Сцепление с трассой
Сцепление с трассой — удивительная штука. В определенных ситуациях его еще называют держак, зацеп грип (от англ. Grip), хотя именно понятие сцепления немного шире.
Сцепление с дорожным покрытием позволяет разгоняться, проходить повороты и останавливаться. Однако, у шин есть предел сцепления и это есть предел вашей машины. Очень важно понимать базовые процессы и законы, по которым работает механизм сцепления колес с дорогой, если вы хотите ехать на пределе.
Для начала рассмотрим пятно контакта. Это та часть резины, которая непосредственно касается дороги во время движения. Мы будем рассматривать именно пятно контакта в движении, поскольку в состоянии покоя оно может быть другого размера, ведь резина относительно легко меняет свою форму.
Пятно контакта
Данная небольшая часть поверхности резины может обеспечить некоторое конечное количество сцепления. Для наглядности разделим область пятна на две — продольную (стрелки вверх и вниз) и поперечную (стрелки в стороны). Продольное сцепление работает при разгоне или торможении, а поперечное — при прохождении поворотов и повороте руля.
Основной и очень важный момент — если вы используете весь запас сцепления в одном из направлений, то не сможете использовать его одновременно и в другом, так как превысите допустимый предел. Например, если вы тормозите на грани блокировки колес, используя весь продольный запас, то даже небольшой поворот руля приведет к блокировке колес и скольжению.
Комбинация продольных и поперечных сил
На первых порах обучения быстрому вождению на треке рациональным будет раздельное использование продольных и поперечных пределов шин. Например, если вы разгоняетесь или тормозите, то старайтесь свести к минимуму движения рулем и наоборот. Важно почувствовать пределы машины по отдельности, чтобы понять, как их совмещать.
В данном случае необходимо жестко тормозить на прямой, затем полностью отпустить педаль тормоза перед тем как повернуть руль (как показано на графике 1 ниже). Выполнение действий в такой последовательности снизит потребность шин в сцеплении с трассой и обеспечит запас сцепления, который можно использовать в случае, если что-то пойдет не так.
Профессиональные гонщики стараются комбинировать некоторые элементы вождения, чтобы эффективно использовать продольные и поперечные силы и выжимать из машины максимум ее возможностей.
Комбинация торможения с одновременным поворотом руля — известная как трейл брейкинг — возлагает на колеса очень высокую потребность в сцеплении. График 2 показывает как силы торможения и поворота суммируются при совместном использовании и какую вызывают потребность в сцеплении. В данном случае пилот недооценил пределы сцепных свойств резины на своей машине и вошел в неуправляемое скольжение (распространенная ошибка).
Хорошие водители умеют находить правильный баланс между всеми силами, особенно при прохождении поворотов, ускорении и жестком торможении. При вождении на пределе жизненно важно ехать настолько плавно, насколько это возможно, поскольку малейшее неверное движение водителя (например слишком резкое переключение передачи) может использовать весь и без того небольшой запас сцепления и отправить вас в направлении защитного барьера.
Перераспределение веса и сцепление
Как правило, в реальности все не так просто, как кажется на первый взгляд, и вас может удивить тот факт, что суммарное количество доступного для использования сцепления — величина не постоянная. Фактически, она зависит от целого ряда факторов, один из которых — количество веса, действующего на рассматриваемое колесо в данный момент времени. Если вы уменьшите количество веса, действующего на пятно контакта, это искусственно снизит количество доступного сцепления и наоборот. Если вы быстро разгоняетесь, у передних колес будет меньшее сцепление с трассой, чем у задних, а при торможении — наоборот. Фото 1 (ниже) показывает критическое боковое перераспределение веса, которое заставляет задние колеса оторваться от поверхности, что сводит запас сцепления на них к нулю.
Максимизация сцепления
Лучший способ максимально увеличить уровень сцепления машины с дорогой — использовать технику и приемы плавного вождения. То, как вы нажимаете на газ, тормоз или поворачиваете руль может резко увеличить или уменьшить запас сцепления до критической отметки. Лучше гонщики — наиболее плавные, и это справедливо для всех дисциплин, связанных с вождением.
