Настройка жесткости подвески автомобиля

Как сделать подвеску мягче? Развенчиваем мифы

Часто от владельцев автомобилей различного класса, можно услышать, что подвеска их железного коня – жесткая, кто-то говорит дубовая. Чувствуется буквально каждая мелкая неровность (кочка или ямка). Комфорт в салоне такого авто снижен, и постоянно в голове летает такая мысль – как сделать ее мягче? Чтобы как говорится — позвоночник не осыпался на сидение. И вот тут в интернете появляется огромное количество советов, которые иногда просто поражают своей неграмотностью. Сегодня завинчиваем мифы, а также подумаем над реальными способами сделать подвеску комфортнее …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Что только в интернете не пишут, это и подрезать пружины, и поставить другие «мягкие амортизаторы», кататься чуть ли не на зимней резине (в летний период) и т.д. Предлагаю обсудить каждый пункт отдельно, но в начале подумать, почему же подвеска может быть жесткой

Что такое жесткая и мягкая подвеска?

НА подвеску влияет большое количество факторов:

• Это масса кузова
• Форма кузова, высокие или наоборот приземистые
• Размеры, колесная база
• Скоростные и мощностные характеристики
• Настройка

Немного теории, начнем с частоты колебания. Ведь даже при ходьбе, она присутствует, и человек в жизненном цикле привыкает к определенным показателям.

Привычная частота колебания человека при ходьбе, примерно 1 Гц (Герц). Если применить это к машине: частота выше — то будет жестко, а если ниже — то может укачивать.

У автомобиля, также есть этот параметр, только это частота колебания кузова с грузом и пассажирами на подвеске.

Достижение этого параметра обеспечивается жесткостью упругого элемента, приходящей на него массе кузова с грузом и пассажирами.

Простыми словами, чем больше кузов весит, тем мощнее и соответственно жёстче должны быть пружины.

Однако одна величина остается практически неизменной — статический прогиб упругого элемента (пружины или рессоры) в 25 см. Это разница величин свободной пружины и сжатой на подвеске (с пассажирами и грузом). При в приведенным к колесу виде, ведь в одних подвесках пружины работают напрямую, а в других через рычаг. Соответственно рычаг нужно брать во внимание.

Это в идеале!

Однако сейчас на современных автомобилях подвеска делается немного жестче, чем хотелось бы, давайте по пунктам:

• При низкой жесткости сложно добиться высокой энергоемкости. Чтобы мягкую подвеску не пробивало препятствие, нужно делать большой ход сжатия. НО здесь есть две проблемы, нельзя сделать большой ход из-за ограничения по компоновки кузова (банально не позволят лонжероны или крылья). И ограничение по самой кинематики подвески. Подвеска работает по радиусу и при большом ходе сжатия увеличиваются нежелательные смешения рычагов, что снижает управляемость и увеличивает нагрузку на элементы.

• Буферы сжатия. Наверное, все слышали такое понятие работа подвески «на отбой». Некоторые производители в угоду потребителю могут ставить мягкие пружины и амортизаторы с «большим сжатием», но как правило такие подвески легко пробиваются на резких неровностях. Поэтому ставят так называемые буферы сжатия, резиновые элементы которые ограничивают ход. Они есть как у пружин, так и у рессор. НО если подвеска пробьется до «буфера» комфортность ее теряется в разы.

• Чем меньше, выше и легче легковой автомобиль. Тем сложнее добиться в нем плавности хода, а соответственно и мягкой подвески. Ведь требуются мягкие пружины, чтобы они давали комфортную частоту колебания. НО здесь есть еще одна проблема, загрузка автомобиля. Ведь если такую машинку сильно загрузить, то просадка будет сильной. Также стоит учитывать и кинематику подвески, ведь у малого авто радиусы работы будут меньше. А ведь загрузить машину иногда нужно также сильно (например, 4 человека + груз). Поэтому малолитражные машины зачастую самые жесткие, особенно настроенные на высокие скорости.

