Как найти точку поворота колес

Для начинающих водителей  развороты, это очень сложный манёвр, а особенно на незнакомом участке!

Для того, чтобы произвести правильный разворот, нужно знать, что сам манёвр состоит из трёх этапов.

1. Следует занять крайнее левое положения. Пока вы левый ряд не займёте, разворот вы не сделаете.

Конечно на какой нибудь дороге где одна полоса туда, а другая обратно можно конечно сделать разворот с правой стороны дороги, без перестроения в левый ряд, но это лишь в этом случае. В других случаях у вас не получится.

2. Определить где конкретно вы будете разворачиваться. То есть, где будете разворачиваться допустим на не регулированном перекрёстке или на регулируемом перекрёстке, или вне перекрёстка. Всё будет зависеть от ситуации в которой вы находитесь. Вы должны знать, где вы будете разворачиваться, чтобы не нарушить правила дорожного движения и искать это место для разворота.

3.Определить точку поворота колёс.

Как определить точку поворота колёс при разворотах на относительно широкой дороге?

Поворот на лево!

Нужно выезжать на середину перекрёстка с прямыми колёсами так, чтобы водитель смотрел в правую часть дороги, (на которую хочет повернуть) которая слева от него. Ширину дороги нужно визуально поделить пополам. Это и будет точка разворота колёс.

Подъезжая к точки разворота, скорость должна быть 10 км/час.

Как нужно разворачиваться на узкой дороге?

Для разворота на узкой дороге, развернуться сразу у вас не получиться. Конечно всё будет зависеть от вашей машины и самой узкой дороги. Нужно сдать назад, а потом произвести манёвр разворота.

 Если машины которые едут позади вас, далеко, а на встречке  машин нет, то это нужно сделать максимально быстро, чтобы не создать затор на дороге. Пропускаем все машины, а потом производим манёвр.

Поэтому для начинающих водителей, я настоятельно по советую искать  место для разворота пошире.

Надеюсь, что моя статья вам помогла!

Ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал!

С НАСТУПАЮЩИМ ВАС НОВЫМ ГОДОМ!

«Прохождение поворота начинается входом в поворот, а в следующий момент я направляю машину на апекс и прибавляю газ, чтобы оказаться в нужной точке на выходе», — так описывает вход в поворот автогонщик Формулы 1 Ники Лауда.
Друзья, вы в гонках участвовать не собираетесь? И это правильно! Я участвовал и это была моя «лабораторная работа». В любом случаем, давайте научимся проходить повороты красиво и безопасно. Ведь это самое интересное и захватывающее в вождении автомобиля!

1. Главное при прохождении поворота – определить три точки, которые должен пройти автомобиль. Первая – точка входа, следующая – апекс, третья – выход из поворота, там где передние колёса должны смотреть прямо.

2. Выбор верной скорости, на которой можно безопасно вписаться в поворот, очень важен. Торможение заканчивается перед началом поворота руля и входом в поворот. Это очень важно: поворачивать руль можно только тогда, когда педаль тормоза полностью отпущена. В противном случае автомобиль станет неуправляемым.

3. Точка входа в поворот – это то место, где вы можете повернуть руль на определенный, постоянный для всего поворота угол, при котором машина пройдет точно по желаемой траектории. Затем направляем машину внутрь поворота, прямо на aпекс, и далее “распускаем” автомобиль, одновременно начав разгон.

4. Когда вы прошли большую часть дуги, можно плавно и осторожно прибавлять газ. Тяга на ведущих колесах улучшит устойчивость автомобиля на выходе из поворота и усилит стабилизирующий эффект рулевого управления. Руль сам будет стремиться вернуться в исходное положение, соответствующее положению колес (прямо).

5. Выпускать руль из рук для самовыравнивания на выходе из поворота – грубейшая ошибка! Водитель медленно возвращает руль в исходное положение, продолжая увеличивать скорость автомобиля прибавлением газа. И только тогда, когда колеса смотрят прямо, а поворот остался позади, можно начинать интенсивный разгон.

6. Самое важное — научиться в один раз повернуть руль на нужный угол вначале поворота, чтобы потом оставалось только вернуть его в исходное положение, “распуская” автомобиль. Вход в поворот крутой, а выход пологий. На выходе из поворота опытный водитель как бы «распускает» автомобиль, позволяя ему, выравниваясь, одновременно разгоняться.

7. Лучше войти в поворот медленнее, а выйти быстрее, чем наоборот. Это аксиома знакома любому автогонщику.

8. Чем выше тяга двигателя в повороте, тем больше возможностей противодействовать центробежной силе на дуге поворота. Если вы сомневаетесь, на какой передаче проходить поворот, лучше подстраховаться включением более низкой передачи.

9. Очень важным моментом в прохождении поворота является взгляд водителя или, точнее, ведение взгляда к самой дальней точке в повороте. Водитель как бы прицеливается, куда направить машину сначала взглядом, а потом руки сами делают своё дело.

10. Водитель, который привык смотреть на дорогу в нескольких метрах перед капотом своего автомобиля, не сможет ехать быстро и безопасно. Неумение вести свой взгляд достаточно далеко вперёд – основная ошибка многих водителей. Это является и причиной многих аварий, когда препятствия или непредвиденные ситуации возникают для водителя неожиданно.

