На поведение автомобиля или вездехода на дороге оказывают влияние мааса параметров, одни из важнейших является нахождение центра крена. Попробуем рассмотреть его более подобно для случая подвески на двойных А-образных рычагах.
Что такое центр крена?
"Центр крена" (RC) является теоретической точкой, вокруг которой кренится шасси, и он определяется конструкцией подвески. Передняя и задняя подвески имеют различные центры крена.
"Ось крена" (roll axis) является воображаемой линией между передним и задним центрами крена.
Величина, на которую кренится шасси в поворотах, зависит от положения оси крена относительно центра тяжести (center-of-gravity, CG) автомодели. Чем ближе находится ось крена к центру тяжести, тем меньше шасси будет крениться в поворотах.
Центр крена является одним из наиболее недооцененных параметров подвески, но сложность его применения заключается в том, что автомобиль или вездеход надо проектировать заранее, а не пытаться выправить положение изменяя жесткость пружин, амортизаторов иил стабилизаторов. Это происходит потому, что центр крена оказывает влияние на управление до начала маневра, тогда как стабилизаторы поперечной устойчивости, амортизаторы и пружины требуют наклона автомобиля перед тем, как они начинают оказывать влияние.
Основные принципы центра крена
Далее приведены основные сведения о центре крена (RC) и центре тяжести (CG).
- Центр крена является точкой, вокруг которой кренится автомобиль.
- Каждая ось автомобиля (передняя и задняя) обладает своим собственным центром крена.
- Центр тяжести (CG) является точкой, на которую действуют все угловые ускорения.
- Центр крена (RC) и центр тяжести (CG) находятся (в идеале) в середине (по ширине, слева направо) автомобиля.
- Центр крена (RC) по вертикали находится ниже центра тяжести (CG).
Где находится центр крена?
Центр крена определяется геометрий подвески автомобиля. Каждая ось автомобиля имеет свой собственный центр крена, определяемый геометрией подвески этой оси.
Следующая схема показывает, как вы можете определить положение центра крена на каждой из оси автомобиля.
Выглядит немного сложно, но это можно разложить на составляющие:
- Линия "A" параллельна верхнему рычагу подвески.
- Линия "B" параллельна нижнему рычагу подвески.
- Линии "A" и "B" пересекаются в точке "IP".
- Линия "C" проходит от точки контакта колеса (WC - нижний центр колеса) к точке "IP".
- Точка, в которой линия "C" пересекает центральную ось автомобиля (CL), является центром крена.
Регулировка центра крена
Вы можете настраивать центр крена путем изменения угла наклона рычагов подвески.
Настройка центра крена может быть выполнена множеством способов, это зависит от конструкции автомобиля. Для изменения положения центра крена на проектируемом автомобиле, вы можете изменить точки крепления рычагов к раме, а иногда бывает проще подобрать кулаки колес с нужными параметрами, или есть возможность изготовить кулаки по своим размерам.
При регулировке центра крена, изменения в положении верхнего рычага подвески приводят к небольшим изменениям в положении центра крена, а изменения в положении нижнего рычага подвески приводят к большим изменениям в положении центра крена (поскольку нижние рычаги расположены ближе к центру крена, изменения в угле наклона нижних рычагов подвески будут оказывать большое влияние на положение центра крена).
- Для снижения центра крена, сделайте рычаги подвески более горизонтальными.
- Для повышения центра крена, сделайте рычаги подвески более наклоненными.
Как работает центр крена?
При прохождении поворотов, центробежная сила воздействует на центр тяжести (CG) автомобиля, стремясь вытолкнуть автомобиль к внешней стороне поворота. Это вызывает вращение центра тяжести (CG) вокруг центра крена (RC). Так как центр крена (RC) находится ниже центра тяжести (CG), угловое ускорение вызывает вращение автомобиля по направлению действия силы. Следовательно, автомодель кренится к внешней стороне поворота.
- Если центр крена (RC) находится далеко от центра тяжести (CG) (более низкий центр крена), то при прохождении поворота центр тяжести (CG) обладает большим рычагом относительно центра крена (RC), поэтому авто кренится больше.
- Если центр крена (RC) находится ближе к центру тяжести (CG), то при прохождении поворота центр тяжести (CG) обладает меньшим рычагом относительно центра крена (RC), поэтому авто кренится меньше.
- Если центр крена (RC) находится прямо в центре тяжести (CG), то при прохождении поворота центр тяжести (CG) не имеет рычага относительно центра крена (RC), поэтому автомобиль совсем не кренится.
В зависимости от того, как ведет себя авто, вы можете захотеть, чтобы передняя или задняя часть автомобиля кренилась больше или меньше. Вы можете соответственно изменить высоту центра крена (RC) для удаления или приближения к центру тяжести (CG), который для всех случаев является фиксированной точкой.
Влияние переднего центра крена
Передний центр крена оказывает наибольшее влияние на поворачиваемость при ускорении автомобиля во время прохождения середины поворота и на выходе из поворота.
Более низкий передний центр крена
- Больше поворачиваемость при ускорении.
- Автомобиль менее отзывчив в поворотах.
- Больше подходит для ровных трасс с высоким сцеплением и длинными быстрыми поворотами.
Более высокий передний центр крена
- Меньше управляемость при ускорении.
- Автомобиль более отзывчив при поворотах.
- ?спользуйте в условиях высокого сцепления для предотвращения переворачивания.
- ?спользуйте на трассах с быстрыми крутыми поворотами (шиканы).
Влияние заднего центра крена
Задний центр крена влияет на управляемость при ускорении и управляемость со сброшенным газом во всех фазах поворота (вход, середина, выход).
Более низкий задний центр крена
- Большее сцепление при ускорении.
- Меньшее сцепление при торможении.
- ?спользуйте для предотвращения переворачивания на входе в поворот (увеличивает заднее сцепление).
- ?спользуйте в условиях низкого сцепления.
- Увеличивает сцепление, уменьшает износ задних шин.
Более высокий задний центр крена
- Меньше поворачиваемость при ускорении.
- Автомобиль более отзывчив в поворотах.
- ?спользуйте в условиях высокого сцепления для предотвращения переворачивания.
- ?спользуйте на трассах с быстрыми изменениями направления (шиканы).
Это еще не все
Управляемость автомобилей определяется взаимодействием множества факторов: кастер, развал, стабилизаторы поперечной устойчивости, амортизаторы и пружины и т.д. Поэтому, имейте в виду, что не существует единственной "главной" регулировки, которая сделает ваш авто похожим на автомобиль Formula 1, это все является предметом компромиссов.
Поэтому делайте небольшие изменения и только по одному за один раз.
Статья написана по материалам rc-auto.ru, хоть изначально она посвящена моделям автомобилей, но геометрия работы подвески одинакова для автомобилей любых размеров.