Увеличение зацепа
Зацеп, или держак, можно увеличить различными способами, каждый из которых сравнительно легко применить. Увеличение прижимной силы при помощи спойлеров, сплиттеров, диффузоров может увеличить запас сцепления путем обращения силы высокоскоростного воздушного потока в вашу пользу. Но опасайтесь дешевых спойлеров, которые могут быть спроектированы исключительно для красоты. Если вы планируете установить спойлер на свою машину, то убедитесь, что кузов обладает необходимой прочностью, ведь некоторые важные области могут потребовать усиления.
Во-вторых, замена стандартных шин на специальные может увеличить сцепление только в конкретных дорожных условиях. Например, шины более мягких составов обеспечивают лучшие сцепные свойства на гоночных трассах, однако они обычно быстрее изнашиваются — это всегда компромисс, так что выбирайте шины, которые лучше всего подходят для тех условий, в которых вы чаще всего ездите.
Сцепление и условия
Последнее, что следует запомнить — шины составляют только 50% уравнения расчета сцепления во время езды. Еще 50% определяется характеристиками дорожного покрытия. Сухой асфальт обеспечит гораздо лучшее сцепление, чем мокрый. А уровень сцепления меняется даже в зависимости от типа асфальта.
Убедитесь, что вы меняете свой стиль вождения соответствующим образом в зависимости от условий и всегда принимаете во внимание особенности окружающей среды. Необходимо спросить совета у опытного водителя перед тем, как впервые проехать круг по незнакомой трассе.
Смотрите также статью Плавность — наше все!, а также подписывайтесь и не забывайте ставить лайки и делиться с друзьями если вам понравилось 🙂
Цепи противоскольжения. Могут ли нам сгодиться такие приспособления?
Иван Шадричев
Фото: Роман Тарасенко
Экспертная группа: Александр Крутов | Андрей Селиванов
За этим унылым словосочетанием — «цепи противоскольжения»- так и видится мне какой-нибудь буржуазный Куршевель. Вокруг пряничных альпийских домиков стоят красивые машины, непременно с надетыми на колеса цепями. А может, такие приспособления могут сгодиться инам? Ведь чего-чего, а снега да льда у нас едва ли меньше, чем втех же Альпах со всеми Пиренеями да Апеннинами. Однако ж на родных просторах редко мне попадаются на глаза колеса, уснащенные цепями, — не видал я их даже на заполярных зимниках, хотя машин, особенно грузовиков, беспомощно шлифующих шинами лед, там хватало. Да и в наших широтах сия картина — не редкость. Надо бы разобраться.
Цепь, по крайней мере применительно к теме нашего разговора, суть съемный протектор, обеспечивающий локальное повышение давления на опорную поверхность. То есть принцип тот же, что и в случае с шипами, за тем отличием, что если шипы в пятне контакта с опорной поверхностью принимают на себя лишь толику веса автомобиля, то цепь, оказавшись между колесом и дорогой с твердым покрытием, за малым не приподнимает это колесо. Площадь контакта становится крохотной, а давление, суть вес, разделенный на площадь соприкосновения, растет многократно, заставляя цепь глубоко вгрызаться в лед и тем паче в укатанный снег. А коль покрытие помягче, то цепь уподобляется грунтозацепам или, коль угодно, лопастям колесных пароходов. Что называется, гребет.
В далекой юности был у меня опыт общения с цепями, изрядно помесил я грязь да снег за рулем грузовика. Проходимость на цепях улучшалась не на шутку, и застрять на бездорожье мне не случилось ни разу. Ясно, что и легковушки должны проходимее стать. Осталось понять, насколько, а попутно — не таят ли цепи большого вреда.
Первый сюрприз был приятным. Стоило мне неглубоко, по вершкам копнуть всемирную паутину — и оказалось, что цепей-то для россиян предлагается масса! Из всего разнообразия я приглядел по паре комплектов, изготовленных именитыми фирмами, затем выбрал три комплекта отечественных цепей, а еще — набор пластиковых ремней, также обещающих улучшить проходимость.