СПОРТИВНОЕ ВОЖДЕНИЕ В ПОВОРОТАХ
Известный американский гонщик Вик Эльфорд, написавший книгу «Вождение Порше» так описывает движение по длинной прямой во время 24 часовых гонок Ле Мана: «когда мчишься ночью со скоростью выше 300 км/ч по прямой есть достаточно времени, чтобы обдумать в мельчайших подробностях, насколько это опасно, если, например, внезапно лопнет шина или сломается какая-то важная деталь подвески. И, тем не менее, движение по прямому участку расслабляет и можно немного передохнуть. Управлять машиной на прямой может каждый». Другое дело в поворотах. Тут водитель имеет дело с множеством различных сил, действующих на автомобиль, с которыми необходимо найти общий язык. Обычно про прохождение поворота говорят так: в повороте на автомобиль действует центробежная сила, направленная из центра поворота. Когда она, то есть центробежная сила побеждает, машина вылетает из поворота, ныряет в кювет и переворачивается. Так представляет себе картину скоростного прохождения поворота абсолютное большинство обычных водителей. На самом деле всё значительно сложнее.
Чем отличается гонщик от обычного водителя? Во-первых, он умеет использовать весь потенциал работы шины. Для этого необходимо всё время знать, сколько процентов возможности шины используются. Во-вторых, он умеет разрывать психомоторную реакцию. Это простыми словами инстинкт самосохранения, который проявляется в простом нажатии на тормоз в опасной ситуации. Гонщик может в такой ситуации нажать на тормоз и отпустить его, если это нужно. Он может и прибавить газ, даже если его машина летит мимо поворота, то есть он вытягивает машину газом из неуправляемого скольжения и благополучно минует неприятности. Но, самое интересное в вождении автомобиля, это прохождение поворотов и в этом гонщик и гражданский водитель различаются ещё сильнее. Обычному водителю вряд ли объясняли, как проходить повороты и он делает это чисто интуитивно. В один прекрасный момент он, возомнив себя асом, подъезжает к повороту с большей скоростью, чем он ожидал и отважно пытается заправить машину в поворот. Срабатывает всё тот же инстинкт самосохранения и он сильно режет поворот на входе оставляя себе побольше свободного места на внешней части поворота. На всякий случай! Это в корне неверно, так как весь поворот смещается в этом случае в его конечную фазу, в тот сектор, где у гонщика поворот уже закончен. Гонщик делает это осмысленно, поворачивая руль ещё до поворота. Гражданский лихач поворачивает руль в самом повороте и это самая грубая ошибка. Или, режет поворот, делая из одного поворота два и тогда возникает необходимость «доворачивать» руль на выходе из поворота. Если скорость велика, то лихач бросает газ или, что ещё хуже тормозит: вес машины перераспределяется вперёд, облегчая давление на задние шины, задок теряет сцепление и происходит резкий и неожиданный для водителя разворот автомобиля и потеря управления. Если посмотреть конфигурацию чёрных следов от шин на любой гоночной трассе, то мы обнаружим их именно на выходе из поворотов, идущими от внешнего края проезжей части к внутренней. Это самая распространённая ошибка и именно так куролесили здесь автомобили начинающих гонщиков или неопытных любителей быстрой езды, постигая законы прохождения поворотов. Ещё хорошо, что они упражнялись на относительно безопасной трассе, а не на дороге общего пользования. Обычному водителю, который вдруг решил поехать быстро, будет катастрофически не хватать времени на сбор информации и принятие правильного решения! Эта ситуация быстро станет критической, если он окажется за рулём по-настоящему быстрого автомобиля.

