Размер колесного диска

Большие диски

Если вы используете диск с немного большим диаметром, например, если вы используете старую 2,0 дюймовую шину на 2,2 дюймовом диске, вы немного растянете боковую сторону шины, сделав ее более плоской и повысив жесткость. Если вы перестараетесь, каркас шины выгнется за пределы формы и сцепление сильно ухудшится. Но если все сделано правильно, это может обеспечить ощущение немного лучшей отзывчивости и устойчивости, но это может быть не так уж хорошо в ухабистых условиях.

Широкие диски

Похоже, что использование немного более широких дисков сейчас в моде, возможно потому, что они очень хорошо работают с шинами, обладающими мягким составом резины. Использование слегка более широких дисков растягивает каркас шины, делая ее ниже, шире и тверже. Это позволяет колесам работать более непосредственно. Этот вариант лучше подходит для ровных трасс.

Вставки

Полноразмерные автомобили используют жесткие материалы каркаса шины и давление воздуха, а автомодели используют вспененные вставки. Конечно, последнее более интересно. Я говорю это потому, что давление воздуха действует одинаково во всех направлениях, оно может быть только высоким или низким. Отформованная вспененная вставка может оказать высокое давление на одну часть шины или низкое давление на другую часть шины. Сомнения в сторону, вспененные вставки очень важны.

Все колеса, может быть, исключая только шины с очень жесткими составами резины, нуждаются во вставках для поддержания формы каркаса шины. Чем мягче каркас, тем более плотные вставки требуются для шины. Лучше всего, если форма вставки соответствует форме каркаса шины, поэтому довольно часто требуется некоторая подрезка краев вставки. Также, когда вы используете широкие диски, вам могут потребоваться более широкие вставки.

Вставки, которые идут вместе с шинами, обычно является наилучшим выбором, но вы можете использовать немного более мягкие для ухабистых трасс и немного более жесткие для ровных трасс. Но можно получить очень похожие результаты путем различной подрезки стандартных вставок. Если изменения относительно невелики, использование большей или более плотной вставки приводит к тому же самому эффекту.

Итак - мягкие, жесткие, широкие, узкие, - с чего начать?

Широкие против узких - наверное, самый легкий вопрос. Ширина - это хорошо. Вставка должна быть, по меньшей мере, такой же ширины, как и шина. Более широкие на 10-20% тоже работают хорошо.

Жесткость: это всегда компромисс. Твердость хороша, так как она лучше поддерживает каркас шины (шина не складывается пополам при прохождении поворотов). Твердость плоха, так как она изымает часть "ударной поглощающей способности".

Итак, для ровных трасс это легко, используем жесткие вставки. Для ухабистых трасс необходим компромисс. Слишком жестко и автомобиль будет подскакивать по всей трассе, слишком мягко и автомобиль будет скользить в поворотах.

Я обнаружил, что существует еще один важный фактор: внутренний диаметр вставки. Вставка плотно садится на колесный диск и не смещается при движении.

Самым загадочным фактором является высота. Или другими словами, воздушный зазор между вставкой и шиной.

В основном используются две конструкции.

Конструкция 1: жесткая, широкая, но низкая вставка. В этой конструкции, каркас шины по-прежнему хорошо поддерживается, но наверху (пятно контакта), есть воздушный зазор. Поэтому часть шины, где находится пятно контакта, может смещаться. Таким способом вы заставляете каркас шины работать так же, как и в шоссейных колесах. Вы получаете "внутреннее скольжение" в резине. Вас не должно удивить, что это хорошо работает на очень твердых, без сцепления поверхностях. Такая поверхность - это асфальт.

Такая конструкция является хорошим способом получить сцепление на гладких, без сцепления поверхностях. Но, с другой стороны, это может сделать шину слишком гибкой и нестабильной при изменении скорости.