• Стабилизатор поперечной устойчивости. Нужен, для увеличения угловой жесткости подвески, противостоит кренам кузова при поворотах. Помогает в кинематике, не выходить за предельно допустимые точки радиусного смешения подвески. Также помогает в управлении автомобилем.
• Пневматическая подвеска. При ее установке, практически любую машину можно сделать комфортной и мягкой (с точки зрения водителя), однако стоимость системы запредельная. И на бюджетные марки ее не устанавливают

Хочется подвести небольшой итог. НА больших машинах сделать подвеску комфортной проще. Ибо масса кузова больше, колесная база больше, места для работы подвески предостаточно, настройки идут на высокие нагрузки и скорости. НА большой машине даже огромные пружины будут работать лучше.

НА малых, да еще и на высоких авто. Зачастую сделать мягкую и комфортную подвеску тяжелее. Например, у меня был FORD FUSION, он был реально дубовым (из-за того что короткая база и высокий кузов). Разгуляться в таком автомобиле производителю негде. Поэтому делают такие машины чуть жестче. Это не прихоть производителя, а необходимость.

Теперь я хочу поговорить над мифами, которые хотя по интернету

Подрезать или поставить другие пружины

Подрезать это вообще, какая-то дичь!

Во-первых, нет 25 см, в снаряженном автомобиле, нужных для комфортной работы. Во-вторых, работа подвески будет наоборот рванной, да пружина станет чуть мягче, ей банально не будет хватать витков, нормально держать кузов. Центр тяжести кузова смешается, что крайне негативно влияет на управляемость. Если срезать больше витков, будете биться дном о дорогу, потому как опять не хватает пружине (скажем так мощности) чтобы держать кузов. ДА банально пружина может слететь со своего места.

Поставить другие пружины. Гипотетически это можно, однако их подбирают вместе с амортизаторами (про это чуть ниже). Вот только если поставите мощнее, машина станет жестче, а нам нужен комфорт. А если поставить мягче, чем у вас были, то банально кузов держаться не будет, постоянно будут пробои.

Поставить другие амортизаторы

Несмотря на их схожесть внешне, амортизаторы категорически различаются, они могут быть масляными, газо-масляными, однотрубными, двухтрубными и т.д., подробнее можете почитать здесь.

НО у них разная степень сжатия, простыми словами – разный рабочий ход. Ведь внутри можно установить различные перепускные клапана, от работы которых напрямую зависят характеристики. Будет амортизатор мягче или жестче.

Если вы на штатные пружины, поставите жесткие «стойки», то опять же никакого толку от этого не будет, машина станет жестче

Если поставите мягкие амортизаторы, тогда кузов будет болтаться на малейшей неровности. Банально амортизатор не будет держать кузов.

Еще раз повторюсь, поставить другие амортизаторы и пружины можно, но это не так просто как кажется, их нужно подбирать по характеристикам вашего авто.

А слушать знатоков в интернете, которые говорят – «поставь мягкие пружины и амортизаторы и будет тебе счастье», нужно гнать метлой. С такими советами на резких поворотах можно уйти в кювет.

Шины с высоким протектором

Это более верный способ сделать подвеску чуть мягче. Например, если у вас стоит низкий протектор, 35 – 40 – 45. ТО машина будет немного жестче.

Можно взять диск меньше диаметром, но с большим протектором в 55 – 60.

Из-за того что резиновый корд стал больше, энергоемкость немного увеличится, но как показывает практика не намного. Если сильно утрировать, то к плавности можно будет прибавить всего 5 – 7% если замерять уровень шума в ДБ.

Также можно поставить менее шумные шины, про это писал здесь.

Легкие диски

Тут также есть немного истины. С дисками, как и с резиной можно поработать. Опять же снизить диаметр диска (если вы ставите покрышки больше профилем).

А также можно снизить вес диска, а соответственно можно снизить подрессоренную массу, как правильно это благоприятно сказывается на комфорте, не критично, но все же.

Например вместо тяжелого штампованного колеса, можно поставить легкое кованный диск. Бывает и литье легче, но его нужно искать, некоторые литые диски наоборот тяжелее.

С таким подходом мягкости немного прибавится, но опять же не стоит ждать чудес.

Пневматическая подвеска

По сути это полностью переработанная, иногда даже работающая по другим принципам подвеска автомобиля. Здесь могут добавляться пневматические упругие баллоны, которые могут отлично работать как дополнительный демпфер. Вообще строений огромное количество, сейчас не об этом.