ТЕХНИКА ПРОХОЖДЕНИЯ ПОВОРОТОВ

Как всё-таки правильно? Правильно ехать быстро по извилистой дороге, это значит выбирать путём торможения ( где это необходимо) оптимальную скорость на входе в поворот и начинать разгон уже из поворота. Водитель должен вести автомобиль так, и по такой траектории, чтобы на выходе из поворота обязательно возвращать руль в исходное положение и смело нажимать на педаль газа.
Приём: в точке входа в поворот — поворот руля, движение по дуге и возвращение руля в исходное положение!
У автогонщиков есть такое правило: « чем выше скорость на выходе из поворота, тем выше скорость в конце следующего прямого отрезка. На одном и том же автомобили, простой гражданский водитель против гонщика покажет совсем бледный результат и скорость его автомобиля после поворота будет намного ниже и на выходе и в конце следующего прямого участка. А если речь идёт о прямике в 500-700 метров, то у гонщика перевес в скорости может достигать и 20 км/ч. Поверьте, это очень много! Так как же ездить в поворотах правильно, то есть по-спортивному? Как достичь совершенства? Понятно, что смелость города берёт, но не повороты. Отвагой и подавлением инстинкта самосохранения здесь ничего кроме аварии не достичь. Самый маститый гонщик Формулы 1 Хуан Мануель Фанхио на эту проблему смотрел с предельной откровенностью: «Иметь чувство страха, отнюдь не глупо. Победа, — это не вопрос отваги, а скорее уверенность в машине и в себе. Машина – это креатив, живущий своими эмоциями и чувствами. Вы должны принять этот факт и, соответственно, полюбить его. Я знал много гонщиков, более мужественных и отважных, чем я. Все они погибли». Печально, но факт. А сколько водителей мощных автомобилей гибнет на обычных дорогах?Первое правило гласит: правильно поворачивать руль до начала поворота, то есть в точке входа в поворот. Так как вождение автомобиля на большой скорости – это игра на опережение событий, игра на упреждение, всё нужно делать заранее. В обычной дорожной ситуации водитель, соблюдающий правила и не превышающий скорости, поворачивающий руль в самом повороте спокойно, хотя и неправильно, так или иначе, но благополучно минует поворот. Но стоит ему осознанно помчаться, то есть поехать действительно быстро, а может быть, он просто ошибся с выбором скорости и поворот ему не пройти, так как он начнёт опаздывать. Итак, запомним, на большой скорости автомобиль должен менять свою траекторию до начала поворота. А в поворот он въезжает уже с повёрнутыми колёсами. Далее движется по дуге и на выходе из поворота эта дуга постепенно распрямляется. В каком месте можно прибавлять газ? После прохождения половины поворота это не только можно, но и нужно делать! Итак, давайте повторим ещё раз. Речь ведь идёт о серьёзных вещах – управлении источником повышенной опасности! Грубейшей ошибкой будет отчаянная борьба с автомобилем, в которую невольно вступает «опасный водитель». Он вынужден доворачивать руль на выходе из поворота, что сопровождается потерей устойчивости. Он ломает автомобиль, как говорят автогонщик, заставляя повернуть его там, где надобно уже разгоняться. Мы то знаем, что он делает в третьей точки то, что надо было делать в первой! Причина роковой ошибки такого лихача кроется в неправильном входе в поворот, то есть он поворачивает руль раньше, чем нужно и на больший угол! Незнание правила трёх точек и страх заставляет водителя сильно «резать», то есть раньше входить в поворот. Это нормальный рефлекс на опасность, но с ним надо бороться. Такой водитель бесцеремонно выезжает на полосу встречного движения в левых поворотах, а в правых выскакивает на обочину. В результате весь поворот смещается в третью точку. Лучше войти в поворот медленнее, а выйти быстрее, чем наоборот — это аксиома, знакомая любому автогонщику.
Приём: проходим повороты без доворачивания руля во второй части поворота или на выходе из него. Это упражнение можно практиковать при любой поездке по извилистому шоссе, но с условием соблюдения скоростных ограничений ГИБДД. Само собой разумеется: выезд на встречную полосу – табу! Это категорически запрещается! А критерием правильности прохождения поворота на высокой скорости будет шум или визг шин. Естественно, он должен быть минимальным, скорее напоминая поскрипывание, но главное, он не должен усиливаться во второй части поворота.
Итак, поворачивать руль нужно до поворота, то есть на самом входе в поворот. Где именно? И где все эти точки в повороте находятся, как их отыскать? Для ориентира служит правило «Трёх точек».

ТРИ ВАЖНЕЙШИЕ ТОЧКИ
Главное при прохождении поворота – три точки, через которые должен пройти автомобиль. Первая – точка входа, а ей предшествует торможение – подготовка к вхождению в поворот. Выбор верной скорости, на которой можно безопасно вписаться в поворот, очень важен. Торможение заканчивается перед началом поворота руля и входом в поворот. Это очень важно: поворачивать руль можно только тогда, когда педаль тормоза полностью отпущена, — в противном случае автомобиль занесёт и он станет неуправляемым. Почему? Очень просто: мы загрузили передние шины автомобиля торможением, в том смысле, что весь их потенциал работает именно на снижение скорости. Кроме того, мы перераспределили вес автомобиля вперёд, то есть в продольном направлении и, соответственно разгрузили задние колёса. Если в этот момент повернуть руль, то облегчённый задок автомобиля сразу пойдёт в занос. В любом случае, торможение перед входом в поворот в рассматриваемой нами ситуации не является экстренным, то есть аварийным торможением. Не должно оно быть таковым перед поворотом в обычных дорожных условиях. Цель торможения — выбрать подходящую скорость для безопасного и чистого входа в поворот, а так же подготовиться к следующей фазе: повороту руля.
В каком месте начинать поворот и как поворачивать руль быстро или медленно?
Итак, в какой точке поворачивать руль? Вспомним, что мы говорили о направлении взгляда. Руки водителя следуют за его взглядом, и он поворачивает руль в нужной точке на подсознательном уровне, особенно не задумываясь. Точка входа в поворот – это то место, где вы можете повернуть руль на определенный, постоянный для всего поворота угол, при котором машина пройдет точно по желаемой траектории. Затем направляем машину внутрь поворота, прямо на aпекс, и далее распускаем автомобиль, одновременно начав разгон. Апекс – это гоночный термин и то место, в котором автомобиль максимально приближается к вершине поворота. Далее переходим в – движение по дуге. Автомобиль идет по заданной траектории с постоянной скоростью, — значит, педаль газа нажата ровно настолько, насколько нужно, чтобы эту скорость поддерживать. Водитель выбирает скорость в зависимости от крутизны поворота, состояния проезжей части, видимости и множества других факторов. Но лучше всегда иметь запас в 30-40% на непредвиденные обстоятельства: на дороге может внезапно возникнуть препятствие. Когда вы прошли большую часть дуги, можно плавно и осторожно прибавлять газ. Тяга на ведущих колесах улучшит устойчивость автомобиля на выходе из поворота и усилит стабилизирующий эффект рулевого управления. Руль будет стремиться сам вернуться в исходное положение, соответствующее положению колес прямо. Выпускать его из рук для самовыравнивания – грубейшая ошибка! Водитель медленно возвращает руль в исходное положение, продолжая увеличивать скорость автомобиля прибавлением газа. И только тогда, когда колеса смотрят прямо, а поворот остался позади, можно начинать интенсивный разгон.
Приём: Вход в поворот крутой, а выход пологий. На выходе из поворота опытный водитель как бы «распускает» автомобиль, позволяя ему, выравниваясь, одновременно разгоняться. Чем выше тяга двигателя в повороте, тем больше возможностей противодействовать центробежной силе на дуге поворота. Если вы сомневаетесь, на какой передаче проходить поворот, лучше подстраховаться от критической ситуации включением более низкой передачи.
Напомню, очень важным моментом в прохождении поворота является взгляд водителя или точнее ведение взгляда по самой дальней точке в повороте. Водитель как бы прицеливается, куда направить машину сначала взглядом, а потом руки сами делают своё дело. Водитель, который привык смотреть на дорогу в нескольких метрах перед капотом своего автомобиля, не сможет ехать быстро и безопасно. Неумение вести свой взгляд остаточно далеко впереди – основная ошибка многих водителей. Это является и причиной многих аварий, когда препятствия или непредвиденные ситуации возникают для водителя неожиданно. Авария может произойти и без посторонней помощи. Вот закономерности в ошибках новичков при прохождении поворотов: в затяжных левых поворотах водитель часто возвращает руль в «нулевое положение» раньше времени, так как он теряет ориентацию, смотря почти в упор на правую обочину дороги в повороте, а не как можно дальше вперёд. Это приводит к контакту с отбойником или вылету с дороги вправо. Его взгляд как бы «притягивает» машину к правой обочине. В правых поворотах этот эффект проявляется не столь явно, так как водитель вынужден смотреть довольно далеко в поворот, нет ли встречных машин? Если поворот настолько крутой, что не просматривается, ехать, конечно, можно, но только с отпущенной педалью газа, то есть, сильно снизив скорость. Если дорога просматривается далеко вперёд, то ехать можно быстрее. Чем выше скорость, тем дальше надо смотреть. Взгляд водителя работает подобно объективу камеры с переменным фокусным расстоянием. Чем выше скорость, тем взгляд дальше, то есть зрение переключается в режим работы телеобъектива. А теперь – Упражнение. Оно выполняется так: ведением взгляда определяйте три точки прохождения каждого поворота и заставляйте машину проходить точно через них, поворачивая руль в первой точке — точке входа!

