa dva - prednjim i zadnjim - stabilizatorima torzijske šipke. Ali samo jedan kraj svakog od njih je čvrsto pričvršćen za svoj ovjes. Drugi je povezan sa suprotnim stubom pomoću malog hidrauličnog cilindra. Hidraulični cilindri se nalaze dijagonalno, jedan na lijevom prednjem stubu, drugi na desnom stražnjem.
Sve dok je dodatna centralna sfera povezana na zajedničko kolo i ovjes je u "mekom" stanju, aktivni sistem stabilizacija ne radi - hidraulični cilindri smanjuju krutost torzijske šipke i obavljaju samo funkcije prigušivanja, prigušujući vlastite oscilacije.
Ako kombinacija izmjerenih parametara pokazuje da je automobil započeo skretanje, kompjuter isključuje dodatnu centralnu sferu. Istovremeno, kao i kod uobičajenog Hydractive II, povećava se krutost ovjesa. I uključen je aktivni sistem bočne stabilizacije - zajedno s krutošću ovjesa, povećava se i krutost hidrauličnih cilindara i, shodno tome, torzijska šipka, koja počinje ometati kotrljanje karoserije.
Ako i dalje dođe do kotrljanja, aktivira se senzor koji to mjeri i dodatna količina tekućine se dovodi u hidraulične cilindre - to ih pretvara u svojevrsne dizalice koje nasilno izravnavaju karoseriju. Senzor prevrtanja se aktivira kada ugao tela pređe 1/2° - vrednost je toliko zanemarljiva da se ne oseti ni okom ni stomakom.
Rezultat je da se Citroen Xantia Activa ne kotrlja čak ni u krivinama, točkovi ostaju okomiti na cestu, a ponašanje automobila je potpuno predvidljivo. Vjerovatno bi se prerano pojavio izraz "u zaokretu, kao na šinama" zapravo trebao odnositi na ovaj automobil.

Alexander Pikulenko

V automobilski svijet neke ideje su odavno formirane u vezi s upotrebom jedne ili druge vrste ovjesa: dvostruka poluga - za sportski modeli, ovisni - za SUV, poluzavisni - za kompaktne automobile... Ali koji su razlozi za ove ideje i jesu li uopće istinite?

U ovjesu automobila mogu se razlikovati tri grupe elemenata: vodilice - poluge, elastične - opruge i stabilizatori i amortizeri - amortizeri. Posljednja dva, odnosno stabilizatori, opruge i amortizeri su kamen temeljac u većini sporova vozne performanse automobili. I to je u velikoj mjeri istina, jer navedeni detalji određuju tako opipljive i važni parametri, kao glatkoća, valkost i upravljivost karaktera. Dizajn ovjesa - geometrija poluga - često ostaje u sjeni, iako po svom značaju i utjecaju na ponašanje automobila ni na koji način nije inferioran u odnosu na druge faktore.

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

Kolaps i konvergencija

Dva glavna parametra ovjesa su nagib i prst. Nagib je nagib ravnine točka u odnosu na okomitu vraćenu na ravninu puta. Ako je gornji dio kotača nagnut prema van od automobila, tada se ugao nagiba smatra pozitivnim, ako je unutra - negativnim. Konvergencija - ugao između smjera kretanja i ravnine rotacije točka. Može se mjeriti i u stepenima i u milimetrima. U potonjem slučaju, konvergencija se podrazumijeva kao razlika u udaljenostima između prednjih ivica diskova i stražnjih.

Na sličan način, geometrija poluga utječe na upravljanje, samo što ovdje utječe nestabilnost nožnog prsta kotača. Posljedice nije teško zamisliti - na neravninama automobil počinje skretati, a u zavoju postoji tendencija preupravljanja ili podupravljanja. Međutim, ovaj fenomen se također može iskoristiti za dobro, kompenzirajući, na primjer, sklonost zanošenju u modelima s pogonom na prednje kotače.

