Как рассчитать подвеску авто
Подвеска. Ликбез. Часть I I/2.
Продолжу свои мысли по поводу подбора упругих элементов подвески.
В предыдущем посте, рассуждения, в основном, касались подбора вертикальной жесткости (а, следовательно, и упругих элементов) исходя из вертикальных колебаний. Это основа.
Теперь про некоторые аспекты, влияние которых, в той или иной степени, придется учитывать, а, следовательно, возможно, корректировать подобранные характеристики.
Итак. Начну.
Продольно-угловые колебания. Принципиально, для минимизации достаточны те же условия, что и при подборе вертикальной жесткости – собственная частота вертикальных колебаний задней подвески должна быть, как минимум на 20% больше, чем передней (корректно для классической переднемоторной компоновки). Ситуацию может ухудшить уменьшенная колесная база — как правило, менее 2,4 … 2,5 м.
А теперь, некоторые рассуждения о наиболее значимом параметре, который, в наибольшей мере, может повлиять на коррекцию – это угловая жесткость подвесок.
Угловая жесткость передней и задней подвесок автомобиля определяется, в основном, жесткостью основного упругого элемента (пружины — далее по тексту, для простоты). Как и в случае с вертикальной жесткостью, для анализа используется удельная (отнесенная к единице веса подрессоренной массы соответствующей подвески) угловая жесткость.
Вообще, для системного анализа редко используют абсолютные величины. Обычно – приведённые, удельные, или типа этого. Пример, мощность (двигателя). Абсолютная величина – показатель конкретного двигателя. Для сравнительного анализа (корректного) автомобилей – удельная мощность. Ладно – это я так, отвлекся.
В качестве оценочного критерия используется отношение удельных угловых жесткостей передней и задней подвесок. Раз есть оценочный критерий, значит, для него должны быть и границы варьирования, так сказать, числовой интервал. Очень ориентировочно – 1,4 … 2,6. Хочу подчеркнуть, что, именно в этом случае, «фирменный» подход к выбору значений является, как никогда, важнейшим и, в значительной степени, определяющим фактором. И вот почему.
Изменение угловой жесткости передней или задней подвески сопровождается соответствующим изменением динамического перераспределения весовой нагрузки между наружным и внутренним (по отношению к повороту) колесами, соответственно, передней или задней подвески. Следствием такого изменения (перераспределения) является изменение среднего угла увода колес соответствующей подвески.
Из условия сохранения недостаточной поворачиваемости (средний угол увода передних колес больше среднего угла увода задних), удельная угловая жесткость передней подвески должна быть больше угловой жесткости задней.
Относительно недостаточной поворачиваемости. Автомобиль серийного производства должен обладать НЕДОСТАТОЧНОЙ поворачиваемостью – это аксиома, негласно соблюдаемая, практически, всеми производителями. Степень и характер изменения при различном динамическом нагружении – в этом и состоит «фирменный» подход. Замечу, что влияние угловой жесткости (как параметра) на степень недостаточной поворачиваемости значительно, но не однозначно (в том смысле, что есть и другие параметры влияния).
И так. Что имеем. Расчетные жесткости пружин, полученные по подобранным вертикальным жесткостям подвесок, дают, как правило, неоптимальное соотношение удельных угловых жесткостей. Может быть два решения. Первое – корректировка жесткости пружин, что, как бы, нежелательно. Другим решением может быть применение дополнительного упругого элемента, но со специфическими свойствами – увеличение угловой жесткости с минимальной коррекцией вертикальной жесткости. Как, наверное, догадываетесь – это стабилизатор поперечной устойчивости. Рассчитать стабилизатор для обеспечения недостающей угловой жесткости не сложно, следует только корректно учесть снижение жесткости из-за использования для установки резиновых подушек (потери могут быть значительные, до 30%) и передаточное отношение для приведения усилий к колесу.
Как правило, стабилизатор поперечной устойчивости устанавливается в передней подвеске, т. е. увеличение угловой жесткости передней подвески и смещение поворачиваемости в сторону недостаточной. Может возникнуть вопрос по поводу автомобилей, на которых установлены стабилизаторы в обеих подвесках – какой смысл, не проще пропорционально уменьшить жесткость переднего стабилизатора?
Дело в том, что установка стабилизатора, с одной стороны изменяет поворачиваемость, а с другой, увеличение суммарной угловой жесткости приводит к уменьшению угла крена (в повороте).