Основные понятия

Углы установки колес – конструктивные параметры, определяющие их положение в режиме прямолинейного движения и в поворотах. Каждая модель автомобиля предусматривает индивидуальные значения углов, которые определяются устройством автомобильной подвески. В зависимости от ее конструкции одни углы могут быть регулируемыми, а другие – жестко фиксированными. Это относится как к передней, так и к задней осям автомобиля. Одним из важнейших свойств подвески является стабилизация управляемых колес, т.е. их способность устойчиво сохранять прямолинейное движение автомобиля и возвращаться к нему после поворота. Для улучшения стабилизации управляемых колес оси их поворота имеют наклоны как в в продольной, так и в поперечной плоскостях.

Рис. 1: Угол продольного (слева) и угол поперечного (справа) наклона оси поворота управляемого колеса отсчитываются не от продольной плоскости кузов, а от вертикали

Ось поворота колеса, или «шкворневая ось – это условная или виртуальная ось, вокруг которой осуществляется поворот управляемого колеса при вращении руля. Как правило, условная ось поворота проходит через центры опор поворотной стойки подвески или центры шаровых опор, но в ряде современных автомобилей, например, автомобильного концерна VAG, подвеска колес снабжена парой рычагов с шаровыми шарнирами как сверху, так и снизу. Поворот управляемого колеса происходит вокруг виртуальной оси, которая меняет свое положение в пространстве не только при повороте управляемых колес, но и в ходе сжатия отбоя подвески.

К углам установки колес относятся развал и схождение колес. За стабилизацию управляемых колес отвечают углы продольного и поперечного наклона оси поворота колеса.

Для убедительности, расскажу вначале о рулевой колонки и вилке переднего колеса велосипеда

Вы, наверняка, замечали, что ось поворота управляемого колеса велосипеда наклонена вперед, и что стоящий на месте велосипед почему-то поворачивает руль в сторону.

Если взять велосипед за седло и катить его вперед, то Вы почувствуете, как чутко реагирует велосипед на малейшие наклоны рамы велосипеда в стороны.

Если же, взявшись за седло, попробовать катить велосипед назад, то движения его руля станут непредсказуемыми. Удержать рули в прямолинейном положении не удастся!

Вы, наверняка, когда-либо ездили на велосипеде, и даже «без рук»! Велосипед чутко реагировал на любые, даже самые незначительные наклоны корпуса в сторону, ответно реагирую поворотом руля.

А Вы не пробовали на велосипеде ехать задним ходом? Как-то неустойчиво ведет себя велосипед, чтобы не упасть, все время приходится касаться ногами земли.

Отчего же это происходит, и зачем велосипеду необходим наклон рулевой колонки, и изогнутая форма вилки переднего колеса?

Геометрия передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)

Проделаем эксперимент. Если поставить обычный велосипед вертикально на оба колеса, и, держа за раму, наклонить её в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки A – места контакта переднего колеса с дорогой и точки B – пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление, в какую сторону повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипеды можно разделить на два типа: AB и BA. Тип AB – у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки B (рис. 2а). Тип BA – Точка A лежит позади точки B (рис. 2б).

