Поперечный перенос веса

Это тот же самый автомобиль, проходящий поворот. Он движется так же, с постоянной скоростью по ровной поверхности, только изменилось направление его вектора скорости. Радиус поворота также является постоянным.

Прежде всего, не все силы отображены, это перегрузит картинку. На каждое колесо действует горизонтальная сила, все четыре силы противодействуют одной желтой стрелке. По существу они являются силами сцепления колес с дорогой. Вектор веса также не отображен, он должен действовать вниз из ЦТ (центр тяжести, фиолетовая точка), все остальные силы отображены.

Желтая стрелка показывает центробежную силу. Она является результатом инерции всего автомобиля. Она действует в ЦТ, и направлена прямо из центра кругового пути, по которому следует автомобиль. Эта сила имеет результатом вращающий момент на автомобиле, который должен быть скомпенсирован, как говорится во втором законе Ньютона. Противодействие заключается в том факте, что внешние колеса нагружены больше, чем внутренние. Так как общий вес автомобиля остается постоянным, весь вес, который снимается с внутренних колес, прибавляется к внешним колесам. Другими словами, вес смещается на внешнюю сторону поворота.

Результаты является как важными, так и множественными. Неравная нагрузка на колеса обычно означает, что общая величина сцепления снижается, приводя к уменьшенной устойчивости к боковым ускорениям. Также, вышеупомянутый вращающий момент может накренить корпус. В этом примере автомобиль не будет накреняться, так как у него нет подвески. Корпус также не будет накреняться, если ЦТ находится на оси крена. Тот факт, что корпус кренится или нет, не влияет на величину переносимого веса (предположим, что ЦТ не очень смещается при крене автомобиля). Это однако определяет, куда собирается переместиться большая часть переносимого веса. Конечно, в этом примере это легко: что бы не происходило, левый передний переходит на правый передний, и что бы не происходило, левый задний переходит на правый задний. Другими словами, автомобиль симметричен и остается таким, так как у него нет подвески. Но в реальном автомобиле это происходит по-другому: предположим, что задняя часть автомобиля крениться больше, чем передняя, так как задний центр крена расположен очень низко или задние пружины очень мягкие. Больший вес будет переноситься на правое заднее колесо. Конечно, некоторый вес также будет перенесен на правое переднее колесо, но он будет меньше. Это создаст для автомобиля состояние недостаточой поворачиваемости. И вдобавок ко всему, есть ускорение и торможение, они также переносят вес назад или наоборот вперед. Именно поэтому вы обычно можете облегчить состояние недостаточной поворачиваемости с помощью притормаживания. Это перенесет вес вперед, где вы сможете использовать его для обеспечения немного большего сцепления спереди, чтобы управлять автомобилем. Все рассмотренные обстоятельства определяют, сколько веса идет туда, где есть проблемы. Масса обстоятельств идет в расчет, например жесткость пружин, жесткость стабилизаторов поперечной устойчивости, высота центров крена, ход подвески и т.д.

Сначала, давайте сфокусируемся на том, сколько веса переносится. Достаточно легко получить количество перенесенного веса, в сущности, это различие в весе на двух колесах, оно равно центробежной силе (желтая стрелка), умноженной на высоту ЦТ и разделенной на ширину колеи автомобиля. Центробежная сила равна боковому ускорению автомобиля (выраженному в g), умноженному на его общий вес. Боковое ускорение равно скорости автомобиля в квадрате, разделенной на радиус поворота.

Из этого мы может сделать вывод, что величина переносимого веса пропорциональна высоте ЦТ и обратно пропорциональна ширине колеи автомобиля. Именно поэтому большинство гоночных автомобилей конструируются максимально низкими и настолько широкими, насколько позволяют правила, это минимизирует перенос веса, что в свою очередь предотвращает снижение общего сцепления. Это также пропорционально статическому весу автомобиля, другой причине, почему гоночные автомобили должны быть максимально легкими, снова для минимизации переноса веса. Величина переносимого веса зависит также от факторов, которые не относятся непосредственно к автомобилю, например скорость, и радиус окружности, которая аппроксимирует путь следования автомобиля. Тот факт, что величина переносимого веса пропорциональна радиусу поворота, является одной из причин, почему большие, плавные радиусы являются линиями максимальной скорости при прохождении поворотов: это минимизирует перенос веса, а также максимизирует общее сцепление и устойчивость к боковым ускорениям.