Важность шин для профессионального вождения значительно недооценивается большинством водителей. В этой статье рассмотрена связь между автомобильными покрышками и поведением авто в разных условиях, а именно зацеп шин и перемещение веса при поворотах.
Нагрузка и роль шин в при прохождении поворотов
В автомобильном спорте от правильного подбора резины зависит исход состязания. Нельзя отыграть и пол секунды рассчитывая исключительно на силовую установку. Верный выбор резины даст превосходство отличающее лидера от остальных гонщиков.
Машина собрана из огромного количества узлов и запчастей но в непрерывном контакте с дорожным полотном находятся только покрышки. Из этого складывается понимание того какое значительное воздействие они оказывают на поведение авто.
Можно с уверенностью утверждать, что мощнейшие моторы и эффективнейшая КПП не стоят ничего пока пилот не эксплуатирует по полной возможности покрышек. Осознание принципа их влияния на характеристики машины - основной шаг к лидерству в автомобильной гонке.
Машина с выключенным зажиганием стоит на месте благодаря силе трения резины о полотно дороги. Она же позволяет трогаться автомобилю с места. Силу "зацепа" покрышек о поверхность асфальта называют сцеплением с трассой. Оно значительно изменяется в зависимости от различных условий, например гонка в дождливую погоду. На влажном треке зацеп значительно ухудшается и колеса проскальзывают. Также сцепление обусловлено самим авто: его массой, нагрузкой распределенной между осями (передней и задней).
У неподвижно стоящего автомобиля масса распределена равномерно. В случае торможения вес смещается к передней оси, при разгоне (движении вверх) к задней. Массу, действующую на колеса, обозначают термином "нагрузка" (вес машины разделенный на четыре колеса). Она значительно воздействует на силу трения. С увеличением нагрузки повышается сцепление, с уменьшением - становится хуже.
Нагрузка на покрышки все время перемещается при движении машины. При разгоне колеса спереди "разгружаются" из-за чего задние начинают сильнее "держать дорогу".
Учитывая, что рулевое управление взаимосвязано с передней осью, при наборе скорости ухудшается и управляемость. Закономерно, что с торможением увеличивается загрузка передних колес, а на задние уменьшается. Из-за этого авто теряет стабильность и уходит в занос во время движения (о техниках управляемого заноса вы можете узнать у самого "Короля Дрифта" из документального фильма "Библия Дрифта".
"Отпуская газ, нагрузка смещается к передней оси. Выжимая газ - в сторону задней".
В поворотах начинает действовать и центробежная сила. Она направлена к внешней стороне поворота, повышая нагрузку внешних колес, уменьшая на внутренние. При правильном размещении нагрузки Вы значительно улучшите результаты на гоночном треке. Осознание таких тонкостей - важнейший шаг к высокому уровню пилотирования.
"Если бы машина двигалась в вакууме мы ограничились бы описанным выше, но на больших (гоночных) скоростях на авто начинает воздействовать существенная аэродинамическая прижимная сила. Ее необходимо воспринимать за дополнительную нагрузку колес распределенную по иным правилам. "Зарываясь носом" аэродинамическая нагрузка передней оси становится больше, а задней - меньше на такую же меру".
Полностью выжатый тормоз ухудшает управляемость в поворотах
Так как одновременно каждая отдельная шина контактирует с дорожным полотном в одной точке, может происходить смещение усредненной точки сцепления всех четырех колес в правую, в левую сторону, либо назад и вперед.
С позиции гонщика смещение усредненной точки "вперед-назад" подчинено педали акселератора, "вправо-влево" - оборотам рулевого колеса. Стоит понять - сцепление с трассой является постоянной величиной для которой сменяется лишь точка приложения, а не абсолютное значение.
"Не существует: левого либо правого, переднего и заднего сцепления. Существует общая, единственная сила для которой сменяется лишь точка приложения".