Рис. 2: Формирование плеча действия боковой силы наклоном оси поворота управляемого колеса велосипеда + выносом сои вращения колеса относительно его оси поворота

При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине – точка приложения силы трения A лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте “без рук”, будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, – они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками – рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать, их используют только в цирке, обученные артисты, которые ездят и вперед и назад, и на одном колесе…

Форма передней вилки

Рис. 3: Формы передних вилок оказывают существенное влияние на формирование плеча действия боковой силы

Варианты, изображенные на рисунках 3а) и 3б), иллюстрируют, что изгиб вилки оказывает существенное влияние на формирование плеча выката переднего управляемого колеса. Если сделать слишком большой выкат колеса (расстояние между точками B и A), это приведет к колоссальному стремлению руля повернуть в сторону при малых скоростях движения велосипеда, или при его остановке. Это обусловлено появлением поворотного момента, образованного вертикальной силой (весом велосипеда), прилагаемой к точке A. Вместе с тем, при движении велосипеда управляемое колесо будет стремиться занять положение, соответствующее прямолинейному движению. В этом случае продольная сила (сила трения между колесом и опорной поверхностью), прилагаемая к той же точке A, будет стремиться повернуть колесо прямо (эффект рояльного колесика).

Если же к точке A, будет приложена боковая сила, то эта сила будет стремиться повернуть руль в сторону. Плечо действия боковой силы определяется длиной перпендикуляра, опущенного из точки A на ось рулевой колонки (ось поворота управляемого колеса).

Кстати, боковая сила появляется при движении велосипеда, как только Вы отклоните руль от прямолинейного положения. Момент боковой силы, формируемый при движении велосипеда боковой силой, будет стремиться вернуть руль в положение, соответствующее прямолинейному движению.

Чтобы дать возможность велосипедисту двигаться как на малых, так и на больших скоростях, плечо AB делают короче, изгибая велосипедную вилку вперед (см. рис. 3в). Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед.

Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по-разному, и Rake и Fork Offset, а на русскоязычных сайтах можно встретить названия: выбег, смещение или вылет вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками A и B. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, можно подсчитать коэффициент устойчивости (управляемости) (Ку), который равен:

Где

Т (Trail) – выкат, или выбег переднего колеса;

G – межосевая база велосипеда.

У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине – таким велосипедом легче управлять.

Итак, мы определили, что плечо устойчивости велосипеда (вылет) передней вилки определяются по принципу: из центра переднего колеса опускают перпендикуляр к точке (B) на опорную поверхность, а ось вилки продолжают до пересечения с опорной поверхностью – до точки (A). Полученное расстояние (AB) между двумя точками и будет плечом устойчивости велосипеда.

Рис. 4: Форма вилки дорожного велосипеда, и плечо устойчивости АВ

Плечо устойчивости AB существенно влияет на устойчивость велосипеда и удобство его управлением. Для велосипеда очень важно сочетание этих двух свойств.

После того, как Вы ознакомились с конструкцией передней вилки велосипеда, можно приступить к изучению узла поворота управляемого колеса автомобиля.

Кастер

(Caster – англ.) – Продольный угол наклона оси поворота управляемого колеса.

Рис. 5: Угол продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастер) и плечо действия боковой силы (В)

Для обеспечения динамической стабилизации управляемых колес нам необходимо сформировать плечо устойчивости (Trail). Принцип формирования этого плеча подобен рассмотренному выше примеру с велосипедным колесом, однако изгиб передней вилки на автомобиле, конечно же, не применяют.

Рис 6: Формирование необходимой величины плеча действия боковой силы (плеча устойчивости) выносом оси вращения колеса относительно оси его поворота

К формированию необходимого значения плеча устойчивости подходят следующим образом:

•                 Определяют значение угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (τ = кастер);

•                 Определяют значение выноса оси вращения управляемого колеса по отношению к оси его поворота (n_τ = вынос оси поворота);

•                 Расстояние от точки пересечения оси поворота управляемого колеса до точки пересечения перпендикуляра, опущенного из оси вращения колеса на опорную плоскость, и является плечом устойчивости управляемого колеса.

Угол наклона оси поворота управляемого колеса формирует весовую стабилизацию колеса. Если управляемого колесо поворачивать, например, на 90°, то точка 1, которой обозначена ось вращения колеса, займет место, определяемое точками 2. Причем два колеса управляемой оси при их взаимной повороте займут противоположные относительно точки 1 позиции. Это вызовет небольшой крен передней части автомобиля, так как одно колесо будет приподнимать переднюю часть, а противоположное колесо – опускать переднюю часть автомобиля.

Мы ранее упоминали, что при наличии угла наклона передней вилки неподвижного велосипеда будет наблюдаться стремление руля самостоятельно повернуть так, чтобы рама велосипеда заняла положение как можно ближнее к поверхности земли.

Рис 7: Плечо действия боковой силы n_a получено путем сложения продольного угла наклона (кастера) и отрицательного выноса (-n_τ) оси вращения колеса. Параметр n’_a – реальное плечо, формирующее совместно с боковой силой (1) поворотный момент управляемого колеса (момент стабилизации)

Принцип действия ясен из поведения рояльного колесика – при движении оно стремится оказаться позади ножки, то есть занять наиболее устойчивое положение.

Рис. 5: (дополнительно – ближе к тексту)

Чтобы получить тот же эффект на автомобиле с приводом на задние колеса, точка пересечения оси поворота с поверхностью дороги (с) должна быть впереди центра пятна контакта колеса с дорогой (d). Для этого ось поворота и наклоняют назад, как у велосипеда. Теперь при отклонении от прямолинейного движения в точке (d) будет возникать боковая сила, которая постараются вернуть колесо на место.

Если на автомобиль будет действовать боковая сила, формируемая, например, центробежной силой, возникающей при повороте автомобиля, управляемое колесо будет стремиться занять положение, соответствующее прямолинейному движению.

Более того, если на машину действует боковая сила, то кастер обеспечивает при случайно отпущенном руле плавный поворот машины по направлению этой силы, и не дает ей опрокинуться. На переднеприводном автомобиле при торможении динамическая стабилизация работает так же, как и на заднем приводе. Но при разгоне колесо уже не катится позади ножки, а толкает ее впереди себя, поэтому динамическая стабилизация не требуется.

