Witam w trzeciej części poradnika przyśpieszającego Wasze samochody w zakrętach od Mike Kojimy. Bez większych wstępów od razu zaproszę Was do czytania. Balans nadwozia

The Ultimate Guide to Suspension and Handling Part 3: Balance the chassis

silvia-drifting balans nadwozia

Teraz kiedy już zredukowałeś ruchy nadwozia i poprawiłeś reakcję układu kierowniczego, możemy pracować nad następnym ważnym elementem do poprawy, balansem nadwozie. Celem dla większości z nas będzie posiadanie samochodu z neutralnym balansem. Neutralny balans, gdzie wszystkie cztery koła ślizgają się, w takim samym stopniu jest w większości przypadków, najszybszym sposobem pokonywania zakrętów. Dzięki temu jest używana maksymalna przyczepność każdego koła. Zabrzmi to dziwnie, ale doświadczeni drifterzy preferują neutralnie zbalansowany samochód, ponieważ pozwala im to na znacznie większą kontrolę podczas poślizgu. Dla przykładu S13 Dai Yoshihary z Teamu Falken jest ustawiona w taki sam sposób, w jaki by się ustawiło samochód do Time Attacku.

Niestety, dla wszystkich entuzjastów, większość samochodów jest przez fabrykę ustawiona na podsterowną charakterystykę. Podsterowność występuje wtedy, gdy przednie koła tracą przyczepność, zanim jeszcze tylne dojdą do granicy przyczepności. Producenci robią to ponieważ jest to, dla typowego kierowcy, najłatwiejszy do opanowania sposób prowadzenia. Podsterowność nie jest skuteczna podczas przyśpieszeń bocznych, ponieważ samochód będzie nadmiernie zużywać przednie opony, a wkład tylnych opon w trakcję będzie marnowany. Jest to także najwolniejszy i najnudniejszy sposób pokonania zakrętu. Konkluzja? Podsterowność jest do bani.

Understeer-M balans nadwozia

Podsterowność pojawia się wtedy, kiedy przednie opony tracą jako pierwsze przyczepność w zakręcie. A. Zakładana ścieżka; B. Kierunek, w którym są skierowane koła; C. Droga, w którą samochód zmierza.

Jeśli pójdziemy za daleko w naszej przygodzie eliminacji podsterowności poprzez tuning podwozia, będziemy nieuchronnie zmierzać do nadsterowności. Nadsterowność występuje w momencie, gdy na granicy przyczepności tylne opony prędzej utracą przyczepność niż przednie. Drifterzy pracują nad tym, aby kontrolować stan ciągłej nadsterowności, tworząc z tego formę sztuki. Szybki samochód do autocrossu, także jest ustawiony bardziej nadsterownie tak jak większość samochodów rajdowych. Każdego rodzaju samochód wyścigowy, będzie prawdopodobnie szybszy w ciasnych zakrętach, w momencie, jeśli będzie lekko nadsterowny. Dzięki rzecznikowi konsumentów Ralphowi Nader i jego nagłośnionej kampanii przeciwko General Motors i tylno-silnikowego Corvair w latach 60., która zaowocowała ona olbrzymią ilością pozwów do producentów samochodów, cała branża automotive nauczyła się, iż niekorzystnym będzie produkcja samochodu nawet minimalnie nadsterownego. Kiedy nadsterowność przekracza limit samochodu, samochód „spinuje” (kom: łapie bączka, obraca się, wybierzcie sobie :) ), a prawnicy chcą, aby miało to haniebny wydźwięk. Jednak to po prostu oznacza, że przy podsterowności samochód będzie najpierw orać przodem, a przy nadsterowności tył „puści” pierwszy. I tak się rozbijesz!

oversteer-M Balans nadowozia

Nadsterowność, pomimo że nie nie jest najszybszym sposobem pokonywania zakrętu, jest bardziej pożądana niż podsterowność. Pojawia się w momencie, kiedy tylne opony zaczynają się ślizgać w zakręcie jako pierwsze.

slip angle-M balans nadwozia

Kąt uślizgu to różnica pomiędzy ruchem opony, a kierunkiem, jaki wskazuje.

