Безопасная езда по мокрому асфальту. Сцепление шин с трассой


Сцепление шины с дорогой | Шины

Устойчивость и управляемость автомобиля, его тяговые свойства и тормозные характеристики в значительной степени определяются сцеплением шины с дорогой.

Величина сцепления шин оценивается коэффициентом v, равным отношению максимальной величины реакции X, действующей на колесо в контакте шины с дорогой, при которой происходит буксование колеса, к радиальной нагрузке на шину Q:

v = X/Q

Коэффициент сцепления шины с дорогой оценивается в продольном (в плоскости вращения колеса) и боковом (поперечном) направлениях.

В продольном направлении коэффициент сцепления шин с дорогой оценивается отношением максимальной тяговой (или тормозной) силы Рт, при которой наступает буксование (юз) колеса, к радиальной нагрузке на шину Q:

vб = Рб/Q

Величина коэффициента сцепления шин с дорогой в основном определяется конструкцией шины и типом рисунка протектора, составом протекторных резин, а также характером, качеством и состоянием дорожного покрытия.

Сцепление шины с дорогой

Влияние типа рисунка протектора на величину коэффициента сцепления на дорогах с сухим твердым покрытием (асфальт, бетон) менее значительно, чем с влажным. На влажном же покрытии характер рисунка протектора имеет большое значение. Это объясняется тем, что при движении мотоцикла по твердой мокрой дороге между элементами рисунка протектора и дорогой появляется пленка воды. Если элементы рисунка протектора имеют сравнительно небольшие размеры и рассечены щелевидными (дренажными) прорезями, то даже при высокой скорости качения вода выдавливается из-под выступов протектора в стороны и дренажные щели. Благодаря этому коэффициент сцепления повышается. В том случае, когда вода не успевает выдавливаться из-под шашек протектора, между элементами рисунка и полотном дороги остается тонкая пленка воды, которая резко снижает коэффициент сцепления. При этом значительно ухудшается управляемость и устойчивость автомобиля, появляется опасность заноса.

Существенно снижается коэффициент сцепления при качении шин по дорогам, покрытым тонким слоем грязи, а также на заснеженных дорогах и в гололед.

В таблице приведены значения коэффициентов сцепления шин с различными дорожными покрытиями.

Таблица. Средние значения коэффициента сцепления шин с различными дорожными покрытиями

Дорожное покрытие

Состояние дорожного покрытия

сухое

мокрое

Асфальт, бетон 0,7—0,8 0,45—0,55
Песчаная дорога 0,7-0,8 0,6-0,65
Щебеночное покрытие 0,6-0,7 0,4-0,5
Грунтовая дорога 0,5-0,6 04,-0,5
Булыжник и брусчатка 0,5—0,55

Дорога, покрытая снегом

0,2—0,4

Снежная укатанная дорога

0,2-0,25

Гололед

0,2-0,25

ustroistvo-avtomobilya.ru

Безопасная езда по мокрому асфальту

Гонки в дождь любят все зрители. Гонщики же делятся на две группы - тех, кто ненавидит мокрую трассу, и тех, кто относится к любителям "мокрых дел".

Шанс выиграть гонку в дождь доя них сильно возрастает, несмотря на то, что многие из первой группы стартуют на более мощных автомобилях. Мокрая трасса уравнивает шансы - на первый план выходят не возможности автомобиля, а мастерство пилота. Тот, кто владеет дождевыми секретами, имеет огромное превосходство над остальными.

Главное правило езды в дождь гласит: ехать там, где никто не едет. Другими словами - не по идеальной траектории. Смысл заключается в том, пишет гонщик Михаил Горбачев, чтобы находить и использовать менее скользкое покрытие. Болельщики Формулы-1 помнят невероятные обгоны Шумахера в дождь по внешнему радиусу поворотов. Казалось, он творит невозможное, но чемпион знал, что делает. Все дело в том, что он ехал по дождевой траектории, которая в классической гоночной теории называется "рим шот", что означает движение по внешнему радиусу поворота. Шумахер ехал там, где суше и где лучше сцепление, поскольку вода скапливается обычно на внутренней части поворота.

Кроме того, поверхность трассы, по которой проходит идеальная "сухая" траектория, отполирована шинами, ее поры забиты частичками резины и масла. Гонщик должен избегать этой траектории в дождь и искать другие варианты прохождения поворота. Конечно, езда по траектории "рим шот" требует большого искусства в управлении автомобилем и в прямом смысле не оставляет места для ошибки. Но игра стоит свеч! Инструкторы одной из западных гоночных школ провели замеры времени прохождения трассы в дождь с использованием этого метода и обычным образом. Разница составила в среднем около восьми секунд!

Но... Если бы все было так просто! Условия на трассе в дождливую погоду меняются постоянно, от круга к кругу, и ключ к успеху лежит в постоянных импровизациях, в поиске оптимального варианта. Главным инструментом измерения является тахометр, по которому можно судить о том, насколько удачно пройден поворот. Чем выше обороты в фиксированной точке на выходе, тем выше будет скорость на прямой. При этом надо учитывать, что на мокрой трассе необходимо особо нежно переключаться и в поворотах использовать более высокую передачу, чем "посуху". Например, там, где вы входили в поворот на второй, "по мокрому" надо ехать на третьей. Это снизит вероятность пробуксовки ведущих колес при ускорении на выходе из поворота. Особенно деликатно нужно обращаться с педалью газа и тормоза. Прибавлять газ надо очень осторожно, плавно нажимая на педаль при полной готовности в любой момент несколько отпустить ее. Отпускать тоже необходимо плавно и нежно, помня, что резкий сброс газа - самая распространенная причина разворотов на скользкой трассе. Деликатность, нежность, плавность - вот ключ к быстрой езде в дождь.

Сцепление шин с мокрым покрытием особенно сильно снижается в поперечной плоскости, то есть в повороте. При торможении и разгоне сцепление страдает меньше. Отсюда вывод: старайтесь как можно больше ехать по прямой. Это означает очень поздний и крутой вход в поворот и очень поздний апекс (рис.1). Такой способ вынуждает вас пересекать скользкую "сухую" траекторию, и делать это надо осторожно, стараясь вести автомобиль в этом месте максимально прямо, избегая поворота руля. Точно так же избегать поворотов надо и при проезде луж. Здесь высока вероятность аквапла-нирования, которого смертельно боятся "гражданские" водители. Пилоты гоночных машин знают, что в подобной ситуации надо вести себя так, будто машина попала на голый лед. То есть чем меньше движений, тем лучше. Не убирать ногу с педали газа, не тормозить, не поворачивать руль. Последнее особенно опасно, так как если машина с повернутыми колесами вылетит на более сухой участок, то вновь обретенное сцепление шин может буквально выкинуть ее с трассы.

Любой дождь рано или поздно заканчивается, покрытие подсыхает, и снова начинаются поиски максимально сухой траектории и хорошего сцепления. Если трасса сохнет очень быстро, то дождевые шины могут начать перегреваться, и при движении по прямой их можно охлаждать, специально проезжая по лужам.

Нужно заметить, что оптимальный угол увода или скольжения шины (об этом мы говорили в самом первом занятии цикла "Все познается в скольжении") в дождь меньше, чем на сухой трассе. В первом случае он лежит в пределах 3-б градусов, а во втором составляет от б до 10 градусов. Это означает, что граница между сцеплением шин с покрытием и его потерей довольно размыта. Кроме того, дождевые шины менее прогрессивны в своих характеристиках, чем слики. Это означает, что, достигнув максимального сцепления с покрытием, дождевая шина теряет его намного стремительнее, чем слик. Для гонщика это происходит внезапно и часто непредсказуемо. Пилот входит в поворот по мокрому покрытию, избегая скольжения, "висит"... "висит"... "висит"... и в самый неподходящий момент - срыв, машину разворачивает. Как избежать этой ситуации?

Как ни парадоксально - входить в поворот с чуть большей скоростью, чем это кажется возможным. Когда машина "поплывет" - слегка убрать газ, потом снова добавить... Балансируя на грани избыточной и недостаточной поворачиваемо-сти, добиваясь скольжения всех четырех колес и управляя положением машины в повороте только педалью газа, вы полностью контролируете ситуацию. Проходя поворот в легком скольжении, вы никогда не попадете в ситуацию, когда шины внезапно "сорвало" и машина потеряла управление, - вы знаете: они скользят постоянно. Таким образом, на мокрой трассе легкое, контролируемое скольжение должно быть всегда. Если все же скольжение вышло из-под контроля или машину начало разворачивать, то старайтесь делать как можно меньше, а лучше - вообще ничего. Ситуация напоминает внезапный въезд на обледенелый мост зимой - что бы вы ни предприняли, положительного эффекта не последует, скорее, вы только ухудшите ситуацию.

Для дождя требуются особые "мокрые" настройки гоночного автомобиля. В основном они сводятся к более мягкому варианту пружин, амортизаторов и стабилизаторов. Некоторые гонщики на формулах вообще демонтируют стабилизаторы. На "мягком" автомобиле намного проще чувствовать нюансы его поведения, так как его весовой баланс меняется гораздо медленнее, чем на "жестком". Можно "поиграть" и давлением в шинах: при небольшом дожде давление нужно снизить для улучшения сцепления шин с покрытием трассы, а при сильном - наоборот, увеличить, чтобы избежать аквапланиро-вания или снизить этот эффект.

Теперь самое время закончить с техникой пилотирования и обратиться просто к здравому смыслу. Многие из ваших сильных конкурентов рано или поздно обязательно развернутся на мокрой трассе или вылетят с нее. Отсюда простой вывод: чистое прохождение дистанции скорее всего принесет отличный результат. Если же ваш автомобиль все-таки развернуло, сохраняйте железное спокойствие и не торопитесь. Второй разворот, а то и авария, как следствие слишком поспешного возвращения на трассу - скорее правило, чем исключение.

В заключение охарактеризуем езду в дождь следующим образом: в "мокрых" гонках нет правил. В некоторых ситуациях хорошо работает дождевая траектория с очень поздним апексом. Оптимальной может неожиданно оказаться и традиционная "сухая", в некоторых случаях - "рим шот", а чаще всего - хитроумная комбинация из всех вариантов, в зависимости от конкретных, причем быстро меняющихся, условий. Главная цель - охота за сцеплением шин с мокрым покрытием трассы, вся соль которой - в компромиссах и импровизациях. Кто находит больше сцепления - тот и выигрывает.

Трогание на скользкой дороге

При очень низком коэффициенте сцепления шин с дорогой (гладкий лед, раскатанная дорога), особенно на неровностях (яма, залитая водой, подъем с колеёй), это задача вызывает отрицательные эмоции даже у опытных водителей.

Многие водители, совершив начальную ошибку (пробуксовку), продолжают “держать газ”, ожидая зацепления, однако чаще всего этот способ не помогает. Если началась пробуксовка, колесо быстро разогревает снег или лед и между ним и дорогой образуется прослойка воды, которая мешает зацеплению. Чаще всего не удается использовать возможности другого ведущего колеса, стоящего на твердом грунте. Дифференциал выключает его, передавая всю мощность на буксующее колесо.

Секреты трогания следующие.

Первый оборот колеса должен быть без пробуксовки или с минимальной пробуксовкой.

Трогание “в натяг” выполняется на минимально устойчивой частоте вращения за счет задержки (пробуксовки) включения сцепления.

До начала трогания передние колеса автомобиля необходимо выровнять. Даже незначительный угол поворота способен затормозить автомобиль и спровоцировать пробуксовку.

Устранить допущенную ошибку (пробуксовку) желательно повторным троганием (выключением и включением сцепления).

При трогании необходимо учитывать механизм загрузки-разгрузки автомобиля по осям. При первом импульсе (включении сцепления) загружаются задние колеса, затем происходит их разгрузка из-за реакции подвески. Этот момент чаще всего способствует пробуксовке. На автомобиле с передним приводом желателен двойной выжим сцепления. Первым импульсом разгружаются передние колеса, повторным на них дается тяга в момент, когда автомобиль качнется вперед.

При трогании с раскачиванием автомобиля (при застревании в яме, песке, на льду) импульс трогания необходимо приурочить к моменту загрузки ведущих колес. Ждать, что автомобиль “зацепится” и начнет разгон — дело бесперспективное.

Трогаясь при минимальном коэффициенте сцепления (изморозь на асфальте, покрытый водой лед, обледенелый наст, укатанный и отполированный снег и т. д.), можно использовать следующие приемы:

  • включить повышающую передачу (II, III), чтобы уменьшить начальную тягу;
  • включить стояночный тормоз “с натягом” до 50%, чтобы смягчить вращательный импульс;
  • трогание осуществлять многократным осторожным включением сцепления при постоянной минимальной частоте вращения двигателя;
  • при достижении средних оборотов одновременно отпускать обе педали (сцепления и подачи топлива).

Трогаясь на вязком грунте (грязь, песок, снежная целина), необходимо сохранить максимальную тягу — крутящий момент двигателя. Для этого трогание выполняется на высоких оборотах с существенной пробуксовкой сцепления для устранения пробуксовки колеса в начальный момент. После трогания тяга двигателя сохраняется за счет пробуксовки колес. Эта пробуксовка позволяет очистить протектор колеса от грунта (если модель покрышки имеет грунтозацепы и широкие канавки между ними) и сохранить крутящий момент двигателя, не теряя при этом оборотов, и соответственно мощности. При уменьшении частоты вращения можно кратковременным неполным выжимом сцепления вновь поднять их до необходимого уровня, не переключая понижающую передачу.

Прекратить излишнюю пробуксовку после трогания с места можно быстрым включением повышающей передачи.

zmost.ru

Подвеска автомобиля и сцепление шин с дорогой.

С инженерной точки зрения сцепление с дорогой зависит главным образом от правильной работы подвески автомобиля. Как водитель может улучшитьпоказатели подвески своего автомобиля? Так ли необходимо ставить на свой автомобиль спортивные амортизаторы? Возможно ли эффективное управление автомобилем на заводских подвесках? Что такое «эффективное управление автомобилем»? На самом деле, автомобиль на заводских амортизаторах управляется отлично - не ерзает, не рыскает, не дергается - в общем, он стабилен. Современная подвеска и грамотный водитель могут поддерживать автомобиль в стабильном состоянии фактически при любых дорожных условиях. Эффективное управление автомобилем и предсказуемое сцепление шин с дорогой - это одно из условий безопасного движения не только по дорогам общего пользования, но и на спортивных трассах, не больше и не меньше. Нет ничего хуже, чем неожиданное скольжение или угроза такого неуправляемого скольжения, в этой ситуации, как правило, инстинкты самосохранения и берут верх над большинством неподготовленных водителей. Давайте рассмотрим подробнее работу подвески автомобиля и постараемся понять, как водителю добиться эффективной работы подвесок с помощью педали газа. Диапазон работы подвески автомобиля. Хорошая подвеска отличается от плохой как узлами, так и геометрическими параметрами. Управление газом оказывает воздействие на оба компонента. Подвески лучше всего работают в среднем диапазоне (примерно в центральной трети хода). Как полностью сжатая, так и полностью «вытянутая» подвеска плохо отслеживает дорогу. Резкое торможение и сильное ускорение -идеальные примеры. При торможении передняя часть автомобиля сильно загружается и вяло реагирует на неровности дороги, как правило - именно это является главной причиной блокировки передних колес. Колесо не «прописывает» неровности или делает это слишком медленно. При слишком сильном ускорении передняя часть автомобиля разгружается, что может привести к «рысканью» автомобиля. В центральной же трети хода, подвески идеально отслеживают дорожное полотно. Подвески накладывают ограничения на стиль езды. Водитель должен стараться держать подвески в середине хода, тогда автомобиль сделает остальную работу сам. Правило газа № 1 как раз то, что нужно. Если же вы добавляете и сбрасываете газ, подвеска отслеживает не дорогу, а изменение развесовки. Делать два дела одновременно - не ее работа. Настройка подвесок. Характеристики подвесок можно настроить под конкретную трассу и под конкретный стиль вождения, но вы не избавитесь от основной проблемы. Просто автомобиль станет лучше соответствовать ситуации. На спортивных автомобилях изменяют «поведение» подвесок в предельных режимах, смещая тем самым диапазон их лучшей работы, чтобы добиться выигрыша при прохождении конкретного круга. Вибрации (колебания) передних колес из-за частой потери и восстановления сцепления с дорогой - хороший пример трудностей с настройкой подвески. На некоторых автомобилях вибрация проявляется на низких скоростях, и некоторые спортсмены решают, что уже достигли предела работы подвесок. Но с увеличением скорости вибрация вдруг пропадает, с тем, чтобы проявиться, когда скорость станет еще выше. Серийные автомобили, как правило, настраиваются на некоторые усредненные условия для лучшего прохождения поворотов и неровностей. Водительские настройки. Лучший инструмент для настройки подвесок - педаль газа. На любом автомобиле именно грамотная работа на педали газа позволяет идеально контролировать развесовку на дуге поворота. Очевидно, слишком сильное открытие перемещает вес назад, закрытие - вперед. При весе автомобиля 1000 килограмм, вы легким нажатием или отпусканием педали газа перебрасываете примерно 60 килограмм спереди назад и наоборот. Грамотное управление педалью газа - ключ к настройке подвесок. Педаль газа как элемент подвески. Гонщик может постоянно настраивать подвески и так ничего и не добиться. Ничто ему не поможет, если он резко заходит в поворот, сбросив газ, ждет почти до конца кривой, а потом газует изо всех сил, превышая 10-20% идеальной разницы в развесовке. Такой стиль никогда не позволит подвеске работать в идеальном диапазоне. Особенно это верно для простых среднескоростных поворотов на 90 градусов, требующих от 2-х до 3-х секунд на их прохождение. Гонщиков, использующих стиль, описанный выше, часто можно видеть в боксах, возящихся с настройками. Они уделяют большое внимание таким диапазонам работы подвесок, которые почти недостижимы в гонке. Педаль газа и задняя подвеска. Большинство автомобилистов не понимают простой вещи, что чем сильнее газуешь, тем менее податливой становится задняя подвеска, и тем сильнее поднимается задняя часть автомобиля. Многие думают, что при ускорении задняя часть автомобиля опускается - это не так. Простая проверка: упритесь передним бампером в стену и потихоньку отпускайте сцепление при включенной передаче, задняя часть автомобиля приподнимется. Повторю правило газа № 1, как только вы начали добавлять газ, вы должны добавлять его равномерно, плавно и постоянно вплоть до окончания поворота. В этом случае правило газа № 1, идеально сочетается с нетривиальным фактом, описанным выше. Идеальная развесовка не только обеспечивает лучшее сцепление с дорогой, но и позволяет подвескам работать в лучшем диапазоне. Резкое добавление газа делает заднюю подвеску жесткой и ухудшает сцепление. Это проблема для большинства из нас, но умные гонщики нашли способ, как и где можно использовать данное явление (в соревнованиях Drfting). При уменьшении сцепления колесо начинает прокручиваться. Опытные спортсмены используют это для выхода из поворота. Подвеска становится мягче, поскольку потеря сцепления облегчает заднюю часть автомобиля. Все то же самое, но на другом уровне. Чем раньше вы открываете газ и чем плавнее вы его добавляете, тем меньшее ускорение вам требуется, чтобы достичь нужной скорости на выходе из поворота, и тем лучше работает задняя подвеска. Водитель получает более прогнозируемое сцепление с дорогой. И это работает для всех стилей вождения, не только для гонок. Страховка от сноса. Плавное добавление газа особенно полезно, когда задние колеса начинает сносить. При условии, что вы «не пожадничали» с газом, вы можете избежать большего сноса колес, просто перестав добавлять газ. Автомобиль начнет замедляться плавно, а не резко, как при закрытии газа, и мягко войдет в сцепление с дорогой. Главное препятствие на пути грамотных действий - инстинкт самосохранения № 1. Очевидно, состояние шин, угол поворота передних колес, настройки подвесок, уровень подготовки водителя являются значимыми факторами. Еще одна проблема — резкий сброс газа. Как правило, неподготовленный водитель вне зависимости от привода автомобиля реагирует на опасность отпусканием педали газа. Когда заднюю часть автомобиля начинает заносить, он закрывает газ и перемещает некоторый вес с задних колес на передние, что приводит к более сильному заносу (наверное, исключение из правил можно сделать только для заднеприводных автомобилей, не имеющих «блокировки»). Иногда передняя часть автомобиля загружается за счет резкого сброса газа настолько, что это приводит к потере управляемости и весь автомобиль начинает сносить. Низкий клиренс автомобиля. При сбросе газа сжимаются все подвески. Если вы закроете газ в середине поворота, ваш клиренс уменьшится как спереди, так и сзади, причем немедленно. Инстинкт самосохранения № 1 тут как тут, стоит водителю услышать, как автомобиль скребет по асфальту, он закрывает газ еще сильнее, и автомобиль скребет еще сильнее. Инстинкт № 1 мешает снова. В основном с этой проблемой сталкиваются спортсмены, управляющие автомобилями с небольшим клиренсом (картинг, формула и т.д.) Каково же главное правило при использовании газа? Как только вы начали добавлять газ, вы должны добавлять его равномерно, плавно и постоянно вплоть до окончания поворота! Повторите про себя 1000 или 2000 раз.
Добавить комментарий

www.tachki.md