Рис. 8: Формирование поворотного момента при качении колеса с наклоном плоскости его вращения

На этом значение кастера не заканчивается, при повороте руля он наклоняет оба колеса в сторону поворота. Когда колесо наклоняется, наружная окружность качения (1) становится больше внутренней (2), и соответственно проходит больший путь.

Рис 9: Образование угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастера)

1 – стойка типа McPherson; 2 – верхняя опора стойки; 3 – шаровая опора; 4 – ось поворота управляемого колеса; τ – угол продольного наклона оси поворота (кастер).

Но так как это одно и то же тело и не может разорваться, то внутренняя часть тормозит внешнюю и колесо стремится повернуть в сторону наклона. Это значит что кастер, наклоняя оба передних колеса в сторону поворота, увеличивает поворачиваемость при повернутом руле

Угол продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастер) можно измерить, если спроецировать на продольную перпендикулярную опорной поверхности плоскость автомобиля ось поворота управляемого колеса. Кастер – это угол между образовавшейся проекцией и вертикалью. Его будет видно, если смотреть на автомобиль сбоку (см. рис. 9). Кастер является одним из основных параметров геометрии подвески, которые обеспечивают стабилизацию управляемых колес в движении. Кастер считается положительным, если ось наклонена назад по ходу движения относительно вертикали. Однако стабилизацию управляемых колес автомобиля при движении формирует не сам кастер, а продольная сила, действующая на плече, которое на рисунке 7 обозначено, как n_a. Это плечо называют плечом действия боковой силы.

А теперь попытайтесь ответить сами себе.

Изменится ли плечо действия боковой силы, если на автомобиль установить нештатные колеса?

Кастер

Для управляемых колёс

Кастер (продольный угол наклона оси поворота колеса)

Кастор (английское – caster angle или castor angle) — угол продольного наклона оси поворота колеса автомобиля.

Кастер (или кастор) измеряется в градусах (угловых минутах) и представляет собой угол в продольной плоскости автомобиля между вертикальной линией и линией, проходящей через центры поворота колеса.

Эта линия проходит через шаровые опоры верхнего и нижнего рычагов подвески («классическая» двухрычажная подвеска), либо через верхнюю и нижнюю точки крепления амортизаторной стойки (подвеска типа McPherson) либо по оси шкворня (шкворневая подвеска) в продольной плоскости автомобиля. Кастор может быть как положительным, так и отрицательным.

Кастер или кастор (en:Caster angle) — угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля. Продольный наклон обеспечивает самовыравнивание управляемых колёс за счёт скорости автомобиля. Другими словами: автомобиль выходит из поворота сам; руль, который отпущен и обладает свободным ходом, сам возвращается в положение прямолинейного движения (на ровной дороге, с отрегулированными механизмами). Это происходит, естественно, при положительном кастре. Например, кастер позволяет ездить на велосипеде, не держась за руль.

Патент Артура Кребса (1896) гласит: «Чтобы обеспечить устойчивость переднего моста, то есть, чтобы автоматически устанавливать оси колёс параллельно… передняя ось располагается на некотором расстоянии позади проекции оси рулевого механизма…»

На обычных автомобилях кастер превышает 6°. Спортсмены устанавливают данное значение на несколько градусов выше, что делает ход автомобиля устойчивее, а также повышается стремление авто к прямолинейному движению. И, наоборот, на цирковых велосипедах или на погрузчиках кастер часто равняется нулю, так как скорость перемещения сравнительно невелика, но при этом есть возможность повернуть по меньшему радиусу. Но автомобиль создается для большей скорости, поэтому требует лучшей управляемости.

Положительный кастер.

Кастер, или кастор — это продольный угол оси поворота колеса, взятый между ней и вертикалью.

На заднеприводных автомобилях оси поворота передних колёс всегда наклоняют назад (положительный кастер). При наклонённой назад оси поворота колесо во время движения само стремится занять положение позади этой оси, что создаёт динамическую стабилизацию. Это можно уподобить поведению колёсика рояля или офисного стула — при качении оно всегда само занимает положение позади своей оси (во многих европейских языках такое колёсико как раз и называется «кастером» или «кастором»). При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота.

По той же причине вилку переднего колеса на мотоциклах и велосипедах тоже всегда наклоняют назад.

Благодаря наличию положительного кастера заднеприводный автомобиль продолжает ехать прямо при отпущенном руле, даже несмотря на воздействие возмущающих сил — неровностей дороги, бокового ветра и так далее. Колесо, имеющее положительный кастер, старается занять положение, соответствующее прямолинейному движению, даже если лопнула одна из рулевых тяг.

Отсюда вытекает совершенная недопустимость при тюнинге заднеприводных автомобилей чрезмерно лифтовать заднюю подвеску — при этом кузов вместе с осью поворота передних колёс наклоняется вперёд, и кастер становится нулевым или даже отрицательным, при этом эффект динамической стабилизации передних колёс сменяется их динамической дестабилизацией, что значительно затрудняет управление автомобилем и делает его опасным. Большинство передних подвесок автомобилей имеют возможность регулировки кастера в небольших пределах для компенсации нормального износа в процессе эксплуатации.

Рис. 10:  Изменение значения угла продольного наклона оси поворота управляемого колеса (кастера) при изменении положения кузова

Для переднеприводного автомобиля положительный кастер намного менее актуален, так как передние колёса уже не свободно катятся, а тянут машину за собой, и небольшое его положительное значение сохраняют лишь для большей устойчивости при торможении.