Для наглядности приведу диаграмму «угол крена – относительное боковое ускорение» (представлена ф. Porsche в рамках работ по контракту, проект ВАЗ 2108).
На диаграмме представлены два графика: ВАЗ 2108 со стабилизатором передней подвески Ø16 мм (в конечном счете, серийная комплектация) и Ø20 мм. Разница по углу крена 1 ̊, но по степени недостаточной поварачиваемости был выбран вариант Ø16 мм. Вот, в принципе, наглядный пример компромиссного решения (а сколько их было, в общем, по проекту!).
Извинюсь за некоторый отход от основного смысла (ликбез), тут уже пошли прикладные моменты, в которых бывает сложно разобраться. Но для повышения, хотя бы, эрудиции будет, думаю, полезно.
И так. Вот такие мысли по подбору упругих элементов.
Еще немного вашего внимания.
В комментариях встречаются иногда просьбы, иногда рекомендации, по поводу информации более узкого, спортивного, направления. Хочу сказать, что мои посты – это попытка донести понимание общих принципов построения одной из сложных систем автомобиля – системы подрессоривания (подвески, ходовой части, шасси – название «на любителя»). Что же касается автоспорта, то даже при многообразии дисциплин, подход более узкий, часто — «чисто индивидуальный» (меняются приоритеты, многообразие компромиссов по одному аспекту и т. п.). И, я считаю, что знание общих принципов может помочь при решении частных (по крайней мере, логически обосновать). Надеюсь, донёс свою мысль.
Все еще надеюсь, что был, хоть чем-то, полезен.
Отчет о проектировании передней подвески
Добрый день, друзья!
Работая над системами третьего прототипа, особое внимание мы уделяем его подвеске. В процессе проектирования ставились задачи по возможности улучшить поведение автомобиля, применяя теоретические знания, результаты исследований и рекомендации авторов книг. В этой записи представлен отчет о ходе работы над передней подвеской предсерийного «Крыма».
Первоначально были изменены хода передней подвески, изначально отбой составлял 60 мм, а сжатие – 80 мм. Были приняты во внимание рекомендации по ходу передней подвески из книги «Шасси автомобиля» Й. Раймпеля:
Так как автомобиль двухместный и изменение массы несущественное, то можно ориентироваться на минимальные хода 65 мм и 55 мм. В итоге проработки кинематики передней подвески был получен ход отбоя 65 мм, а ход сжатия – 70 мм.
Основным изменением в подвеске является изменение угла наклона стойки с 20 до 16 градусов. В нашем случае основным, что влияет на наклон стойки, является положение рейки. Можно было бы изменить положение скобы стойки, но этого не дает сделать чашка пружины.
Чтобы минимизировать «клевки» при торможении автомобиля, нужно определить оптимальное положение центра продольного крена и его влияние на величину продольного крена. Для этого снова обратимся к рекомендациям Раймпеля:
Применительно к двухрычажной подвеске:
В случае, когда вместо продольного рычага используется стабилизатор:
Таким образом, положение переднего шарнира нижнего рычага должно быть ниже по сравнению с задним шарниром. Именно так и расположены шарниры в передней подвеске Porsche Boxster:
Из-за большого угла кастера, а также необходимости поворота нижнего рычага возникает проблема – засечение шаровой опоры с корпусом. Данную проблему можно решить поворотом продольного рычага относительно поперечного, а также уменьшением угла кастера.
Проведем замеры углов, на которые изгибаются передний и задний сайлентблоки.
В положении полного сжатия подвески и при максимальном угле поворота шаровая опора цепляла тормозной диск, поэтому была необходима «проставка», которая «вынесет» шаровую опору.
Спроектированная «проставка» решила проблему с засечением, а ее геометрия значительно упростилась. В дальнейшем необходимо уточнить толщину данной детали.
Параллельно изменялась кинематика подвески для того, чтобы решить проблемы, указанные выше, а также для улучшения параметров при ходах подвески. Подбор параметров осуществлялся на основе исследования подвески Porsche Boxster. Главная цель изменения кинематики – уменьшить углы развала при ходах, уменьшить изменение колеи, увеличить колею до 1515 мм, подобрать положение стойки таким образом, чтобы углы схождения при ходах были минимальными.