Как правило, в комплект входят две цепи, а надевать их предписано на ведущие колеса. А коль ведущих колес четыре, производители рекомендуют покупать по два комплекта на автомобиль.
Иноземные цепи — все сплошь с прямоугольным сечением (таковой формой производители обещают лучшее сцепление со льдом), имеют устройства для облегчения монтажа, а иные — даже с автоматическим натяжением. Сталь мало того что легированная, так еще и с поверхностной закалкой. Похоже, что обещания высокой износостойкости — не рекламный треп. Российские же цепи изготовлены из сырого круглого прутка, без покрытия, причем соединительные элементы (хотел было назвать их кольцами, да уж больно форма у них произвольная) сработаны весьма неряшливо, однако сварены прочно. А еще наши цепи оказались вдвое тяжелее импортных: таскать да разворачивать их — занятие не из приятных. Зато дешевы, этого не отнять.
Рисунков цепей (едва не сказал «рисунков протектора», хотя не сильно бы согрешил против истины) для легковушек предлагается ровно два. Первый, «лесенка» — это поперечные цепи с продольными связями. А второй тип — вариации на тему ромбов и сот. За первыми закрепилась репутация лучших по продольному сцеплению, но грешащих недостаточной восприимчивостью поперечных нагрузок, то есть автомобиль может вбок снести. О «сотах» же говорят, что они работают равномернее в обоих направлениях, да к тому же комфортнее. Комфорт был обещан и пользователям пластиковых ремней.
Машинку для испытаний я выбрал с короткой, но богатой биографией: это тот самый седанчик Hyundai Solaris, что прошел через жернова наших ускоренных ресурсных испытаний, которые, напомню, венчаются ударом в барьер. С кузовным ремонтом сего Соляриса мы как-то затянули, но нет худа без добра: окажись у меня для испытаний цепей новая, с иголочки машинка — и как мне на такой снежную целину бороздить? Опасность грозит и бамперу автомобиля, и моему сердцу. А здесь — с легкой душой. Ну, разве что фотографии автомобиля с подмятым передком не шибко ласкают глаз, но, как говорится, прошу отнестись с пониманием.
Зацеп автомобиля
Возникающая на повороте центробежная сила в определенных ситуациях (низкий коэффициент сцепления, высокая скорость автомобиля при малом радиусе поворота и др.) приводит к потере его устойчивости и боковому скольжению колес.
Возникающая на повороте центробежная сила в определенных ситуациях (низкий коэффициент сцепления, высокая скорость автомобиля при малом радиусе поворота и др.) приводит к потере его устойчивости и боковому скольжению колес.
Многие даже опытные водители очень «неуютно» чувствуют себя на обледенелых спусках и поворотах, когда поверхность дороги становится похожей на зеркальный каток. Любое резкое движение рулевым колесом или педалью подачи топлива способно вызвать снос колес. Критическая ситуация прогрессирует, нарастает как снежный ком, так как из-за слабой реакции дороги автомобиль плохо реагирует на управляющие действия.
Но опасную дорогу можно превратить в безопасную, используя специальные приемы для повышения устойчивости и управляемости автомобиля. Одним из них является «зацеп» внутренней поверхностью колес за выступающую поверхность дороги или за участок с высоким коэффициентом сцепления.
Вариантом этого приема является опускание внутренних колес в обочину или за внутренний край дороги. В спорте такой прием называют трамвайной ездой, так как профилирующий борт напоминает рельс и позволяет увеличить скорость, не опасаясь за безопасность. Можно вполне успешно использовать для «зацепа» продольные бугры, ямы, участки уплотненного снега или любые другие, даже на первый взгляд незначительные возвышения. Возможностью для «зацепа» может послужить любой участок с повышенным относительно дороги коэффициентом сцепления, например проплешины асфальта, покрытый грязью лед, щербины в укатанном снегу, даже легкий неукатанный снег.