Идеальный манёвр зацеп шин и перемещение веса
Нажимая на педаль тормоза вся сила уходит на остановку автомобиля и для поворотов ее не остается. Авто не станет слушать руля даже когда Вы станете его вращать. В целом маневр состоит из следующих этапов:
- снижение скорости
- оборот рулевого колеса в сторону поворота
- набор скорости
Во время торможения сила сцепления смещается на ось "вперед-назад" для максимально быстрого сброса скорости. По этой причине в повороте важно завершить оттормаживание до начала работы рулевым колесом. При выходе (из поворота) необходимо вернуть руль в изначальное положение для высвобождения большей силы на ось "вперед-назад" и для ускорения. При безупречном прохождении поворота стоит распределить силу сцепления между продольной и поперечной составляющей. Представление диаграммы трения во время прохождения поворота позволит Вам значительно улучшить технику пилотирования.
Диаграмма трения представляет графическую иллюстрацию динамики смены силы сцепления с треком. Ее окружность означает крайнюю силу сцепления, а направления в четыре стороны аналогичны торможению, ускорению и поворотам.
"Для простоты понимания схематический рисунок изображен в виде окружности. В реальности покрышка (шина) обладает различной силой трения в поперечном и продольном направлении, а границы диаграммы описывают не круг, а скорее эллипс (овал). Форма овала зависит от типа шин. Гоночные проектируются в расчете на сопротивление центробежной силе в повороте. Поэтому для них диаграмма вытянута по горизонтали".
Научитесь чувствовать зацеп шин при перемещение веса
Повышая уровень вождения необходимо не просто воображать диаграмму но и почувствовать машину. Акселератор, тормоз, рулевое колесо и сиденье предоставляют большое количество информации. Недостаточная поворачиваемость появляется, если авто не способно совершать поворот пропорционально движению руля. Умелый гонщик определяет ее по чувству нарастающей "легкости" управления. На данной фазе хватит мелких но очень четких движений.
Пилоту необходимо прочувствовать состояние покрышек. При их изнашивании управляемость становится хуже. Более того, при продолжительной езде давление в шинах значительно растет, что заметно по возросшей реакции машины на неровности трека.
- Изображение диаграммы трения при резком оттормаживании.
"Сцепление смещается на торможение из-за чего его не остается для поворота".
- Изображение диаграммы трения во время разгона.
"Все сцепление ушло на разгон и на поворот ее не остается".
- Идеальная диаграмма во время выхода из поворотов.
"Сила сцепления оптимально распределена между ускорением и поворотом".
Пробуксовка покрышек на трассе
Гоночная резина характеризуется высоким сцеплением с дорожным покрытием но это не обозначает, что они намертво к ней прилипают. Во время движения сила сцепления возникает и при помощи проскальзывания покрышек. При поступлении избыточной мощности на колеса шины прокручиваются с визгом и дымом вхолостую. Это явление носит название - пробуксовка.
Угол увода колес и коэффициент скольжения
Численное обозначение пробуксовки определяется как коэффициент скольжения колес. Когда шина с двух метровой окружности преодолевает путь равный двум метрам за один оборот коэффициент равняется нулю.
В случае когда аналогичный оборот шина преодолеет за 1 метр, коэффициент равен 50-ти процентам.
Научные исследования показывают, что наилучший показатель - 15-10%. Неподготовленный водитель прочувствует это не сразу. Легче помнить, что шины начнут издавать поскрипывающие звуки когда сцепление с дорожным полотном особенно сильное. Когда коэффициент скольжения превысит 15% сцепление заметно ухудшится.
"Описанные показатели актуальны и в боковых направлениях, и во время движения "вперед-назад". Звук помогает определить степень сцепления с треком: во время правильного прохождения виражей Вы услышите слабый визг покрышек".
Руля - мало для идеальной траектории
Неосведомленным водителям покажется, что автомобиль движется туда куда направленны колеса. В действительности это иначе. Будучи более внимательным станет заметно, что угол поворота колес не совпадает с углом изменения траектории авто.
Эта разность называется - углом увода взаимосвязанным со сцеплением с дорожным полотном. Приемлемый угол увода варьируется от восьми до десяти градусов. При более высоких значениях сцепление станет хуже, а после достижения некоторого порога угол поворота руля потеряет влияние на направление движения.
Более того, нельзя путать угол поворота колес с углом увода, который зависит не от оборота руля, а от нагрузки на передние колеса и скорости с которой с двигается автомобиль. Малоопытному гонщику затруднительно это осознать. По этой причине вначале стоит прислушаться к звукам издающим передними колесами. В какой-то момент пилоту станет ясно в какой ситуации машина перестала слушать руль.