Положение отбоя (ход 65 мм):
Положение сжатия (ход 70 мм):
Далее было проведено сравнение параметров кинематики Boxster и Крыма.
Необходимый ход амортизатора – 392,6 — 266,8 = 126,2 мм. Ход стандартного амортизатора Калины составляет 183,6 мм. Уменьшить ход сжатия можно таким отбойником, установленным на штоке амортизатора:
Кинематика рулевого управления
Следующим этапом после синтеза кинематики подвески и определения точки крепления боковой тяги является определение положения сошки. Положение сошки влияет на полюс поворота и соответственно на радиус поворота. В идеальном случае полюс находится на задней оси, тогда колеса передней оси катятся практически без скольжения.
В учебном пособии «Системы управления поворотом специальных транспортных средств» Г.И. Гладов, А.Ю Морозова, 2004 говорится:
Рассмотрев несколько вариантов, когда эта точка находится в «базе» и за «базой», было определено, что оптимальное положение точки на малом расстоянии за «базой» автомобиля. Этому положению соответствует угол между плоскостью поворотного кулака и сошкой равный 112°. Для проверки были построены рассчитанная кривая по Аккерману требуемого изменения разности углов поворота колес и кривая фактического изменения этой разности. Как видно из графика, разность между рассчитанной и фактической кривой небольшая. Фактическая кривая находится под рассчитанной, это соответствует положительному схождению, что хорошо сказывается на устойчивости рулевого управления.
BRT roadster Crimea Made in Russia 2016, двигатель бензиновый 1.6 л., 150 л. с., задний привод, механическая коробка передач — другое
Машины в продаже
Комментарии 36
BobbieZi, хотите личку пишите в личку, вы пишите в паблик, поведение в паблике подобно форуму, если бы так принято не было комментировать любой комментарий у меня не было бы кнопки «ответить». оставим ваши глупые представления о том как должен существовать форум.
ну а про никчемную подвеску я уже сказал=)
там же написано почему старт говно, даже те что плюсы описаны как минусы, а под конец там-же:
» инженеры toyota на celica st205 для участия в ралли отказались от strut в пользу mack. Также японцы взяли два идентичных toyota levin только один на strut, второй на mack и сравнили их в кольце (см. видео ниже). Стратный levin мало того, что не уехал, он даже не смог обогнать маковского.»
«Подводя итоги на сегодняшний момент strut имеет больше минусов, чем + для меня. И именитая управляемость strut не более, чем раздутая история: в сравнительно небольшой бюджет mack может рулится не чем не хуже.»
Либо вы сами не читали статью, либо вы очень странный человек =))
Вы очень странный человек, если отвечаете на вопрос заданный не Вам :)))))
прочитайте ещё раз то, что Вы перепостили. весь ответ кроется во фразе «strut имеет больше минусов, чем + для меня.»
ключевые слова «для меня» т.е. для автора текста.
ключевые слова «для меня»
«Стратный levin мало того, что не уехал, он даже не смог обогнать маковского»
для всех
«он тяжелее mack на 20 кг.»
для всех
сложнее и дороже тоже для всех
для легкой машинки, огромная не подрессореная масса, это чушь собачая)) которая просто жестко противопаказана родстеру.
Вопрос в силе, вы читали перед тем как советовать рассмотреть строителям легкого родстера эту подвеску?)))
Если читали то странный вы
Вы с первого раза не понимаете.
Вопрос был адресован НЕ ВАМ,
У Вас нет собствнного мнения на тему подвески — Вы только можете цитировать, слепо принимая на веру частное мнение.
Поэтому дабы не работать попугаем и не объяснять в третий раз, что это не Ваш вопрос — предлагаю закончить данный диалог
Неполное сравнение кинематик Крыма и Porsche. Поперечный наклон оси поворота у Крыма 24,4*. Какой этот угол у Boxster? В интернете нашёл у 911 KPI 20*. При касторе 8* и KPI 20* у Porsche при повороте колеса на 30* внешнее колесо заваливается внутрь, что компенсирует подлом покрышки и крен кузова. На Крыме при касторе 6* и KPI 24,4* внешнее колесо при повороте на 30* слегка вываливается наружу.
