Интересная статья

[OFF="Шины, амортизаторы"]Шины, амортизаторы
Теперь опустимся ещё на уровень ниже и рассмотрим уже отдельные элементы ходовой части автомобиля.

Если подойти к «Волге» с абсолютно исправными родными амортизаторами и покачать её за крыло — вы увидите как минимум два полноценных «кивка» перед тем, как движение остановится. Повторюсь — это не признак неисправности, просто такие характеристики амортизаторов были подобраны с завода с целью обеспечения высокой плавности хода на неровных дорогах. Но отсюда же — раскачивание при езде. По меркам тех лет — довольно, кстати, умеренное. У современного автомобиля, за исключением «джипов», будет скорее всего всего один качок, да и тот неярко выраженный.

Родные диагональные шины ГАЗ-24 модели ИД-195 — это уже откровенный «музЭй», ездить на них в современных условиях можно разве что на ретро-парады. Увы. Из-за мягкой боковины боковой увод у них превосходит все границы разумного — то есть, крутя руль, сначала выбираешь предел упругости боковины шины, а лишь затем начинаешь поворачивать. Говорить об управляемости на «диагоналках» не приходится вообще.

«Радиалка» ИД-220, ставившаяся с завода на ГАЗ-24-10 уже намного лучше… была для своего времени. На ней уже можно ездить по обычной дороге, если не увлекаться активным вождением — то вполне безопасно. Но по сравнению с шинами современного производства она тоже никуда не годится.
[/OFF]


http://gaz24.ru/c117592/?p=2534

[OFF="Задняя подвеска"]Задняя подвеска

Теперь переходим к задней подвеске, которая на заднеприводном автомобиле оказывает решающее влияние на устойчивость и управляемость. А сзади у нас… продольные листовые рессоры.

Очень простое, дешёвое и по своему весьма эффективное конструктивное решение, но, к сожалению, в своём исходном виде не имеющее ничего общего с хорошей управляемостью.

Рессора в такой подвеске — это и упругий элемент, и направляющий, и даже в какой-то мере амортизатор (за счёт межлистового трения). Так как рессора опирается на кузов в двух широко разнесённых точках, она снимает возникающие при большой загрузке напряжения в задней его части, чем обеспечивает хороший ездовой комфорт, высокую живучесть на плохих дорогах и грузоподъёмность.

С точки зрения кинематики, передняя часть каждой рессоры работает как продольный рычаг, а подвеска в целом получается аналогичной рычажной с двумя продольными рычагами, перекрещивающимися при разноимённых ходах подвески правого и левого борта. Сам по себе это не худший тип подвески, обеспечивающий примитивное, но достаточно приемлемое поведение автомобиля, вот только — рычаги из рессор, мягко говоря, плохонькие…



При разгоне и торможении мягкие, податливые рессоры изгибаются в виде буквы S (анимашка скопилефтчена с какого-то американского сайта по тюнингу), а при прохождении поворотов — под воздействием боковых сил уводят задний мост в сторону:



Под воздействием боковых сил рессоры прогибаются и мост смещается в боковом направлении. Это ухудшает управляемость, делая поведение автомобиля непредсказуемым, а в критическом случае шины могут даже задевать за рессоры. Особенно шины более широкие, чем штатные !

Эта же податливость рессор обеспечивая его «подруливание» в такт передним колёсам в повороте… причём совсем не в ту сторону, куда надо — в сторону избыточной поворачиваемости и заноса:



Схема кинематического увода заднего мост на рессорах из учебника Хусаинова. Из-за различного изменения колёсной базы справа и слева при крене кузова в повороте мост «подруливает» наружу поворота, усиливая его.

Причём у стоковой волговской подвески, с практически прямыми под статической нагрузкой рессорами, этот эффект выражен слабо. При одном-двух пассажирах на заднем сидении и грузе в багажнике — вообще по сути отсутствует. А вот у так называемой «усиленной», с задранным задом и выгнутыми вниз дугой рессорами — проявляется очень даже сильно… И снова подходим к недопустимости задирать машине задок, теперь уже по другой причине.