U pravilu, staza automobila također se pokazuje nestabilnom - čak i mali hod ovjesa može dovesti do njegove promjene za nekoliko centimetara. Sve to, naravno, dovodi do povećanja otpora u vožnji, a u konačnici i do povećanja potrošnje goriva i ubrzanog trošenja guma. Ali mnogo opasnija je činjenica da to smanjuje stabilnost pravolinijskog kretanja, jer se svojstva prianjanja guma „troše“ ne na držanje automobila, već na otpor točkovima koji se razilaze u stranu.

Protiv banaka

Zajedno sa središtem poprečnog kotrljanja, dizajn ovjesa postavlja i centar uzdužnog kotrljanja - tačku oko koje se tijelo naginje u trenutku kočenja ili ubrzanja. A na određenoj poziciji ove tačke, suspenzija može spriječiti rast rolanja, gnječenje ili pritiskanje karoserije na pravim mjestima. Međutim, nemaju svi privjesci takve mogućnosti. Najefikasnije u tom pogledu su ovjes na kosim polugama, na dvostrukim polugama i višesmjernim polugama. Omogućavaju vam da postavite centre rolne tačno tamo gde su vam potrebni. Mogućnosti McPhersona su skromnije - raspon njegovih podešavanja je uži. A evo i privezka vučne ruke ne treba podešavanja - središte uzdužne rolne već se nalazi na optimalnom mestu. Zavisne i poluzavisne suspenzije ne dozvoljavaju da se nose sa kotrljanjem - njihov centar kotrljanja je u beskonačnosti.

Dizajn ovjesa također utiče na uglađenost vožnje. Prvo, po vrijednosti neopruženih masa, koja uključuje masu svih poluga (iako ne u potpunosti, jer su jednim krajem pričvršćene za tijelo), i drugo, po njihovom unutrašnjem trenju. Činjenica je da mnoge moderne suspenzije, posebno one s više veza, imaju mogućnost pomicanja samo zbog deformacije gumeno-metalnih šarki, tihih blokova koji se koriste za pričvršćivanje poluga. Zamijenite ih čvrstim ležajevima - i ovjes će se okameniti, izgubiti sposobnost kretanja, jer svaka od poluga opisuje krug oko svoje točke pričvršćenja, a ti krugovi se sijeku u najviše dvije točke. Koristeći gumeno-metalne šarke (i sa promjenjivom krutošću u različitim smjerovima), moguće je postići složeniju kinematiku poluga i dalje osigurati hod ovjesa, međutim, istovremeno povećavajući trenje. I što je veći, to je lošije filtriranje nepravilnosti.

Ali mnogo više iznenađuje učinak ovjesa na nivo kotrljanja automobila. Imajte na umu da se ne radi o oprugama i amortizerima, već o rasporedu poluga! Ispostavilo se da njihov dizajn postavlja središte poprečne rolne. Jednostavno rečeno, tačka oko koje se telo kotrlja. Obično se nalazi ispod centra gravitacije - tačke primjene sile inercije, pa se automobil naginje prema van u zavoju. Međutim, promjenom lokacije i nagiba poluga, centar kotrljanja se može povećati, smanjujući ili čak potpuno eliminirajući nagib karoserije. Ako je ova tačka iznad centra gravitacije, tada će se rolati ponovo pojaviti, ali u suprotnom smjeru - unutar zavoja, kao motocikl! To je u teoriji, ali u praksi pokušaji povećanja centra kotrljanja su praćeni brojnim problemima, kao što je prevelika promjena širine, pa je stoga riječ samo o blagom smanjenju kotrljanja, ali svakako se isplati .

Stoga je dizajniranje ovjesa odgovoran i težak zadatak, a njegova implementacija je uvijek potraga za kompromisom. Do kakvih rješenja ova pretraga vodi, razmotrit ćemo u sljedećem broju.

Autorsko izdanje Autopanorama №3 2016