Как при касторе 6 градусов и угле наклона шкворня в 24,4 градуса внешнее колесо «вываливается» наружу. В любом случае у внешнего колеса будет развал отрицательный, вопрос о его величине. И да у бокстера на внешнем колесе развал будет больше
При повороте колеса на 30* у Крыма развал колеса увеличивается на 0,13* (синее колесо), развал колеса Porsche уменьшается на 1,34* (зелёное колесо). У меня получаются такие данные при 3D моделировании, какие данные у Вас?
P.S. 30* взят для примера разницы изменения развала на вывернутых колёсах, а правильно, конечно, рисовать график во всём диапазоне поворота. Я поэтому и написал о неполном сравнении кинематик.
Согласен, что маханул с углом, но меня сразу смутил большой поперечный угол оси поворота. Его оптимальные данные рекомендуют в диапазоне 6-15 град. Большой угол у Porsche, подозреваю, из-за широких колёс и низкой стойки макферсон. Тут же критерием выбора этого угла назван «В нашем случае основным, что влияет на наклон стойки, является положение рейки». Сам я не специалист подвесочник, а просто автомобильный инженер широкого профиля по образованию, поэтому хотелось бы услышать мнение разбирающегося человека в этом вопросе. Нашёл у Toyota MR2 SW20 этот угол KPI(SAI) 13,5*.
В данном случае такое значение угла наклона стойки вызвано кинематикой и дизайном (низкое положение капота), чтобы получить удовлетворительный развал при ходах подвески
Не все понял, но было интересно. А 4х местный вариант не разрабатываете? ИМХО 2х местный обречен на провал…
Спасибо за статью! В инете мало подобной инфы про проектирование автомобилей.
Спасибо за отчет! Раймпель это гутт! Но… На мой (во многом) дилетантский взгляд более правильно говорить не про мгновенный «центр крена» а про мгновенную «ось крена». Ни коим образом не хочу навязывать свою точку зрения, но если делать подвеску на двойных поперченных рычагах, то вазовский кулак 2108 можно навесить таких «костылей», что регулировать станет возможным «почти всё». И развал, и кастор и точку прихода оси кулака в асфальт.
По поводу аккермана мое мнение, что не стоит его делать идеальным, почему?
1) при активных маневрах возникает больший увод наружного колеса и «фактический аккерман» станвится больше «геометрического»
2) если машина делается для фана, включающего дрифт, то при прохождении дуги в заносе с рулевыми колесами вывернутыми в противоположную сторону излишний аккерман создаст тормозящий эффект на переднюю ось. Хотя… наверное можно сделать так, чтобы внутреннее (ближнее по отношению к центру кривизны траектории а/м) колесо просто отрывалось от асфальта и не мешало машине «ехать», не знаю…
Шаровая проставка получается колею увеличивает?
P.S. На второй снизу фото (которая, видимо, посвящена углу Аккермана) протектор шин в разные стороны направлен, нужен шиномонтаж)
Чтобы улучшить поведение автомобиля — избавиться от кренов при повороте, можно стабилизатор поперечной устойчивости не на резиновых сайлентблоках, а на шаровых опорах применить. Причём с креплением стойки стабилизатора на стойке подвески, чтобы при повороте руля менялись вертикальные длины плеч стойки стабилизатора, т.е. внутренняя сторона короче становилась, наружная к повороту — удлинялась
Существуют же решения с подрамником и жёсткими рычагами.
Заводской от Калины NFR. Или намного дешевле от другого производителя. Почему не рассмотрели эту идею?
Подвеска. Ликбез. Часть III.
«Вынос» — 14 мм, плечо стабилизации без «выноса»
25 мм, с учетом «выноса»
13,5 мм. Но, при этом значительно увеличился ход компенсатора в приводах, из-за чего пришлось уменьшить хода рейки РМ (на 20 мм). Но, это я так, отвлекся.
Посредством большого продольного угла (до 10 ̊) можно достигнуть того, что при повороте колес происходит нарастание отрицательного угла развала (на наружном колесе, на внутреннем, наоборот – положительного). Однако, это повышение боковой устойчивости, с другой стороны, может привести к тому, что рулевое управление может стать «неспокойным».