Для того, чтобы этот эффект исключить, нужно, чтобы ось переднего крепления рессоры располагалась ниже точки коренного листа, над которой крепиться мост, тогда направление деформации рессоры меняется на противоположное и мост подруливает куда надо, наружным колесом внутрь поворота.

К сожалению, устраняя кинематический увод заднего моста, это не убирает эластокинематическое изменение углов установки колёс задней оси, возникающее из-за податливости самих рессор и резиновых втулок в их креплениях. В повороте тяжёлый мост стремиться сохранить прежнее направление движения и его поворот как бы отстаёт от поворота кузова. Он несколько деформирует рессоры и резинки в точках их крепления, за счёт этого проворачиваясь относительно кузова в горизонтальной плоскости, причём опять же — наружу от центра поворота, в сторону избыточной поворачивоемости и заноса. Правильное расположение переднего крепления рессоры компенсирует этот эффект, но не всегда в полной мере.

Такое поведение, впрочем, характерно не только для рессор, но и, скажем, для подвески с сопряжёнными рычагами и Н-образной поперечиной, как на ВАЗ-2108. Бороться с ним сложно. Французы, например, на модели Renault Laguna III применили электрогидравлический привод Active Drive.

Живёт задний мост на рессорах, если вкратце, своей, совершенно отдельной от кузова личной жизнью:

[ame]https://youtu.be/rKiP-iieuVU[/ame]

— в то время, как с точки зрения устойчивости и управляемости эту его личную жизнь желательно как можно жёстче ограничить и поставить в однозначную зависимость от перемещений кузова, что делает поведение автомобиля предсказуемым.

Быстро ездить на автомобиле с такой конструкцией задней подвески себе дороже — поведение его на дороге в любой момент может оказаться непредсказуемым, а любой резкий старт оборачивается огромными нагрузками на детали подвески и трансмиссии, в конечном итоге приводящими к их преждевременному выходу из строя. Выглядит это примерно так:

[ame]https://youtu.be/KnmdbIKzMow[/ame]

(не «Волга», но суть та же; обратите внимание на поведение рессоры)

Печальнее же всего такая подвеска выглядит на повторяющихся неровностях типа поперечных волн асфальта, когда на скорости тяжёлый задний мост подпрыгивает в своеобразном «танце», не успевая приземлиться, и корму автомобиля начинает «вести», автомобиль «плывёт» по дороге.

Вплоть до середины, а то и конца семидесятых годов многие конструкторы легковых автомобилей общего назначения мирились с этой особенностью рессорной подвески, в том числе — и разработчики «Волги». Но со временем сначала в Европе, затем и в Штатах наметился массовый переход на подвески пусть и зависимые, но с движением колёс, более жёстко заданным при помощи рычагов. Один из наиболее эффективных (не значит — лучший по всем показателям сразу) вариант — применённая на «Жигулях» четырёхрычажка с тягой Панара. Она же применена «в стоке» и на фордовской «Краун-Виктории» (лишь в 2000-х годах тягу Панара заменил более совершенный механизм Уатта), и последних вариантах «Мустанга» с зависимой задней подвеской.
[/OFF]


http://gaz24.ru/c117592/?p=2534

[OFF="Передняя подвеска и её настройки"]Передняя подвеска и её настройки

Сразу отметим, что пресловутые волговские шкворни никакого отношения к нашей проблеме не имеют. Они просто являются способом, при помощи которого организована подвижность передних колёс для осуществления поворотов. Никакой принципиальной разницы в геометрии и кинематике с бесшкворневой подвеской шкворни сами по себе не дают, более того, у той тоже имеется линия шкворня — виртуальная, образованная прямой, пересекающей центры верхнего и нижнего шаровых шарниров. Всё, что касается шкворневой подвески, будет касаться и бесшкворневой.