Конструкция 2: большие, жесткие вставки. Это противоположность конструкции 1: вы фиксируете каркас и позволяете шипам делать всю работу. Вставка увеличенного размера растягивает каркас шины. В результате, шипы стоят действительно высоко и хорошо сопротивляются изгибу. Оборотная сторона: не очень хорошо поглощаются ухабы. Но в целом, сцепление с такой конструкцией будет высоким и весьма постоянным.

 

 

Глава 2: Подвеска

 

Пружины

Наиболее распространенной разновидностью пружин являются спиральные пружины (см. изображение выше), они обычно размещаются снаружи корпуса амортизатора, образуя узел амортизатора. Пружина является упругим приспособлением, которое сопротивляется движению в направлении его действия. Сила, которую она производит, пропорциональна смещению одного из ее концов. Переложим это в математическое уравнение: Сила = смещение * константу пружины. Высокое значение константы соответствует жесткой пружине, а низкое значение соответствует мягкой пружине.

 

Для прогрессивных пружин константа пружины будет увеличиваться по мере сжатия пружины, и для регрессивных пружин константа пружины будет уменьшаться по мере сжатия. Большинство спиральных пружин являются слегка прогрессивными, так как по мере сжатия некоторые из витков начинают соприкасаться, особенно возле вершины и основания, и поэтому количество активных витков сокращается.

С точки зрения математики пружины не очень замысловаты, но с точки зрения управления автомобилем они являются сложными для понимания. Проблема заключается в том, что они работают в двух направлениях: слева направо и спереди назад. Например: автомобиль с мягкими пружинами испытывает большой крен в быстрых поворотах, но он также сильно клюет носом при резком торможении и сильно приседает при ускорении. Это происходит потому, что пружины должны поглотить генерируемые вращающие моменты (смотри центр крена и анти-скват), и мягкие пружины должны быть сжаты на большее расстояние, чтобы поглотить определенную силу (если это непонятно, я советую еще раз внимательно посмотреть на график). Заметьте, что оба наблюдения имеют тот же самый эффект: больше нагрузка на передние колеса. Поэтому вы можете подумать: "Зачем сильно беспокоиться об этом, эффект все равно одинаковый". Об этом стоит беспокоится потому, что по мере прочтения всех глав, вы сможете регулировать боковой баланс автомобиля независимо от его продольного баланса, но пока просто запомните, что жесткость пружин влияет практически на все: прохождение ухабов, устойчивость к крену, устойчивость к наклону, и т.д.

В общем, вы можете сказать, что более жесткие пружины приводят к меньшему сцеплению на этом конце автомобиля, и наоборот, более мягкие пружины приводят к большему сцеплению. Это происходит потому, что пружины сдерживают перенос веса, спереди назад и слева направо: одинаково для прохождения поворотов, ускорения или торможения, более жесткие пружины будут сжиматься меньше, приводя к меньшим перемещениям шасси и таким образом к меньшему переносу веса, а мягкие пружины будут сжиматься больше, приводя к значительному переносу веса.

Но вы не всегда сможете использовать пружины, которые вы хотите: на мелких, высокочастотных ухабах, жесткие пружины заставят автомобиль подскакивать, а в результате происходит потеря сцепления. Поэтому вам необходимы мягкие пружины, так как они позволят колесам оставаться в контакте с землей. Однако, на ровной трассе подходят жесткие пружины, они будут также улучшать способность к прыжкам и отзывчивость автомобиля.

 

Амортизаторы

Амортизация необходима для поглощения энергии, связанной с движением подвески. Это движение подвески может быть вызвано ухабами, боковым или продольным ускорением. Без амортизации величина движения подвески будет увеличиваться безостановочно, приводя к очень комичной ситуации. В терминах энергии, амортизация поглощает большинство энергии, полученной автомобилем при его движении, в отличие от пружин, которые хранят энергию и вновь ее освобождают. Вообразите автомобиль без амортизации, едущий по ухабистой дороге. Чередующиеся толчки от ухабов на колеса заставят подвеску очень интенсивно отскакивать, что не очень хорошо. Амортизаторы поглощают всю избыточную энергию и позволяют колесам оставаться в контакте с землей насколько это возможно. Это также означает, что амортизация всегда должна соответствовать жесткости пружин: никогда не используйте очень жесткие пружины с очень мягкими амортизаторами или очень мягкие пружины с очень жесткими амортизаторами. Небольшие изменения, однако, могут дать интересные результаты. Немного более вязкие амортизаторы сделают автомобиль более устойчивым, это замедлит наклон и крен автомобиля, делая его менее дерганным. Заметьте, что амортизация влияет только на скорость, с которой происходит наклон и крен, она не изменяет их величину. Поэтому, если вы хотите снизить величину крена, регулируйте стабилизаторы поперечной устойчивости или пружины, но не амортизаторы.