Несколько слов относительно поперечного угла наклона оси поворота. Обычно это конструктивно выбранный параметр, в основном, определяющий величину плеча обката (определяющее влияние на управляемость и устойчивость при торможении). Общепринятые величины – 4 … 15 ̊. Большие значения характерны для McFerson, из-за компоновочных особенностей, а так же, для реализации отрицательного плеча обката. Отрицательное плечо обката (до
20 мм) дает значительный эффект во время торможения при различных коэффициентах сцепления на правом и левом колесе, и при «обрыве» одного из тормозных контуров (при диагональной схеме).
Прервусь на этом. Продолжу позже, про другие аспекты при подборе кинематических характеристик подвесок. (При условии, что интерес к теме еще останется).
Все еще надеюсь, что был, хоть чем-то, полезен.
некоторые хитрости конструирования современных подвесок
БЕЗ СТАБИЛИЗАТОРА И БЕЗ КРЕНОВ
А ведь крены в повороте можно устранить и без использования стабилизатора поперечной устойчивости. Это, в конце концов, чисто геометрическая задача — надо лишь сделать подвеску такой геометрии, чтобы при известной свободе вертикального перемещения колес треугольник, образованный точками контакта колес с дорогой и центром масс машины, имел бы строго постоянные размеры либо, если это невозможно, как можно меньше изменял бы эти размеры и сохранял неизменную высоту своей вершины (с тем, чтобы вектор центробежной силы, исходя из центра масс, проходил через эту вершину).
Это задача трудная — но вполне разрешимая не только в случае сложной многорычажной подвески с неравноплечими рычагами (как у F1), но и даже для компактной подвески McPherson. Что как раз блестяще доказали инженеры Ford, проектируя в 1975 году автомобиль Фиеста.
Схема подвески
Посмотрим на рис.1 — на нем изображена схема геометрии подвески Фиесты Mk1. Точки А — это оси качания нижних V-образных рычагов подвески, точки Е — шаровые шарниры этих рычагов, точки С — верхние опоры стоек МакФерсон. Поскольку размер А-С задан конструктивно кузовом машины, а нижний рычаг А-Е жесткий — треугольник А-С-Е может изменять свой размер только по стороне С-Е за счет изменения высоты амортизатора (стойки МакФерсон).
Это — как у всех машин с подвеской МакФерсон. А вот что у Фиесты не как у всех: если провести прямую из точки контакта колеса с дорогой В через ось качания нижнего рычага подвески А — она пройдет через точку фронтальной проекции центра масс машины ЦТ (точка D).
Это более-менее очевидно на рис.1. Менее очевиден факт, что размер А-В почти постоянен при ходах подвески. Однако это в целом кажется неважным, поскольку очевидно, что при ходах колеса вверх-вниз прямая В-А-D будет изменять свой наклон относительно горизонтали, что, как кажется, приведет к искажению размера треугольника В-В-D и его смещению из центра масс машины ЦТ.
Чтобы понять гениальность конструкторского фокуса, рассмотрим гипотетический крен машины, поворачивающей налево. Она могла бы наклониться наружу поворота — при этом правое колесо сместилось бы вверх (размер E-C уменьшился), а левое колесо сместилось бы вниз (размер Е-С увеличился) на одинаковую величину. Что в этом случае произошло бы с точкой пересечения двух прямых B-A — то есть точкой D?
Она, несомненно, сместилась бы в сторону от центра масс машины ЦТ. Но куда? В сторону, противоположную действующей центробежной силе — но при этом осталась бы в первом приближении на неизменной высоте. То есть вектор центробежной силы по-прежнему будет проходить через точку D — несмотря на гипотетическое срабатывание подвесок! Другими словами — с точки зрения вектора центробежной силы, исходящей из центра масс машины, ничего не изменилось, треугольник не изменил свою высоту, а это значит, что крена кузова просто не может возникнуть — нет плеча, на котором бы центробежная сила совершила работу, ведь вектор проходит точно через вершину треугольника. То есть — внешнее колесо в повороте нагружается, внутреннее — разгружается, на обоих колесах появляются боковые усилия, но просадки подвесок не происходит. Крена — нет.
Трудно понять? Тогда представьте себе, что нижние рычаги подвесок начинались бы в точке D и заканчивались бы шаровым шарниром в точке B. Колеса на ухабах будут перемещаться? Будут. А крены будут? Нет — потому что треугольник B-B-D получается жестким, и нет плеча, на котором бы центробежная сила вызвала кренящий момент.
Блестящая идея! И она блестяще работает на практике. Садитесь за руль Фиесты Mk1 и убедитесь в этом сами.