Влияние кастора на управляемость автомобиля

Кастор влияет на стабилизирующий момент и на изменение развала колес при повороте руля. Чем больше кастор, тем больше стабилизирующий эффект при вывернутых колёсах.

Из-за того, что точка контакта колеса (при положительном касторе) с поверхностью лежит несколько позади оси поворота, при отклонении колеса от прямолинейного движения возникают боковые силы, стремящиеся вернуть колесо в начальное положение.

Кроме того, если в начальный момент отклонения колес от нейтрального положения при прохождении поворота только внешнее колесо имеет необходимый отрицательный развал, то по мере увеличения отклонения колес в сторону поворота внешнее колесо приобретает ещё больший отрицательный развал, а отрицательный развал внутреннего колеса уменьшается или даже становится положительным. Таким образом, кастор благоприятно влияет на сцепление управляемых колес в поворотах.

При повороте в одну из сторон одно из колес стремится приподнять шасси, другое же само приподнимается. Таким образом, для поворота колес необходимо не только преодолеть силы трения, но и затратить некоторое количество энергии на приподнимание шасси. Благодаря этому и выше описанным боковым силам водитель может «чувствовать» автомобиль.

При дефектах кузова, после ударов, этот угол обычно изменяется неодинаково. Разница между этими углами на левом и правом колёсах обычно приводит к уводу автомобиля с прямой линии даже при идеально отрегулированных остальных углах и качественной резине.

Параметры кастера

Параметры кастера для легковых автомобилей

Автомобиль	Значение кастера
ЗАЗ-965, ЗАЗ-965А	2°31’
ЗАЗ-966, ЗАЗ-966В	2°30’
ЗАЗ-968, ЗАЗ-968А, ЗАЗ-968М	5°30’
ЛуАЗ-969, ЛуАЗ-969М	5°30’
Москвич 407	1°…3°
Москвич-403, −408, −412, −2140, −2138, −2137, −2136	0°20’…1°20’
ВАЗ-2101, −2102, −2105	3°30’…4°30’
ВАЗ-2103, −2106, −2107	3°40’…4°20’
ВАЗ-2121	3°00’…4°00’
ГАЗ-21	1°
ГАЗ-24	0°…1°
ГАЗ-3110	3°…6°
ГАЗ-13, ГАЗ-14	0°…1°
ГАЗ-69, ГАЗ-69А	3°30’±30’
ЗИЛ-114, ЗИЛ-117, ЗИЛ-41047	0°45’±30’
УАЗ-469, УАЗ-469Б	3°30’

Параметры кастора для грузовых автомобилей

Автомобиль	Значение кастера
ГАЗ-51	2°30’
ГАЗ-52-03, ГАЗ-52-04	3°
ГАЗ-53, ГАЗ-53А	2°30’
ЗИЛ-164	1°30’
ЗИЛ-130	2°30’
ЗИЛ-157	2°30’
МАЗ-500, −503, −504, −5335, −6422	2°30’
Урал-375, Урал-377	2°10’
КрАЗ-256, −257, −258	0°
КрАЗ-255Б, КрАЗ-260	5°

Три важнейшие точки

Три важнейшие точки

Главное при прохождении поворота – три точки, через которые должен пройти автомобиль. Первая – точка входа, ей предшествует торможение – подготовка к вхождению в поворот. Выбор верной скорости, на которой можно безопасно вписаться в поворот, очень важен. Торможение заканчивается перед началом поворота руля и входом в поворот. Это очень важно: поворачивать руль можно только тогда, когда педаль тормоза полностью отпущена, – в противном случае автомобиль занесет, и он станет неуправляемым. Почему? Очень просто: мы загрузили передние шины автомобиля торможением, в том смысле, что весь их потенциал работает именно на снижение скорости. Кроме того, мы перераспределили вес автомобиля вперед, то есть в продольном направлении, и, соответственно, разгрузили задние колеса. Если в этот момент повернуть руль, то облегченный задок автомобиля сразу пойдет в занос. Но, если машина оснащена системой АБС, этого может и не произойти. Для таких машин допускается поворачивать руль при нажатой педали тормоза, но только в аварийной ситуации, когда другого выхода нет. В любом случае, торможение перед входом в поворот в рассматриваемой нами ситуации не является экстренным, то есть аварийным торможением. Оно не должно быть таковым перед поворотом в обычных дорожных условиях. Цель торможения – выбрать подходящую скорость для безопасного и чистого входа в поворот, а также подготовиться к следующей фазе: повороту руля.

В каком месте начинать поворот и как поворачивать руль: быстро или медленно? Поворачивать надо так, чтобы идеально вписаться в поворот. Но вряд ли водитель будет доволен подобным ответом. Не это он желал услышать. Он жаждет получить подробнейшие инструкции, и он их получит. Ведь как раз поворот руля и определяет, как удастся пройти весь поворот и по какой траектории. Вспомним, как правильно поворачивать руль. Перебирать его, передавая из руки в руку, – грубая ошибка. Обе руки должны оставаться на руле так долго, как это возможно. «Нижняя» рука при перекрещивании перехватывает верхнюю часть руля. При повороте влево – главная рука правая, а левая делает перехват, и, наоборот, в правом повороте левая рука главная.