Сложность выполнения приема связана с тем, что внутреннее колесо в повороте имеет тенденцию к разгрузке (более загружено наружнее колесо), а следовательно, к выходу из зацепления.
Момент потери контакта колеса обычно связан с интенсивным сносом или заносом. Поэтому, используя «зацеп» как способ самостраховки, нужно помнить о его ограниченных возможностях.
Автогонщики считают, что «зацеп» эффективен до определенных пределов, а затем автомобиль буквально «сдувает» с дороги.
На зимней дороге можно использовать «зацеп» не на всей траектории движения, а на отдельных ее элементах, не забывая о том, что после потери «зацепа» и выхода на чистый лед, нужно заранее уменьшить обороты двигателя, а в отдельных случаях и подготовиться к стабилизации автомобиля в заносе.
«Зацеп» эффективно используется в колее, часто сочетаясь с «упором» наружной поверхностью колеса. Эти два приема — «зацеп» и «упор» — хорошо дополняют друг друга.
Мертвая Хватка, Антибуксовочная система для автомобиля
Инструкция по эксплуатации антибуксовочного устройства «Мертвая Хватка»
Перед использованием устройства «мертвая хватка» изучите данную инструкцию.
Назначение и устройство
Антибуксовочное устройство «Мертвая Хватка» предназначено для того, чтобы автомобиль выбрался из затруднительной дорожной ситуации или пересек небольшие сложные участки.
Перед использованием устройства «мертвая хватка», равно как и других аналогичных устройств, убедитесь, что просвет между протектором шины и защитой крыла является достаточным.
Устройство надевается на колесо непосредственно перед трудным участком дороги или когда машина уже забуксовала. Не предназначено для «экстрима», хотя на пониженных оборотах поможет и здесь. Рекомендуемая предельная скорость — 20 км/ч. Не рекомендуется ездить по асфальту и бетону. Можно только по нетвердым покрытиям, в противном случае это может привести к повреждению дороги и ходовой части автомобиля. При использовании на передних колесах следует избегать крайних положений руля. Давление в шинах должно соответствовать норме. Эксплуатация устройства на подспущенных шинах приведет к выходу изделия из строя. Необходимо подтянуть устройство через несколько метров или через несколько секунд пробуксовки.
Устройство относится к приспособлениям для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги и используется в качестве эффективного антибуксовочного средства. Антибуксовочное устройство «Мертвая Хватка» изготовлено в виде шестилучевой звезды, изготовленной по принципу токарного патрона с обратными кулачками. В центре находится корпус с центральным отверстием, выполненный в виде шайбы с равномерно расположенными по периферии и радиально ориентированными направляющими в виде труб квадратного сечения. В центре корпуса расположена капролоновая шайба с зубцами в виде спирали, а сквозь направляющие проходят лучи квадратного сечения меньшего, но близкого размера. Лучи звезды образуют между собой одинаковые углы, кроме одного. Один из углов имеет большую величину (в районе 100 градусов). Наличие одного большого угла между двумя соседними лучами звезды позволяет надевать антибуксовочное устройство на колесо, когда оно несколько утонуло в грязи или снегу. Центральные концы лучей имеют кулачки с зубцами, которые находятся в зацеплении с зубцами (пазами) спирали капролоновой шайбы. В наружные концы лучей входят фиксируемые телескопические удлинители с отверстиями для регулировки изделия по радиусу колеса. Наружные концы лучей имеют пазы , дающие люфт, необходимый при наезде колеса на шинно-грунтовые зацепы , шарнирно соединенные с концами телескопических удлинителей и перпендикулярные плоскости колеса. Шинно-грунтовые зацепы являются рёбрами противоскольжения и имеют со стороны шины крупные шипы , чтобы устройство после затяжки не соскакивало с колеса. При вращении спиральная шайба двигает лучи и приводит к обхватыванию шинно-грунтовыми зацепами шины колеса. Вращение в другую сторону приводит к ослаблению зацепов и снятию устройства с колеса. Вращение спиральной шайбы осуществляется ключом , вставленным в ее центральное квадратное отверстие.