Совсем другое дело — то, каким именно образом шкворни в ней установлены.



Если посмотреть инструкцию к «Волге» ГАЗ-24 (24-10, 31029) в разделе, посвящённом углам установки передних колёс, то в первую очередь бросится в глаза, что производитель рекомендует поддерживать кастер (угол продольного наклона шкворня) в пределах ±1 гр.;, то есть — на нуле.

Данная настройка являлась типичной для шестидесятых и первой половины семидесятых годов. Ездить с ней, конечно, вполне можно, и даже быстро, но поведение автомобиля на высокой скорости становится «нервным», водителю приходится постоянно следить за соблюдением заданной траектории, совершать множество подруливаний и прочих лишних телодвижений, что способствует быстрому утомлению и снижению безопасности движения, а в критической ситуации и вовсе может стать причиной ДТП. Поэтому впоследствии (а на спортивных и просто быстроходных автомобилях — и намного раньше) её пересмотрели в сторону существенного увеличения угла продольного наклона — до 3…6 гр., а в некоторых случаях — и до 7…9 гр.

Что же это даёт ?

В первую очередь, колесо, ось поворота которого наклонена назад (положительный кастер), становится подобно колёсику офисного стула — оно во время движения по прямой само стремится занять положение позади этой оси, то есть, динамически стабилизируется. Прямая траектория движения теперь поддерживается уже как бы «сама собой» — водителю остаётся лишь парировать время от времени возникающие возмущающие воздействия со стороны неровностей дороги или бокового ветра.

При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота, то есть у автомобиля с положительным кастером ещё и более чуткая реакция на руль, лучше самовозврат «баранки» в исходное положение при выполнении поворота — в общем, появляется реактивное действие на руле, то, за отсутствие чего «Волгу» нередко порицали автомобильные журналисты.

Почему же создатели «Волги» проигнорировали такой верный способ улучшения управляемости автомобиля ?

Дело в том, что каждый градус, прибавляемый к углу продольного наклона шкворня, ощутимо увеличивает и усилие, которое водитель должен прикладывать к рулевому колесу. Принцип тут абсолютно тот же: колесо, закреплённое с положительным кастером, стремиться остаться на прямой, а водителю приходится с возникающей при этом дополнительной силой бороться. На сравнительно лёгкой машине — ещё ничего, а вот на полуторатонной «Волге» — вполне чувствительно.

Компенсировать это можно было бы за счёт увеличения передаточного числа рулевого механизма с соответствующим увеличением числа оборотов рулевого колеса между крайними положениями, но… у «Волги» эти параметры и так близки к предельным значениям с точки зрения нормального вождения легкового автомобиля.

Именно поэтому на американских автомобилях того же времени часто делали два варианта подвески, с различным кастером — нулевым для машин без гидроусилителя (а он всё ещё оставался в семидесятых года дополнительным оборудованием на машинах размерного класса «Волги») и большим положительным у машин с ГУР-ом.

На ГАЗ-24 гидроусилитель руля ставился только в варианте с V8, у которого подвеска была существенно переделана и, кстати, совсем не факт, что этот момент в ней тоже не был учтён.

Таким образом, создатели автомобиля сделали выбор в пользу лёгкого руля без гидроусилителя — вполне адекватный для того времени, с точки зрения динамических возможностей и основного назначения автомобиля.

Кстати, из этого вытекает категорическая недопустимость задирать «Волге» зад за счёт усиления задней подвески, так как вместе с кузовом при этом наклоняется вперёд и ось поворота передних колёс. У других автомобилей — даже у классических «Жигулей» — есть хотя бы минимальный запас положительного угла наклона оси поворота передних колёс, который можно сравнительно безболезненно «выбрать» при завышении задней подвески относительно передней: ну, был кастер небольшим положительным — станет нулевым, ухудшится управляемость, но на машине всё же можно будет ездить.