Итак, в какой точке поворачивать руль? Вспомним, что мы говорили о направлении взгляда. Руки водителя следуют за его взглядом, и он поворачивает руль в нужной точке на подсознательном уровне, особенно не задумываясь. Точка входа в поворот – это то место, где вы можете повернуть руль на определенный, постоянный для всего поворота угол, при котором машина пройдет точно по желаемой траектории. Затем направляем машину внутрь поворота, прямо на aпекс, и далее «распускаем» автомобиль, одновременно начав разгон. Апекс – это гоночный термин, обозначающий то место, в котором автомобиль максимально приближается к вершине поворота. Далее переходим в движение по дуге. Автомобиль идет по заданной траектории с постоянной скоростью – значит, педаль газа нажата ровно настолько, насколько нужно, чтобы эту скорость поддерживать. Водитель выбирает скорость в зависимости от крутизны поворота, состояния проезжей части, видимости и множества других факторов. Но лучше всегда иметь запас в 30–40 % на непредвиденные обстоятельства: на дороге может внезапно возникнуть препятствие. Когда вы прошли большую часть дуги, можно начинать плавно и осторожно прибавлять газ. Тяга на ведущих колесах улучшит устойчивость автомобиля на выходе из поворота и усилит стабилизирующий эффект рулевого управления. Руль будет сам стремиться вернуться в исходное положение, соответствующее прямому положению колес. Выпускать его из рук для самовыравнивания – грубейшая ошибка! Водитель медленно возвращает руль в исходное положение, продолжая увеличивать скорость автомобиля прибавлением газа. И только тогда, когда колеса смотрят прямо, а поворот остался позади, можно начинать интенсивный разгон.

Все это очень просто, и вы наверняка уже это знали, но не надо спешить. Взглянем на оптимальную траекторию, по которой надо стараться вести автомобиль в повороте. Итак, три точки: точка входа, апекс и точка, в которой вы должны оказаться на выходе из поворота. Вход в поворот крутой, а выход пологий. На выходе из поворота опытный водитель как бы «распускает» автомобиль, позволяя ему, выравниваясь, одновременно разгоняться. Чем выше тяга двигателя в повороте, тем больше возможностей противодействовать центробежной силе на дуге поворота. Если вы сомневаетесь, на какой передаче проходить поворот, лучше подстраховаться от критической ситуации включением более низкой передачи.

Напомню, очень важным моментом в прохождении поворота является взгляд водителя или, точнее, ведение взгляда по самой дальней точке в повороте. Водитель как бы прицеливается, куда направить машину, сначала взглядом, а потом руки сами делают свое дело. Водитель, который привык смотреть на дорогу в нескольких метрах перед капотом своего автомобиля, не сможет ехать быстро и безопасно. Неумение вести свой взгляд достаточно далеко вперед – основная ошибка многих водителей. Это и является причиной многих аварий, когда препятствия или непредвиденные ситуации возникают для водителя неожиданно. Авария может произойти и без посторонней помощи. Вот основные ошибки новичков при прохождении поворотов: в затяжных левых поворотах водитель часто возвращает руль в «нулевое положение» раньше времени, так как он теряет ориентацию, смотря почти в упор на правую обочину дороги в повороте, а не как можно дальше вперед. Это приводит к контакту авто с отбойником или вылету с дороги вправо. Его взгляд как бы «притягивает» машину к правой обочине. В правых поворотах этот эффект проявляется не столь явно, так как водитель вынужден смотреть довольно далеко в поворот, нет ли там встречных машин? Если поворот настолько крутой, что не просматривается, ехать, конечно, можно, но только с отпущенной педалью газа, то есть сильно снизив скорость. Если дорога просматривается далеко вперед, то ехать можно быстрее. Чем выше скорость, тем дальше надо смотреть. Взгляд водителя работает подобно объективу камеры с переменным фокусным расстоянием. Чем выше скорость, тем взгляд дальше, то есть зрение переключается в режим работы телеобъектива.

А теперь – упражнение. Оно выполняется так: ведением взгляда определяйте три точки прохождения каждого поворота и заставляйте машину проходить точно через них, поворачивая руль в первой точке – точке входа!

Очень важна скорость, с которой водитель поворачивает руль. Действительно, очень часто возможность избежать аварии зависит от того, насколько быстро водитель управляется с рулем. Приведу такой пример: в автошколах и в учебниках по вождению водителям рекомендуют при возникновении вращения автомобиля, то есть заноса, повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Все водители знают об этом, однако большинство из них не могут стабилизировать автомобиль. Одна из причин: недостаточная скорость руления. Во-первых, колеса в сторону заноса поворачиваются с явным опозданием. Во-вторых, водитель ждет ответной реакции автомобиля, его выравнивания. Это кажется на первый взгляд логичным: а как ему понять, когда вертеть колеса обратно в исходное положение. Но вот беда – он делает это слишком поздно, а главное, слишком медленно крутит руль, увеличивая тем самым амплитуду заноса, то есть раскачивая автомобиль. Результат при этом выходит весьма плачевный: автомобиль разворачивается на дороге (хорошо, если не на встречной полосе!) или вылетает с нее. Из-за отсутствия правильных навыков вращения рулевого колеса большинство водителей, попадая в критическую ситуацию, рефлекторно прибегают к экстренному торможению. Однако это приводит к тяжелым последствиям: автомобиль из заноса переходит в неуправляемое боковое скольжение, которое чаще всего оканчивается или на обочине, или на встречной полосе.

А что делать, чтобы не опоздать, после того, как руль повернут в сторону заноса автомобиля? Ответ удивительно прост – не дожидаться ответной реакции автомобиля, то есть упреждать события. Для этого руль надо максимально быстро повернуть в сторону заноса и тут же возвратить в исходное положение. Повторить это несколько раз, с каждым разом уменьшая угол поворота колеса.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.