ИДЕАЛ НЕДОСТИЖИМ
Но почему же такая схема не используется повсеместно? Ведь она предлагает сочетание минимальных кренов с наилучшими реакциями подвесок на неровности дороги и оптимальную проходимость благодаря полной развязке колес друг от друга?
К сожалению, эта схема имеет и определенные врожденные недостатки.
Недостаток номер 1 — для того, чтобы прямая В-А-D попала в центр масс ЦТ, у машин с типичными утилитарными компоновками (то есть с высоким центром тяжести, вызванным рядными вертикальными моторами и высокими кузовами) надо либо ставить колеса ненормально большого диаметра (опуская точку В), либо поднимать оси качания нижнего рычага А (что приводит к наклонным нижним рычагам из-за компоновочных трудностей с подъемом точки Е, особенно на переднеприводных машинах). Конструкторы Фиесты поставили наклонные рычаги — которые, естественно, вызывают изменение колеи машины при симметричных ходах подвески. Это изменение колеи составляет несколько сантиметров и очень хорошо заметно — когда Фиеста на полном ходу ловит поперечную волну асфальта, даже шины с высоким профилем протестующе взвизгивают. Впрочем, если используются сравнительно «пухлые» (высокопрофильные) шины, это почти не влияет на их долговечность — но вот для низкопрофильных спортивных шин ситуация гораздо хуже.
Кроме того, наклонные нижние рычаги вызывают некоторую реакцию на руле при проезде неровностей (боковое усилие на плече кастера) — однако для легкой машины типа Фиесты с нейтральными колесами (развал и схождение нулевые) и малым кастером этот эффект хотя и заметен, но не доставляет неудобств.
Справедливости ради надо сказать, что недостаток N1 не является абсолютно неустранимым — машины с очень низкими и тяжелыми оппозитными силовыми агрегатами (например, Subaru Impreza или Porshe-911) вполне могут иметь горизонтальные нижние рычаги, и при этом попадать точкой D в центр масс — просто ввиду того, что этот центр у них расположен очень низко. Что у них и сделано.
Одновременно конструкторы реализуют и второй путь — увеличение диаметра колес. Уже не редкость машины B-класса (то есть класса Фиесты) с 15-дюймовыми колесами — а ведь когда-то даже на Волге ГАЗ-24 стояли 13-дюймовые колеса…
Недостаток номер 2 — изменение настройки подвески при изменении загрузки машины. Это вызывается как изменением высоты центра масс машины, так и симметричной просадкой правой и левой подвесок — при которой точка D смещается вниз. Соответственно, как только точки D и ЦТ расходятся по высоте — крены начинают стремительно нарастать, и на Фиесте это очень хорошо заметно.
Этот недостаток принципиален и не может быть устранен ничем, кроме активной адаптивной подвески. Именно из-за этого недостатка Subaru все-таки ставит стабилизаторы поперечной устойчивости.
Недостаток номер 3 — изменение настройки подвески при изменении диаметра колес. Применительно к Фиесте Мк1 — колеса 13′ с резиной 80% высоты дают нейтральную настройку по крену для загрузки 2 человека спереди, а штатные 12′ колеса дают слегка положительную настройку даже для одного человека.
Также из внимательного рассмотрения геометрии на рис.1 можно увидеть несколько интересных моментов фиестовской передней подвески. Например, ее колеса имеют переменный развал — при средней загрузке он нейтральный, однако при просадке подвески развал становится положительным (расстояние между колесами сверху меньше, чем снизу), а при выходе подвески развал становится отрицательным. Это — чисто спортивный прием, который призван до некоторой степени компенсировать деформацию покрышки из-за боковой нагрузки в повороте. Разумеется, он начинает действовать тогда, когда появляются крены кузова — то есть, на практике, при значительной загрузке автомобиля.
Кроме того, при повороте руля колеса Фиесты наклоняются внутрь поворота на несколько градусов — это еще одно чисто гоночное решение для компенсации деформации шины от боковой центробежной силы. Это механизм работает всегда — вне зависимости от нагрузки.
