Simplitate neuniformă - stabilizatori ai stabilității laterale
Orice șofer care conducea o mașină Ford Fiesta de la prima generație (Mk1) a acordat atenție aproape lipsei de rulouri a acestei mașini (mai ales atunci când a încărcat 1-2 persoane) chiar și în colțuri foarte strânse. Dar, la Fiesta în suspensiile nu există nici o bara anti-ruliu - detaliile devin în mașinile moderne sunt atât de comune că mulți nu au înțeles măcar cum să se ocupe cu rola corp, fără a utiliza un stabilizator.
Această concepție greșită este atât de comună că mulți oameni nu cred - de ce suspensii independente de aproape orice „stereotip“ masina sport (și nu numai F1 și mai mult seria „lumesc“), precum și unele mașini la scară mică, fără stabilizatori. Pentru mulți, descoperirea acestui fapt devine un șoc real. Să încercăm să ne dăm seama ce se întâmplă.
În primul rând vom gândi - și care este stabilizatorul stabilității laterale rău? La urma urmei, el reduce tocurile destul de bine - deci de ce nu-l folosesc designerii de suspensii sport?
Luați în considerare o situație simplă: o mașină cu suspensie independentă se deplasează de-a lungul drumului și plimbă brusc roata din dreapta pe caramida. Să presupunem că mașina merge destul de repede, iar în timpul sosirii corpului (datorită masei mari și, prin urmare, inerției) nu are timp să facă nici o mișcare verticală semnificativă. Pentru simplitate (astfel încât să nu se calculeze corecțiile pentru compresia anvelopei), vom considera anvelopa incompresibilă - pentru anvelopele moderne cu profil redus acest lucru este practic. Cu această ipoteză, roata dreaptă, datorită suspensiei, va face o mișcare în sus, egală cu grosimea cărămizii - și nici un stabilizator nu o poate împiedica.
La suspensie complet independentă, fără stabilizator, impactul transmis organismului auto, în acest caz, va fi determinată de un rigid arcuri de suspensie dreapta și o ușoară forță de compresiune absorbant de șoc, iar suspensia din stânga va rămâne staționară.
O chestiune diferită, dacă avem un stabilizator de stabilitate laterală. accident vascular cerebral suspensie dreapta (în însăși grosimea cărămizii) răsucește stabilizator, și transmite forța suplimentară pe brațul stâng, un arc și amortizor, cauzând comprimarea acestuia. Chiar dacă rigiditatea stabilizatorul este lăsat doar rata de primăvară (și în multe umerașe este mult mai mare - în caz contrar stabilizatorului nu este eficient împotriva băncilor), acest lucru înseamnă că, suspensia stânga va fi, de asemenea, rupte, cu toate acestea, doar jumătate din grosimea de caramida. Cu toate acestea, un astfel de curs al suspensiei din stânga va însemna o creștere a impactului transmis organismului cu un factor de 1,5 în comparație cu situația fără stabilizator.
Se pare că situația poate fi paralizată, reducând proporțional izvoarele de suspensie. Dar se pare că este doar faptul că atunci când suspensiile din dreapta și din stânga sunt încărcate simultan, stabilizatorul nu funcționează și suspensiile sunt prea slabe. Aceasta este - mașina nu tolerează valurile transversale de asfalt (și chiar mai mult "polițistii mincinoși") și este predispus la înghițirea profundă la frânare. Și dacă slăbim stabilizatorul, acesta va deveni ineficient față de rolele corpului.
Și această situație este pentru suspensia independentă, cu stabilizator fundamental inamovibili - fie că este mai puțin confortabilă decât suspensia independentă pură, fără stabilizator, sau, cu același confort, mai rău cabrare și partide de „ciugulească“ organism. Și cu cât stabilizatorul este mai rigid - aceste probleme inamovibile sunt mai semnificative.
Ca dezavantaje suplimentare sunt:
- deteriorarea traversabilității (agățarea parțială pe diagonală) datorită descărcării roților descendente pe neuniformități datorită răsucirii stabilizatorului de către roata în sus a părții opuse. De aceea, toate jeepurile reale sunt atât de predispuse să se rostogolească în curbe, iar stabilizatorii lor de stabilitate laterală, chiar dacă sunt disponibili, sunt foarte slabi.
- Complexitatea setărilor amortizorului în același timp pentru situațiile de sarcini de suspensie simetrice și asimetrice.
Este practic imposibil să se schimbe designul unei mașini convenționale. Acesta este costul, comparabil cu construcția unei mașini de curse. Singurul lucru care rămâne este acordarea suspensiei prin reglarea amortizoarelor. În teorie, ar fi posibilă continuarea listei cu izvoare și stabilizatoare. Cu toate acestea, firmele terțe care produc elemente elastice sunt, în primul rând, orientate spre drivere dinamice și agresive. Prin urmare, izvoarele lor oferă o reducere a clearance-ului (care nu este întotdeauna potrivit pentru șoferul obișnuit), iar stabilizatorii au rigiditate crescută (ceea ce mărește compromisurile stabilizatorilor pe suprafețe inegale).