Шарниры позволяют складывать шинно-грунтовые зацепы вплотную к телескопическим удлинителям из перпендикулярного положения в параллельное для уменьшения габарита изделия по толщине, а также позволяют зацепу не гнуться при наезде на неровность (например, камень) своим краем. Пазы на внешних концах лучей позволяют не ломать, не гнуть изделие, когда любой из лучей звезды оказывается в нижней точке, и шина наезжает на зацеп. В это время зацеп с удлинителем звезды свободно приподнимаются вверх, а при прохождении нижней точки возвращаются в исходное положение.
Сборка
Изделие поставляется в разобранном виде, кроме шарнирного соединения грунтозацепа с удлинителем. Сборка осуществляется следующим образом.
Корпус с шестью приваренными направляющими кладется на плоскость и располагается большим углом к сборщику. В центральное отверстие корпуса кладется шайба с вваренной в нее квадратной трубкой длинным концом кверху. На этот конец трубки надевается капролоновая спиральная шайба спиральными пазами кверху. Далее, в направляющие поочередно, вставляются лучи с зубчатыми кулачками, начиная с левого луча по часовой стрелке с одновременным проворачиванием спиральной шайбы. Затем во внешние концы лучей вставляются удлинители с грунтозацепами (грунтозацепы в откинутом положении должны торчать вниз) и фиксируются болтами через пазы и отверстия. Отверстия выбираются в зависимости от диаметра колеса так, чтобы при задействованных 3 — 4 витках спиральной шайбы устройство надевалось на колесо почти без зазора.
Надевание на колесо
Перед надеванием следует проверить, чтобы болты, соединяющие удлинители с лучами, были вставлены в одинаковые отверстия. Кулачки лучей должны быть зацеплены на 2 — 3 витка спиральной шайбы. Устройство берется за два верхних луча (большой угол — внизу, грунтозацепы откинуты, удлинители лучей раздвинуты в пазах) и надевается на шину колеса. Устройство должно надеваться свободно, но «впритык», без больших зазоров. Затем берется ключ, вставляется в квадратное отверстие спиральной шайбы и проворачивается по часовой стрелке. Когда устройство слегка подтянулось, следует подергать его параллельно плоскости колеса и особенно приподнять вверх, чтобы оно приняло «свое» положение. После чего следует затянуть устройство так, чтобы шипы на всех грунтозацепах полностью вжались в протекрор шины (если резина не очень жесткая). Следует следить, чтобы все грунтозацепы начинали вжиматься почти оновременно. Разница между первым и последним должна составлять не более 3 мм. Если такого не происходит, нужно отпустить устройство, поправить его (подвигать, приподнять) и снова затянуть. Слабая либо неравномерная затяжка устройства на колесе может привести к поломке устройства.
Отрегулированное под колесо устройство надевается и снимается за считанные секунды.
Необходимо подтянуть устройство через несколько метров или через несколько секунд пробуксовки.
Снятие с колеса
Перед снятием устройства с колеса следует проехать так, чтобы большой угол между лучами устройства оказался внизу, как при надевании, и колесо не наезжало на грунтозацепы. Это можно отследить в зеркало заднего вида либо высунувшись в окно. После этого ключ вставляется в квадратное отверстие спиральной шайбы и проворачивается против часовой стрелки. Грунтозацепы ослабляются, и устройство снимается с колеса.
Техническое обслуживание и уход
Изделие не требует смазки. Коэффициент трения капролоновой спиральной шайбы по металлическим кулачкам не зависит от смазки. Следует хранить изделие в сухом месте. После использования изделие следует вымыть и просушить.
Утилизация
По утилизации к изделию нет никаких особых требований. В состав изделия входит стальной прокат (сталь 3) и пластиковая спиральная шайба (капролон), т. е. материалы, которые могут утилизироваться с обычным городским мусором либо использоваться в качестве вторсырья.
Гарантийные обязательства
Изготовитель несет гарантийные обязательства за безотказную работу изделия сроком 1 год при условии соблюдения правил эксплуатации.