НО тут есть две проблемы:

• Не на все машины они есть. Особенно на малолитражки
• Стоимость, обычно дорого. Полный комплект, если брать отечественный автомобиль, не брать Китай, начинается от 100 000 рублей

НО с таким решением, можно добиться мягкости и комфорта.

Народное решение

Как решается комфортность подвески в гаражных условиях. Все элементарно, кладется в багажник один или два мешка песка. И о чудо, козлик, который скакал по неровностям, становится намного мягче. НО почему?

Да все просто, изначально подвеску рассчитывали на массу с загрузкой, банально чтобы она держала этот вес (особенно на автомобилях с короткой базой). Как я и писал сверху, без загрузки она будет жестковатой, но стоит ее нагрузить, масса меняется, и подвеска начинает работать по-другому, как правило, она становится мягче.

Сейчас видео версия смотрим

На этом заканчиваю. В заключении хочется сказать производители далеко не дураки, у них нет задачи делать «зубодробильные» автомобили. Если у вашего авто подвеска жесткая, то скорее всего это зачем то делалось, либо из-за того, что у вас малый авто, высокий, у него короткая колесная база. Либо он динамичный, имеет мощный мотор (входит в повороты под 100 км/ч и имеет максимальную скорость в 250 — 300 км/ч) и т.д. И бездумно изменять характеристики, это банально опасно, подумайте над этим.

(2 голосов, средний: 5,00 из 5)

Источник статьи: http://avto-blogger.ru/podav/kak-sdelat-podvesku-myagche.html

Avto-Science.ru

Тонкая настройка подвески. Часть 2

В этой статье мы возвращаемся к начатому ранее разговору о настройке гоночного автомобиля.

Прежде чем перейти к самому сложному — настройке подвески, — давайте вспомним основные положения, рассмотренные в предыдущей статье (Тонкая настройка подвески. Часть 1). Перераспределение веса автомобиля снижает сцепление шин с поверхностью трассы. Чем больше загружается одно колесо или пара колес и разгружаются другие, тем меньше суммарное сцепление шин. Величина перераспределения веса зависит от ускорения, действующего на автомобиль, его колесной базы (если речь идет о продольном ускорении при разгоне или торможении) и ширины колеи (при поперечном ускорении в повороте), а также от высоты центра тяжести. Уменьшить перераспределение веса мы не в силах — мы не можем удлинить базу автомобиля, расширить его колею или уменьшить высоту центра тяжести (хотя именно к этому всегда стремятся конструкторы гоночных машин). Но мы можем повлиять на интенсивность перераспределения веса и на скорость, с которой этот вес достигает пятна контакта шины с поверхностью трассы. Именно в этом и заключается главный смысл настройки подвески.

Пружины

Представим, что спереди на нашем автомобиле стоят мягкие пружины. При торможении передок получает дополнительно 200 кг нагрузки и проседает, к примеру, на два сантиметра. Установка более жестких пружин снизит это проседание до одного сантиметра. Но дополнительный вес останется тем же. Изменится только реакция — ход подвески. Если вы хотите вообще исключить проседание передка, то замените пружины на жесткую конструкцию, к примеру, обрезки стальных труб. Клевок при торможении исчезнет вовсе. Но перераспределение веса никуда не денется — на передние колеса будут давить те же самые 200 кг. Следовательно, пружины определяют лишь ход подвески — насколько она сжимается под воздействием дополнительного веса.