К тому же, наклонные нижние рычаги вызывают при просадке подвески движение колеса наружу. Это вызывает на ухабах формальное расширение динамического коридора — однако одновременно дает очень интересные ощущения поведения машины, она как бы сама стремится уйти от неровности, оставить ухаб за бортом. Это одна из тех черт поведения, которые вместе создают поразительный образ услужливой и умной машины, которая «сама едет правильно». Нечто подобное демонстрируют только машины Toyota — но они ведут себя спокойнее и скучнее (хотя, спору нет — еще предсказуемее и безопаснее), в то время как Фиеста Mk1 гораздо более заводная, веселенькая машинка, которая и сама может слегка подсыпать перчика (но именно слегка, не напрягая водителя и не переступая грань тупого постоянного непослушания), и водителя провоцируя ехать резче, активнее. Если опять пытаться сравнивать с японцами — это некоторый гибрид из тойотовской услужливости, хондовской спортивной остроты и некоторой специфической американской «неправильности» реакций машины — причем именно эта неправильность является завершающим штрихом в образе, позволяя Фиесте не казаться копией с японки, а иметь собственный, уникальный характер.
Причем это связано именно с настройками шасси — потому что даже с 53-сильным мотором характер у машины точно такой же. Отдельный вопрос, что с таким мотором сильно не похулиганишь — но для некоторых водителей это благо. Я лично, после того как поставил на Фиесту 96-сильный мотор, несколько месяцев вообще не мог спокойно ездить — не поверите, но даже Subaru Impreza WRX заводит не так сильно. Импреза, правда, и в управлении построже — таких ляпов, какие прощает Фиеста, она не простит. Видимо, это как раз и останавливало.
Но вернемся к подвеске. Отмеченное мной ранее изменение колеи при ходах подвески требует специфической конструкции рулевого механизма для компенсации сдвига колеса. Фордовские конструкторы выбрали наиболее логичное решение — они сделали рулевые тяги такой же длинны, как нижние рычаги подвески, и придали им такой же наклон. В результате получается типичный параллелограмм — и проблема неизменного угла поворота колеса вне зависимости от изменения колеи оказывается решена столь просто и элегантно, что большинство конструкторов, пытавшихся копировать «Фиесту», даже не осознали ее наличия.
В общем, надо осознать следующее: в чистом виде компенсированная по крену подвеска очень чувствительна к изменениям развесовки машины, и требует точного согласования геометрических размеров своих составляющих — что не всегда возможно по компоновочным соображениям. Поэтому она идеальна для специальных спортивных машин, приемлима для легких машин со спортивным характером в ограниченном диапазоне нагрузок, и совершенно не подходит для больших утилитарных машин типа семейных универсалов.
Впрочем, возможность иметь на дешевом серийном компактном хэтчбеке одновременно формульный мотор (CVH 1600 — омологированный мотор Формулы Форд 80-х годов) и формульную свободную подвеску дорогого стоит — спасибо команде Ли Якокки, давшей нам в далеком 1975-м году такую возможность.
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ВСЕГО
Напоследок проведу небольшой ликбез по теории «подвескостроения» — что там зачем сделано и что означают различные термины.
Самое простое и, казалось бы, очевидное решение – прикрутить к машине колеса, как на телеге. То есть — вообще не делать никаких углов, поставить колесо параллельно осям машины. При этом колесо в ходе сжатия-отбоя остается перпендикулярным к дороге, в постоянном и надежном контакте с ней. Кстати — именно так стоят задние колеса на Фиесте, благодаря ее полузависимой задней подвеске с жесткой балкой.
Но вот на передних колесах совместить центральную плоскость вращения колеса и ось его поворота конструктивно довольно сложно (особенно если говорить о классической двухрычажной подвеске типа заднеприводных «жигулей»), поскольку обе шаровые опоры (а тем более шкворни, как на Волге или УАЗе) вкупе с тормозным механизмом внутрь колеса, как правило, не помещаются. А раз так, то плоскость качения и ось поворота расходятся на расстояние А, называемое плечом обката (при повороте колесо обкатывается вокруг оси ab) — см.рис.2. В движении сила сопротивления качению неведущего колеса создает на этом плече А ощутимый момент, скачкообразно меняющийся при проезде неровностей. Мало кому понравится езда с постоянно рвущимся из рук рулем! Кроме того, придется изрядно попотеть, преодолевая этот самый момент в повороте.
Стало быть, положительное (в данном случае) плечо обката желательно уменьшить, а то и вовсе свести к нулю. Для этого можно наклонить ось поворота ab (рис. 3).