Cu toate acestea, există exemple rare de rezolvare a unei probleme complexe - fără stabilizatori și fără rostogolire.
Rolurile din colț pot fi eliminate fără utilizarea unei bare de stabilizare. Este, la urma urmei, o problemă pur geometrică - trebuie doar să facă suspendarea unei astfel de geometrie, care, cu o anumită libertate de mișcare pe verticală a roților din triunghiul format de punctele de contact cu drumul și centrul de masă al mașinii, a trebuit să dimensiune strict constantă sau, în cazul în care acest lucru nu este posibil, cât mai mult posibil mai puțin ar schimba aceste dimensiuni și ar menține înălțimea invariabilă a vârfului său (astfel încât vectorul forței centrifuge, plecând de la centrul masei, trecea prin acest vârf).
Aceasta este o sarcină dificilă - dar este solvabilă, nu numai în cazul unei suspensii multi-complex de legătură cu brațele neravnoplechimi (ca în F1), dar chiar și pentru o suspensie McPherson compactă. Ceea ce, simplu, a dovedit strălucit inginerii de la Ford, proiectând în 1975 o mașină Fiesta.
Să ne uităm la figura - arată schema geometriei suspensiei Fiesta Mk1. Punctele A sunt axele oscilante ale brațelor de suspensie inferioare în formă de V, punctele E sunt articulațiile cu bilă ale acestor pârghii, punctele C sunt suporturile superioare ale corzilor McPherson. Deoarece dimensiunea de la A la C, având în vedere corpul constructiv al mașinii, iar brațul inferior A-E greu - Triunghiul A-CE poate fi redimensionate pe laturile CE prin modificarea înălțimii amortizorului (MacPherson).
E ca și toate mașinile de suspensie McPherson. Dar asta Fiesta nu place deloc: dacă există o linie de la punctul de contact cu roata B rutier, prin brațul inferior pivotante axa O suspensie - trece prin punctul de centrul de proiecție frontală a mașinii CoG de masă (punctul D).
Acest lucru este mai mult sau mai puțin evident în figură. Mai puțin evident este faptul că dimensiunea AB este aproape constantă pentru călătoriile în suspensie. Cu toate acestea, este, în general, se pare lipsit de importanță, din moment ce este evident că se mișcă roțile în sus și în jos, chiar în A-D se va schimba înclinarea acestuia față de orizontală, care pare să conducă la o denaturare a dimensiunii triunghiului B-B-D și sa deplasarea din centrul masei mașinii (CoG).
Pentru a înțelege geniul focalizării designului, luați în considerare rotirea ipotetică a mașinii care se rotește spre stânga. Ar putea înclina de rotație - în care roata din dreapta să fie deplasată în sus (rezoluție a scăzut E-C), iar roata din stânga va fi deplasată în jos (dimensiunea E-C a crescut), cu aceeași valoare. Ce s-ar întâmpla în acest caz cu punctul de intersecție a două linii drepte B-A - adică punctul D?
S-ar fi schimbat, fără îndoială, de la centrul de masă al mașinii CoG. Dar unde? În direcția opusă forței centrifuge existente - dar în același timp ar rămâne la o primă aproximare la o înălțime constantă. Adică, vectorul de forță centrifugal va trece încă prin punctul D - în ciuda funcționării ipotetice a suspensiilor! Cu alte cuvinte, în ceea ce privește vectorul forței centrifuge care provin de la centrul de masă al mașinii, nimic nu sa schimbat, triunghiul nu schimbă înălțimea, ceea ce înseamnă că ruliului pur și simplu nu pot să apară - nu există nici un umăr pe care să forța centrifugă comise de muncă, pentru că vectorul trece exact prin vârful triunghiului. Adică, roata exterioară este încărcată, roata interioară este descărcată, forțele laterale apar pe ambele roți, dar suspensia nu are loc. Roll - nr.
Este greu de înțeles? Apoi, imaginați-vă că pârghiile inferioare ale umerilor ar începe la punctul D și se vor încheia cu îmbinarea cu bile la punctul B. Roțile de pe găurile se vor mișca? Will. Și vor fi băncile? Nu - deoarece triunghiul B-B-D este greu și nu există nici un umăr pe care forța centrifugă a provocat momentul înclinării. O idee strălucitoare și funcționează în practică!
"Există o mulțime de mașini moderne cu stabilizatoare care ridică una dintre roți la rândul lor - la fel ca vechiul Lotus Cortina cu Jim Clark la volan. Dar Morgan face acum mașini pe patru roți și vreau să se rostogolească în toate cele patru! Încă mai putem echilibra manipularea fără stabilizatori acolo, ca în vremurile bune. "
(designer-șef al firmei Morgan despre mașinile Morgan Aero 8 cu amortizoare Koni, Chris Lawrence)