Вы можете регулировать с помощью амортизаторов скорость обратного хода подвески: если автомобиль с мягкими пружинами и жесткими амортизаторами толкается вниз, он будет возвращаться обратно очень медленно, и автомобиль с жесткими пружинами и мягкими амортизаторами будет возвращаться в прежнее положение очень быстро. Похожая ситуация происходит при выходе из поворотов: вес в повороте переносится и шасси кренится и/или наклоняется, но когда поворот выпрямляется и исчезают силы, возникающие при повороте, шасси возвращается в прежнее положение. Скорость, с которой это происходит, контролируется жесткостью амортизаторов. Поэтому автомобиль с мягкими пружинами и жесткими амортизаторами будет стремиться продолжать поворачивать после выпрямления поворота. Он также будет стремиться продолжать ехать прямо в первый момент попытки поворота, он будет казаться в целом невосприимчивым, хотя и достаточно плавным. Автомобиль с жесткими пружинами и мягкими амортизаторами будет очень отзывчивым (чувствительным): он будет следовать командам водителя очень быстро и энергично.

Вы, возможно, не всегда сможете использовать желаемые пружины и амортизаторы из-за ухабов. Небольшие высокочастотные неровности требуют использования мягких пружин и амортизаторов. Вы не можете использовать такие мягкие настройки для больших, грубых неровностей, так как шасси будет часто приземляться, поэтому вам будет необходимо сделать ваш автомобиль немного жестче. На очень ровных трассах вы можете использовать очень жесткие настройки для пружин и амортизаторов.

Но на самом деле не все так просто: даже в простых амортизаторах, используемых в автомоделях, есть различие между высокоскоростной и низкоскоростной амортизацией. Может быть, я должен обратить внимание на то, что указанная скорость относится к скорости штока амортизатора относительно его корпуса, а не к скорости автомобиля. В большинстве полномасштабных автомобилей различие вызвано посредством множества подпружиненных клапанов в поршне амортизатора. В менее сложных амортизаторах, какие используются в автомоделях, различие является результатом внутренних свойств использованной жидкости.

Если какой-нибудь энтузиаст хочет знать что-нибудь о гидродинамике, то есть два основных способа течения жидкости: ламинарное и турбулентное. Течение считается ламинарным, если частицы жидкости движутся параллельно друг другу, создавая линии течения, которые никогда не пересекаются. Ламинарное течение происходит, когда скорость жидкости мала, жидкость имеет высокую вязкость, и поверхности являются ровными и хорошо закругленными. Течение считается турбулентным, если частицы жидкости движутся хаотично, создавая завихрения. Ситуация, в которой скорость жидкости высока, жидкость текучая, и поверхности являются грубыми, способствует турбулентному течению. В случае турбулентного течения требуется намного больше энергии (или теряется, зависит от того, как посмотреть на это), так как трение между частицами жидкости намного больше. Также, для ламинарного течения, давление (сопротивление, в случае амортизатора) пропорционально скорости жидкости, тогда как в случае турбулентного течения оно пропорционально квадрату скорости. Строгого различия между двумя типами нет, зато есть большая серая область между ними. Для прогнозирования, будет или нет течение жидкости турбулентным, используется число Рейнольдса. Оно определяется как Re = D * V / ν. D это диаметр, V это скорость жидкости и ν это вязкость жидкости. Если Re меньше 2000, течение, скорее всего, будет ламинарным, если Re находится между 2000 и 4000, это что-то среднее, и если Re больше чем 4000, течение, скорее всего, будет турбулентным.