А вот у «Волги» такого запаса нет. И при задранной задней части у неё нулевой кастер очень быстро сменяется отрицательным. А это — уже неминуемая динамическая дестабилизация передних колёс при движении. Проблемы с курсовой устойчивостью — обеспечены. Не говоря уже о том, что при, например, отказе одного из колёсных тормозных цилиндров или обрыве рулевой тяги на скорости это — практически верная авария.

Остальные параметры передней подвески оказывают менее существенное влияние на устойчивость и управляемость автомобиля.

Сами по себе геометрия и кинематика передней подвески «Волги» особых нареканий не вызывают — двухрычажка как двухрычажка, не лучше, но и не хуже многих других. Достаточно большое для такой компоновки расстояние между осями рычагов по вертикали, широкая база самих рычагов, умеренное изменение колеи при работе. Геометрия достаточно примитивная (паралелльные верхние и нижние рычаги — так в основном было у автомобилей, выпущенных до середины 1960-х годов), но для не слишком агрессивной езды — пойдёт. Повлиять на эти параметры без полного перекраивания передней части автомобиля, к тому же, не удастся.

Несколько неприятно отсутствие особого наклона рычагов подвески в продольной плоскости, уменьшающего «кивок» машины при замедлении — но «с этим живут», влияет это в основном на комфорт пассажиров при резком торможении. Ходы подвески — умеренно большие, пружины сравнительно мягкие, но прямого ухудшения управляемости это не вызывает. Возникающие же в повороте завышенные по современным меркам величины крена являются не недостатком (убрать их усилением стабилизатора поперечной устойчивости было бы несложно), а предупреждение водителю о приближении к опасному для автомобиля режиму, после входа в который сохранение управляемости уже не гарантируется. Уменьшать его искусственно (изменением стабилизатора) можно лишь после того, как достигнуто существенное улучшение устойчивости и управляемости автомобиля, как своего рода подведение итога достигнутого в результате тюнинга прогресса.

Развал и схождение хорошо известны любому автомобилисту хотя бы понаслышке и имеют самое непосредственное отношение к управляемости, но на практике не оказывают не неё решающего влияния по сравнению с рассмотренными выше параметрами. Главным образом влияют на интенсивность и характер износа шин.

В случае подобной волговской двухрычажной подвески для устойчивости и управляемости важен главным образом не выставленный изначально угол развала передних колёс, а характер его изменения при её работе — то, насколько он меняется, и в какую сторону: становится положительным или отрицательным. Для улучшения сцепления колёс с дорогой в повороте лучше, когда развал при ходе сжатия становится отрицательным, то есть, при сжатии подвески колёса становятся «домиком». У «Волги» изменение носит обратный характер — развал становится положительным, то есть, колесо при ходе сжатия наклоняется наружу, и его сцепление с дорогой ухудшается. Чем это грозит ?

Так как задняя подвеска «Волги» — зависимая, а шасси в целом — настроено на недостаточную поворачивоемость, её поведение в повороте определяется главным образом тем, сохраняет ли сцепление с дорогой наружное по отношению к центру поворота переднее колесо, как наиболее нагруженное из-за вызванного центробежной силой крена кузова наружу поворота, прижимающего наружные колёса к асфальту (заднее колесо при этом тоже догружено креном, но оно в большинстве случаев будет иметь по сравнению с передним лучшее сцепление благодаря особенности зависимой подвески — отсутствию изменения развала при кренах кузова).

Если во время поворота сила сцепления шины переднего наружного колеса с асфальтом в боковом направлении в какой-то момент оказывается недостаточной для данной скорости движения (а точнее — обусловленной ей величины центробежной силы), оно теряет сцепление с дорогой — начинается снос передней оси, то есть, её боковое скольжение, и, если водитель не сбавляет скорость, машина «не вписывается в поворот» — вылетает носом вперёд либо на встречную полосу, либо за пределы дороги, на обочину, в зависимости от направления поворота.

