Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ



OCEŃ
4.5

Właściwości jezdne auta – fizyka frajdy z jazdy

Słabe i dobre właściwości jezdne, mniejsza i większa precyzja prowadzenia, czy gorszy i lepszy komfort jazdy mają swój początek w konstrukcji samochodu.

2011-09-27
Zdecydowana większość produkowanych obecnie samochodów - z zespołem napędowym umieszczonym z przodu poprzecznie do osi pojazdu - ma niekorzystny, czyli niesymetryczny rozkład masy z punktu widzenia dynamiki ruchu i precyzji prowadzenia (Mazda 2 60/40); na właściwości jezdne w takich autach ogromny wpływ ma zawieszenie, które musi radzić sobie z nierównomiernym obciążeniem kół przedniej i tylnej osi oraz ze zmianą nacisku na osie, w zależności od liczby osób na pokładzie

 

Gdyby samochody konstruowali wyłącznie inżynierowie, większość wyglądałaby bardzo podobnie i jeździłaby tak samo dobrze. Niestety, równie duży wpływ na ich konstrukcję mają dziś walka o najniższe koszty produkcji, wymagania taśmowego, zautomatyzowanego montażu oraz zróżnicowane oczekiwania i preferencje milionów klientów na świecie.

Decydujące znaczenie dla doznań za kierownicą mają wymiary samochodu, przy czym nie chodzi o długość, szerokość i wysokość, ale o stosunek rozstawu osi do długości oraz rozstawu kół do szerokości auta. Im większy rozstaw osi w stosunku do długości samochodu, tym mniejszy przedni i tylny zwis, a tym samym mniejsza skłonność nadwozia do przechyłów wzdłużnych, które powodują bardzo niekorzystne chwilowe zmiany obciążenia kół przedniej i tylnej osi. Za przechyły poprzeczne nadwozia w dużej mierze odpowiada rozstaw kół. Im jest większy, tym większa szansa na stabilne zachowanie nadwozia w czasie jazdy przez zakręty. Duży rozstaw osi w stosunku do długości samochodu ogranicza zmianę rozkładu masy zależną od obciążenia samochodu. Stabilne zachowanie nadwozia podczas jazdy podnosi bezpieczeństwo, pozytywnie wpływa na odczucia kierowcy i zwiększa komfort podróżowania.

 

Rozkład masy jest determinowany przez rozmieszczenie poszczególnych podzespołów. Niestety, w tej dziedzinie większość współczesnych samochodów z góry jest skazana na konstrukcyjną "porażkę". Ulokowanie zespołu napędowego w przedniej części auta i napęd przednich kół upraszczają montaż w fabryce i czynią konstrukcję samochodu tańszą i prostszą (nadwozie może nie mieć środkowego tunelu, brak wału napędowego do kół tylnej osi, mniej skomplikowane zawieszenie tylnych kół itp.), ale powodują, że ponad 60% masy własnej auta obciąża koła przedniej osi, a tylko niecałe 40% przypada na tył. Zdecydowanie lepiej wyważone są auta z silnikiem z przodu, ale z napędzanymi tylnymi kołami lub z napędem na cztery koła.

Specjaliści od zawieszeń muszą się sporo napracować (nawyliczać i napróbować), aby nierównomiernie obciążona "bryła" potrafiła poruszać się bezpiecznie. I to nie tylko na wprost! Samochody skręcają i jeżdżą po łuku, przyspieszają i hamują - to wszystko chwilowo obciąża koła w dodatkowy sposób i komplikuje konstrukcję zawieszenia. Precyzja prowadzenia kół, z których każde w czasie jazdy po łuku zatacza inny promień i ze względu na nierówności nawierzchni musi móc poruszać się w górę i w dół, ma ogromny wpływ na zachowanie samochodu i na odczucia kierowcy. Celowo nie było jeszcze słowa o komforcie jazdy, który jest największym wrogiem precyzji prowadzenia.


Proporcje nadwozia
Mają kolosalne znaczenie nie tylko dla wyglądu auta, ale również dla jego dynamicznych możliwości. Koła powinny być rozstawione po kątach, środek ciężkości znajdować się jak najniżej, i jak najbliżej pionowej osi obrotu. Samochód o takiej konstrukcji nie musi mieć nawet bardzo sztywnego zawieszenia i bardzo bezpośredniego układu kierowniczego, aby natychmiast reagować na polecenia kierowcy. Najłatwiej założenia takiej konstrukcji spełniają auta z silnikiem montowanym wzdłużnie z przodu i z napędem na tylne koła, czyli tylko nieliczne modele.