Амортизаторы

Назначение амортизаторов — гасить колебания пружин. В «спокойном» состоянии амортизаторы не сопротивляются весу и не поддерживают его, как это делают пружины. Амортизатор сопротивляется либо сжатию, которое его укорачивает, либо растяжению, делающему его длиннее. Когда на подвеску действуют силы, сжимающие пружину подвески, они сжимают и амортизатор. Это называется ходом сжатия. Когда вес возвращается пружиной обратно, длина ее увеличивается, и амортизатор разжимается — это ход отдачи. Общий принцип таков: чем выше скорость движения штока амортизатора, тем больше его сопротивление. У многих гоночных амортизаторов оба хода могут регулироваться как по скорости передачи веса, так и по величине сопротивления.
Если установлен очень мягкий амортизатор, с малым сопротивлением сжатию, то дополнительный вес доходит до шины медленно, почти так же, как если бы амортизатора не было вовсе. Если амортизатор жесткий, то есть сильно сопротивляется сжатию, то дополнительный вес достигнет шины значительно быстрее. При этом часть его, минуя пружину, будет передаваться на шину непосредственно через шток амортизатора. Регулировки амортизаторов не влияют на передающуюся на шину нагрузку или величину хода подвески. Амортизаторы регулируют лишь скорость, с которой дополнительный вес достигает пятна контакта шины с дорогой, и скорость, с которой подвеска сжимается (или разжимается) под действием дополнительного веса.

Стабилизаторы

Многие гоночные машины имеют регулируемые стабилизаторы поперечной устойчивости спереди и сзади. Их регулировка дает примерно такие же результаты, что и регулировка жесткости пружин, — с той лишь разницей, что, в отличие от пружин, стабилизаторы совершенно не влияют на перераспределение веса при ускорении или торможении — они работают только тогда, когда машина кренится в поперечном направлении, то есть в повороте.

Основы правильной настройки

Предположим, что наш воображаемый гоночный автомобиль, выезжающий на трассу, весит 1000 кг. При этом 400 кг приходятся на переднюю ось и 600 кг — на заднюю. Этот вес распределяется равномерно между его правой и левой половинами (см. рис. 1). Представим, что под влиянием силы в 1g, действующей на автомобиль в повороте, 200 кг веса перераспределятся от внутренних колес к внешним (рис. 2), которые получат 700 кг вертикальной нагрузки. Главный вопрос — какое колесо (переднее или заднее) получит большую часть дополнительной нагрузки. Ее величину можно варьировать регулировкой жесткости пружин или стабилизаторов поперечной устойчивости.

Чтобы показать, как жесткость пружин влияет на баланс веса автомобиля в повороте, рассмотрим экстремальные ситуации. Предположим, что передняя подвеска отсутствует, и колеса прикручены прямо к кузову (рис. 3). В этом случае вся дополнительная нагрузка сразу придет на внешнее переднее колесо. Из-за слишком быстрого перераспределения веса передняя ось заскользит — автомобиль проявит недостаточную поворачиваемость. Теперь вернем амортизаторы и переднюю подвеску на место и устраним заднюю. В этом случае весь дополнительный вес мгновенно загрузит внешнее заднее колесо, что тут же вызовет избыточную поворачиваемость.
Делаем вывод: снижая жесткость передних пружин, мы меняем баланс поворачиваемости от недостаточной к нейтральной. Более жесткие пружины задней подвески увеличивают тенденцию к избыточной поворачиваемости, а более мягкие — работают в противоположном направлении. Казалось бы, чем мягче пружины (и стабилизаторы), тем медленнее перераспределяется вес и, следовательно, выше сцепление в повороте. Но, стремясь сделать автомобиль как можно мягче, многие приходят в конце концов к прямо противоположному результату — сцепление падает. Конструкции подвесок на разных автомобилях различные, и главное ограничение подобных регулировок — это максимально допустимые значения крена кузова. При их превышении геометрия подвесок меняется, и пятно контакта шины может уменьшиться, а значит, уменьшится и сцепление. Таким образом, на деле все оказывается значительно сложнее, чем в теории. На трассах с неровным покрытием всегда лучше выбрать более мягкую регулировку. Объясняется это тем, что перераспределение веса не будет слишком резким (на сжатие более мягкой подвески по требуется больше времени), а значит, баланс автомобиля будет меняться более плавно. При же сткой подвеске машина будет хуже управляться, так как перераспределение веса будет происхо дить рывками.