Конечно, это лучше, чем занос задней оси, при котором водитель практически теряет контроль над машиной и она вылетает туда же, но уже кормой вперёд. Собственно, по сути это и есть своего рода «перестраховка» конструкторов, которые за счёт сознательного ухудшения отдельных параметров управляемости автомобиля (снижения предельной скорости прохождения поворота) повысили его безопасность (так тоже бывает), снизив вероятность заноса задней оси за счёт более раннего срыва в снос передней — причём, надо сказать, перестраховка не лишняя, с учётом вариативности посадки автомобиля с рессорами сзади и возможности «улучшизмов» со стороны владельцев, засовывающих в них дополнительные листы (почему это плохо — см. чуть ниже, в части про заднюю подвеску). Однако всё же неприятно, так как вынуждает проходить поворот на более низкой скорости, чем это можно было бы сделать при более совершенной кинематике передней подвески — пусть и гарантированно без заноса.

Раньше, во времена узких диагональных шин, это не играло особо заметной роли — снос оси в любом случае происходил обычно именно по вине шин, не обеспечивавших должное сцепление с дорогой даже при обычном вождении. Но если ставить на машину современную, более широкую и «цепкую» резину — её возможности реализуются из-за этой настройки подвески далеко не полностью, так как она работает в невыгодном с точки зрения обеспечения бокового сцепления с дорогой режиме.


Влияние изменения развала наружного в повороте колеса на устойчивость и управляемость автомобиля (стрелкой показана сила сцепления с дорогой).
Слева: колесо, которое получило положительный развал, теряет сцепление с дорогой.
Справа: колесо, которое получило отрицательный развал, приобретает лучшее сцепление с дорогой.

Итак, конструкция передней подвески, в которой развал колеса при ходе сжатия меняется на положительный, снижает предельную скорость прохождения поворота из-за более раннего возникновения сноса передней оси — что не угрожает безопасности движения напрямую, как, например, склонность к заносу задней оси, но всё же является недостатком и может проявиться в критической ситуации (мокрая дорога, неожиданный крутой поворот, слишком высокая скорость, которую водитель не успевает погасить…).

Наиболее наглядно это иллюстрирует вот эта гифка:



На верхних кадрах автомобиль ещё вписывается в поворот, но при совсем небольшом увеличении скорости — уже сбивает половину конусов и вылетает за пределы полосы: машина просто отказывается ехать туда, куда хочет водитель. Вот в такой граничной ситуации нюансы геометрии подвески и играют роль — будь сцепление передних колёс с дорогой чуть лучше, поворот был бы пройден успешно и при 81 км/ч. Кстати, на этом примере хорошо видно, что даже применительно к современным автомобилям речь идёт вовсе не о каких-то фантастических скоростях…

Однако улучшить здесь что либо в случае «Волги» не так-то просто — надо полностью менять геометрию подвески, уходя от параллельности её рычагов. Это возможно только на шаровой подвеске от ГАЗ-31105, о которой речь пойдёт далее по тексту.

Кроме того, развал (напомню — на ГАЗ-24 рекомендуется устанавливать его в пределах от +0°30′ до -0°30′, то есть, по сути, в ноль) является, так сказать, «конечным результатом» всех остальных настроек подвески, влияющих на положение её элементов в поперечном направлении, так как измеряется непосредственно на самих колёсах, а схождение нужно главным образом для компенсации последствий наличия развала — «увода» управляемых колёс в сторону при движении автомобиля по прямой. В конечном итоге, лучше всего просто следить за тем, чтобы эти параметры находились в установленных заводом-изготовителем рамках после всех вмешательств в конструкцию подвески — их настройка будет своего рода завершением всех проводимых с подвеской работ.

Поперечный угол наклона шкворня кинематически связан со многими другими параметрами подвески, включая развал управляемых колёс и продольным углом наклона, регулируются все они в связке.[/OFF]

http://gaz24.ru/c117592/?p=2534

Отличная статья.