Teoretycznie, im sztywniejsze zawieszenie, tym lepiej dla precyzji prowadzenia. W praktyce, supersztywna konstrukcja istnieć nie może, bo albo szybko by się rozpadła, albo za współpracę podziękowałoby to, do czego zawieszenie jest zamontowane. Dlatego zawieszenie to skomplikowana kinematyka i elastokinematyka wielu pojedynczych elementów. Im układ, który tworzą zapewnia lepszy kontakt kół z nawierzchnią w każdym momencie jazdy, tym lepiej dla precyzji prowadzenia i dla wrażeń z prowadzenia auta.

Im zawieszenie i wszystko, co musi dźwigać (koła, hamulce itp.) waży mniej, tym układ działa sprawniej. Mniejsza masa nieresorowana oznacza, że na koła działają mniejsze siły, które w czasie jazdy mogą wytrącać zawieszenie z równowagi bardzo potrzebnej dla osiągnięcia nie tylko jak najlepszej precyzji prowadzenia, ale również jak najlepszego komfortu. Stąd coraz częściej w zawieszeniach nawet popularnych samochodów stosuje się elementy wykonane ze stopów aluminium, lżejsze od stalowych. Obręcze kół z lekkich stopów to też wynalazek poprawiający nie tylko wygląd samochodu.

Wpływ na pracę zawieszenia ma także to, jak niezmienne położenie zajmują punkty jego mocowania. W czasie jazdy, nie tylko po nierównościach, nadwozie bez przerwy pracuje, a wtedy punkty mocowania zawieszenia mogą minimalnie przemieszczać się. Oczywiście, niezauważalnie dla oka i niewyczuwalnie dla większości kierowców. Im sztywniejsze nadwozie w punktach mocowania zawieszenia, tym lepiej. Wszyscy producenci chwalą się, o ile średnio zwiększyli sztywność nadwozia nowego modelu w porównaniu ze sztywnością nadwozia poprzednika. Tylko nieliczni zwracają uwagę na fakt, że lokalnie, w najbardziej strategicznych miejscach, sztywność zwiększono znacznie bardziej niż sztywność całego nadwozia. W tym celu w konstrukcji nadwozia producenci stosują wysokogatunkową stal o podwyższonej wytrzymałości albo nawet stopy aluminium lub jeszcze droższe i bardziej wyrafinowane materiały. Stosowanie tzw. zastrzałów między górnymi punktami mocowania kolumn McPhersona czy amortyzatorów - usztywniających nadwozie - staje się powoli normą.

Moc silnika i sprawność układu przeniesienia napędu muszą być precyzyjnie dobrane do możliwości konstrukcyjnych nadwozia i do parametrów zawieszenia. To ostatnie zawsze powinno być "mocniejsze" niż jednostka napędowa. Po to, aby bez problemu przenieść siłę napędową silnika na koła. Im krótsze przerwy w dostawach momentu obrotowego do kół, tym jazda jest płynniejsza i może być bardziej dynamiczna. Najlepiej, szybciej niż wielu kierowców, realizują dziś to zadanie skrzynie biegów o dwóch sprzęgłach. Gdy jedno pracuje, drugie jest już w gotowości. Przełączanie sprzęgieł, czyli zmiana biegów, odbywa się szybko i bez zbędnych ceregieli ze zwalnianiem pedału przyspieszenia i wciskaniem pedału sprzęgła. Zmiana przełożenia, czyli przerwa w dostawie siły napędowej do kół, trwa tyle, co mrugnięcie powiekami.

Na precyzyjne prowadzenia auta ma wpływ zespół wielu czynników. W pojedynkę znaczą dużo, ale tylko razem mają prawdziwą "moc".

Tekst Maciej Ziemek
Amis 9/2011

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    Słabe i dobre właściwości jezdne, mniejsza i większa precyzja prowadzenia, czy gorszy i lepszy komfort jazdy mają swój początek w konstrukcji samochodu.
    auto motor i sport, 2011-09-27 16:18:07
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij