Дешевые секунды. Часть 2: Развал

Как вы помните, в течение прошлых испытаний по изменению давления в шинах мы в компании с wort3x и другом Климом во время каждого заезда замеряли пирометром температуру внешней, центральной и внутренней частей протектора всех четырёх шин. Данные оказались настолько наглядными, что мы решили попробовать изменять развал — угол между плоскостью вращения колеса и вертикалью — и наблюдать за прогревом всех частей протектора.

Наверное, почти каждый владелец автомобиля хотя бы раз заезжал на стенд «развала-схождения». Мастер находил нужные углы установки колёс в электронной базе и выставлял соответствующие значения на автомобиле. Однако мало кто задумывался, что значение, которое вам настроил «развальщик», редко сохраняется в жизни, а тем более на гоночных трассах.

Изменение статического развала происходит по разным причинам — в основном за счёт сжатия подвески, крена кузова и боковых сил, действующих на подвеску. Получается, существует два развала: статический и динамический. Под вторым подразумевается отклонение колеса от вертикали при максимальном крене, который можно достичь, проходя поворот на пределе сцепных возможностей шин. Другими словами — это тот развал, который получается у вас в повороте. Когда колёса расположены перпендикулярно асфальту (развал равен 0 градусов), автомобиль имеет максимум сцепления по прямой, но в повороте из-за крена машина едет на боковине шин, и сцепление уменьшается.

Поэтому выставлять статический развал нужно так, чтобы динамический был ближе к нулю, и в повороте шины имели максимум сцепления с гоночной трассой. Как же найти правильные углы? Существует несколько способов вычислить динамический развал: например, можно приобрести или взять в аренду специальный датчик, который необходимо крепить непосредственно на колесе (такие выпускает, например, фирма Corrsys-Datron) или создать модель подвески своего автомобиля и с помощью датчиков хода подвески вычислить этот показатель. Конечно, для любителя это равносильно попытке выучить китайский язык за неделю. Поэтому существует третий способ — тесты с анализом температуры шин. По температуре протектора шины можно будет определить, насколько работал протектор и полностью ли он соприкасался с асфальтом.

Во время каждого заезда мы измеряли температуру шин, как дорожных BFGoodrich KDW, так и полусликов Toyo R888. А в качестве примера покажем два заезда с разным давлением в покрышках Toyo Proxes R888.

На какие показания в таблицах и схемах следует обратить внимание? Прежде всего, на равномерность прогрева передних шин, конечно, с учётом конфигурации трассы. Несмотря на то, что мы проектировали трассу джимханы специально для равномерной загрузки всех колёс, полностью этого добиться не удалось. Перед змейкой и финишем автомобиль проходит 4 левых поворота. Следовательно, правая передняя шина находится под загрузкой, а левая из-за крена приобретает сильно отрицательный развал. Именно поэтому внешняя часть левой шины успевает остыть, а внутренняя не успевает нагреться. Самое пристальное внимание мы будем уделять правому переднему колесу.

Температурная «линейка» передней правой шины при давлении 2,3/2,6 составила 61-73-74 °C и 61-76-76 °C, при давлении 2,3/2,9 ат. Это говорит о том, что полностью в поворотах работает лишь 2/3 всей поверхности шины, и из 195 мм проектора Toyo цепляются за асфальт в основном лишь жалкие 130 мм!

Нужно это исправлять. Я приобрел в магазине запчастей оригинальные «развальные» болты, каталожный номер которых указан в «Инструкции по ремонту и обслуживанию». Пара таких крепёжных резьбовых деталей вместе с гайками стоит в 350 рублей — сущий пустяк, тем более по меркам автоспорта.

На стенде «развала-схождения» мы попросили установить развал в −1 градус и схождение в 0 мм (то есть поставить колёса абсолютно прямо). Кастер (угол продольного наклона оси поворота колеса) остался при этом стандартным — чуть больше 1,5 градусов. Двум последним параметрам — схождению и кастеру — постараюсь еще устроить отдельные тесты.

Почему именно −1 градус? Прежде всего, мы отталкивались от того, что Honda Civic Si — это гражданская машина, на которой человек ездит каждый день на работу и лишь изредка выезжает на соревнования. Поэтому в настройках мы будем исходить из разумного компромисса (который, оказывается, не так уж и бесперспективен). Такой минимальный развал не изменит городские повадки автомобиля — резина будет стираться равномерно, автомобиль не станет прыгать по колеям как горный баран, а среднестатистический водитель, возможно, даже и не заметит изменений. Но на трассе слалома разница существенна. Особенно если смотреть на секундомер — на секунду быстрее, чем с нулевым развалом!

В обоих случаях хэтч Honda Civic сбросил секунду с времени, показанного при нулевом развале. Об этом свидетельствует и более равномерный прогрев передней резины. Линейка температуры нашей «лакмусовой бумажки» — передней правой шины — говорит о том, что мы точно попали со значением развала. При давлении 2,3/2,9 атмосферы мы получили температурные данные как в учебнике — 69-69-69, то есть температура правой передней шины на всей поверхности протектора оказалась одинакова. У левой шины внутренняя и центральная часть так же прогрелись одинаково, а внешняя охладилась сильнее (напомним, что незагруженная шина и так получает отрицательный развал из-за крена). Но если говорить о слаломе, то мы уверены, что если бы мы остановились на середине дистанции, то левая шина показала бы такие же данные, как и правая.

Одного градуса нам хватило, чтобы обеспечить оптимальный контакт на всей протяжённости трассы. Связано это с самой трассой, которая состоит из крутых поворотов и разворотов. Существенную роль на трассе играл и кастер, который при больших углах поворота руля ещё больше увеличивал отрицательный развал внешних колёс и давал обратный эффект на внутренних колёсах.

Интересна ситуация и с дорожными шинами BFGoodrich KDW. Они неплохо чувствуют себя с отрицательным развалом, а лучшее время при развале −1 градус очень близко к времени шин Toyo R888 при значении угла 0 градусов и одинаковом давлении. Поэтому не стоит удивляться, что машина с «настроенным» развалом и хорошими дорожными шинами поедет также или почти так же быстро, как и машина на полусликах Toyo R888 со штатным развалом.

Неужели производители не ставят отрицательный развал уже на заводе? У культовых переднеприводных машин Honda Integra Type R и Mini Cooper S (обе — первого поколения) «стоковый» развал спереди составлял от −30 до −45 минут (половина и три четверти градуса соответственно), а озорной хот-хэтч Renault Clio Sport первой генерации имел и вовсе −1 градус на передних колёсах!

Вы выступаете на спринтах на машине «выходного дня» и не хотите компромиссов в настройке развала?

Первый вопрос, на который вы должны ответить — какой тип подвески у вас на автомобиле: на двойных поперечных рычагах или MacPherson? В случае если у вашего автомобиля установлена двухрычажная подвеска (например, как на Honda Integra Type-R), то углы подвески стоит выбирать очень аккуратно. Дело в том, что при сжатии подвеска сама увеличивает отрицательный развал колеса. Так вот оказывается, почему все так нахваливают двухрычажку! И именно поэтому для базовой машины для автоспринта я выбрал Civic SiR (EG6). Впрочем, «обретённый» отрицательный развал часто компенсируется креном кузова.

«Однорычажка» МакФерсон, где роль второго рычага играет стойка амортизатора, во время сжатия практически не изменяет угол развала, но действие боковых сил на амортизатор приводит к тому, что колесо в повороте получает существенный положительный развал. Поэтому большой статический отрицательный развал на автомобиле с подвеской MacPherson необходим для улучшения устойчивости в поворотах. Впрочем, у переднеприводных автомобилей и тут есть ограничения — слишком большой отрицательный развал негативно скажется на разгоне при выходе из поворотов и, конечно, на торможении. Поэтому нужен баланс, который могут дать только тесты. А они дадут не только информацию для размышления и анализа, но и недостающий накат. Которого, как и денег, никогда не бывает много.

Данную статью впервые опубликовал на apex.ru

В предыдущих сериях:
Часть 1: Давление в шинах

Следующая серия
Часть 3: Развал, пружины, клиренс

____________________________________________
Личный блог про автомобили Axmax
Про теоретическую базу управляемости