 

Теперь рассмотрим типичный узел амортизатора: у нас есть масло определенной вязкости, протекающее через отверстия определенного диаметра при определенной скорости. Часть масла протекает вокруг поршня, это почти всегда ламинарное течение, так как зазор между поршнем и корпусом очень узкий и это создает сильное торможение жидкости. Для масла протекающего через отверстия в поршне, однако, это трудно предсказать. Когда скорость штока амортизатора очень низкая, течение будет ламинарным, а когда скорость штока высокая, течение будет турбулентным. Трудно прогнозировать, когда именно будет происходить переход, но это легко почувствовать: так как сопротивление амортизатора пропорционально скорости штока, когда течение остается ламинарным, и пропорционально квадрату скорости штока в следующий момент, когда течение становится турбулентным, это ощущается, как будто происходит гидравлическая блокировка, так как различие в сопротивлении обычно достаточно значительное. Переход иногда описывается как "заклинивание", это ощущается как будто амортизатор "заклинил".

Этот эффект может быть как полезным, так и нежелательным: он может защитить ваш автомобиль от шлепка о землю при приземлении после прыжка, но он может также заставить ваш автомобиль очень сильно подпрыгивать при прохождении борозд или ухабов на большой скорости. Поэтому достаточно важно правильно сделать эту регулировку.

Способом достижения этого является правильный выбор поршня и масла в амортизаторе: как комбинация поршня с небольшими отверстиями и масла с низкой вязкостью, так и комбинация поршня с большими отверстиями и масла с высокой вязкостью, будут производить одинаковую статическую амортизацию, это будет ощущаться одинаково, когда вы будете толкать ваш автомобиль вручную. Это будет также ощущаться одинаково при управлении автомобилем в условиях низкоскоростных переходов, таких как плавные повороты и редкие ухабы. Но реальное отличие содержится в высокоскоростной амортизации: первая комбинация будет заклинивать очень быстро, из-за жидкости с низкой вязкостью и увеличенной скорости течения жидкости (одинаковое количество масла должно пройти через меньшие отверстия за одинаковое время, поэтому скорость должна быть выше). Вторая комбинация будет иметь относительно высокую сопротивляемость к турбулентности, из-за очень вязкой жидкости, которая будет протекать через большие отверстия при намного меньшей скорости. Следовательно, турбулентность будет происходить при намного большей скорости штока, или вовсе может не происходить.

Таким образом, выбор правильного поршня и масла зависит в большой степени от конфигурации трассы. Убийственные прыжки или катастрофические ухабы требуют поршней с небольшими отверстиями для защиты шасси от приземления, и обычно делают автомобиль очень неустойчивым. С другой стороны, если трасса имеет много ухабов или очень изрезана, любое заклинивание амортизаторов вызовет скачки автомобиля и, соответственно, автомобиль будет очень неустойчивым. В этом случае вы должны попробовать использовать поршни с большими отверстиями.

Заметьте, что оценка того, что отверстия в поршнях являются слишком маленькими или слишком большими, не будет такой прямой, как вам хотелось бы; так как амортизаторы не находятся в прямом контакте с землей, и у всей подвески в целом есть некоторая упругость. Рычаги подвески не являются бесконечно жесткими, у колесных дисков тоже есть небольшая гибкость, и поэтому от них также есть небольшой отскок. Затем есть еще некоторая упругость в шинах, хотя это намного менее "пружинистая" разновидность упругости. Эти эффекты наиболее очевидны, когда ваш автомобиль приземляется после больших прыжков и немного отскакивает, без прикасания шасси к земле. Это означает, что отверстия в поршнях слишком малы, что приводит к раннему заклиниванию амортизаторов, поэтому удар был воспринят упругостью в рычагах подвески и в колесных дисках.