Настройка амортизаторов влияет на управляемость автомобиля в повороте в очень короткий отрезок времени — только в момент изменения направления движения. Как только перераспределенный вес стабилизировался, пружины и стабилизаторы начинают влиять на баланс в большей степени, чем амортизаторы. Например, если передние амортизаторы намного жестче на сжатие, чем задние, внешнее переднее колесо может быть значительно перегружено по отношению к заднему, что вызовет сильную недостаточную поворачиваемость на входе в поворот. Как только дополнительное сопротивление подвески выровняется, стабилизаторы и пружины восстановят необходимый баланс автомобиля. При стремительном перераспределении веса настройка амортизаторов очень важна. Особенно это относится к таким поворотам, в которых скорость входа и скорость прохождения апекса сильно различаются. В медленном крутом повороте перераспределение веса происходит очень быстро.

Не будем рассматривать все возможные примеры. Вариантов настройки великое множество. Например, изменить недостаточную поворачиваемость на избыточную можно регулировкой углов установки задних колес. Тонкая настройка — всегда компромисс. Всем знакомы объяснения пилотов или менеджеров команд Формулы-1 после неудачно проведенного уик-энда. Чаще всего сетуют на то, что гоночный болид страдал недостаточной поворачиваемостью. Какой уж там мощный разгон из поворота на прямую, если машина норовит «пропихнуть нос» наружу и вы лететь за пределы трассы! Инженеры Формулы-1 ведут нескончаемую борьбу за постоянно ускользающую нейтральную поворачиваемость. Машина должна быть максимально послушной и адекватно реагировать на прибавление газа, когда она скользит всеми четырьмя колесами. Для гонок на американских овалах лучшей оказывается небольшая недостаточная поворачиваемость, которая делает езду по дуге с максимальной скоростью относительно безопасной. Переднеприводные машины, как правило, страдают недостаточной поворачиваемостью, и гонщики, выступающие на них, изо всех сил стараются свести ее регулировками к избыточной, чтобы автомобиль лучше заезжал в поворот. Примеры можно продолжать. Главное — понять самый важный принцип: на поведение гоночного автомобиля в первую очередь влияет перераспределение веса. Характер движения автомобиля по трассе в каждый конкретный момент времени зависит от того, насколько загружено каждое из его колес.

Тесты

Правильно протестировать гоночную машину — непростое дело. Многие пилоты так увлекаются экспериментами с регулировками, что забывают некоторые прописные истины. Главная из них — никогда не менять несколько параметров настройки сразу. При таком раскладе будет невозможно установить истинную причину улучшения или ухудшения поведения автомобиля. Второй очень важный вопрос — это честность и откровенность самого гонщика. Когда из-за ошибок в пилотировании время прохождения круга нестабильно, легче всего утешаться тем, что плохой результат— причина неверной настройки, и тут же пробовать другие варианты. Это чистый абсурд, который никогда не приведет к хорошему результату.
Вот что по этому поводу говорит Ники Лауда. «Чтобы установить, как то или иное усовершенствование влияет на управляемость, необходимо достичь стабильного времени прохождения круга. Вот типичный пример: 1:15.0—1:14,0— 1:13,9—1:13,7 — 1:13,6 — 1:13,6—1:13,6 — 1:13,6. Только после этого я могу сделать перерыв и начать пробовать другой вариант. Важно уметь вернуться к уже испробованному варианту, если последующие оказались хуже. Очень многое зависит от исследовательского таланта гонщика, ведь стремлением во что бы то ни стало проехать максимально быстро можно «заездить» проблему — она как бы перестанет существовать, поскольку разница в долях секунды исчезнет».

С другой стороны, существует множество ситуаций, когда искать оптимальные варианты настроек вообще неразумно. Например, на новой, незнакомой трассе или при ограниченном времени свободных тренировок. В такой ситуации гонщик должен уметь приспособиться к поведению автомобиля. Стиль его вождения должен максимально сглаживать неоптимальную настройку машины. Это вообще важно, поскольку невозможно настроить гоночный автомобиль идеально для всех поворотов одной трассы. Компромиссным, но единственно правильным решением будет оптимальная настройка для самых важных поворотов, обеспечивающих максимальный выигрыш во времени. Разница между реальностью и мифом, о которой говорилось в начале статьи, как раз и кроется в умении найти правильный компромисс для каждой конкретной ситуации. Настройка — дело тонкое!

Источник статьи: http://avto-science.ru/podveska/tonkaya-nastrojka-podveski-chast-2.html