Jak możemy ustawić balans prowadzenia samochodu? Poprzez manipulację kąta uślizgu. Kąt uślizgu to różnica pomiędzy kierunkiem ruchu, a kierunkiem, jakie koło wskazuje. Przy ekstremalnych kątach uślizgu, powierzchnia styku ślizga się prostopadle do asfaltu (kom. jeśli możecie sobie wyobrazić np.: podsterowność gdzie koła mamy skręcone o 90 stopni, a wóz i tak leci prosto). Podstawowym, dynamicznym wkładem nadwozia w kąt uślizgu jest obciążenie na poszczególnych kołach w zakręcie. Większe obciążenie na kole/oponie prowadzi do większego kąta uślizgu spowodowanego przez większą siłę boczną w zakręcie. Przednionapędowy samochód z ciężkim przodem poddaje przednie opony większemu obciążeniu, co skutkuje większym kątem poślizgu na nich, w stosunku do tylnych kół. Przednie koła zaczynają wpadać w poślizg i samochód łapie podsterowność. Samochód z silnikiem umieszczonym z tyłu ma większą wagę na tylnej osi. Tylne koła mają przez to większy kąt uślizgu powodując, że samochód ma naturalne predyspozycje do nadsterowności. Samochód z centralnie umieszczonym silnikiem ma najbardziej neutralny rozkład masy z niemal tymi samymi kątami uślizgu na przednich i tylnych oponach. To naturalnie prowadzi do bardziej neutralnego prowadzenia niż w innych kombinacjach.

nissan balans nadwozia

Klasyczny przykład podsterowności w przednionapędówce z ciężkim przodem. Nie pamiętam kto to jest, ale jest czytelnikiem i z nim korespondowałem (kom. czytelnik MotoIQ).

Prawidłowa manipulacja obciążeniem opony i kątem uślizgu poprzez kontrolę transferu masy jest kluczem do balansu nadwozia. Poprzez zmiany transferu masy i obciążania opon w zakręcie, pozwoli to na zmiany w naturalnych tendencjach samochodu. Czy można sprawić, aby przednionapędówka była nadsterowna? Jasne, spójrz na odnoszące sukcesy przednionapędowe wyścigówki, są nadsterowne jak szalone. Aby chronić swoich klientów, Porsche dostarcza większość swoich 911 (kom. który ma ciężki tyłek z powodu umiejscowienia silnika) z takimi ustawieniami zawieszenia, które przeciwdziałają naturalnej tendencji do nadsterowności.

Oversteer porsche-M balans nadwozia

Kolejny przykład klasycznej nadsterowności, tym razem w Porsche 911 z ciężkim silnikiem na tyle.

W jaki sposób tuner może manipulować obciążeniem opony i kątem uślizgu? Poprzez zmianę parametrów sprężyn (kom. na twardsze/miększe – zależnie co potrzeba), stabilizatorów, wielkości opon i ich ciśnienia, twardości amortyzatorów. Pierwszą i najtańszą opcją, z której może skorzystać tuner to zwiększenie ciśnienia w oponie. Im opona jest twardsza, bardziej napompowana, w granicach rozsądku oczywiście, tym mniejszy ma kąt uślizgu. Dla przykładu, w przypadku przednionapędówki, jeśli dodasz trochę ciśnienia (kom. psi = 0.07 bara) na przednie koła, a w tylnych zabierzesz, przednie opony będą miały mniejszy kąt uślizgu, a tylne go zwiększą. Samo to pozwoli na zmniejszenie podsterowności.

350z balans nadwozia

Regulacja ciśnienia w oponach jest najbardziej podstawową, skuteczną, prostym i tanią drogą do tuningu podwozia. Pomyślałem, że wolisz zobaczyć jak Verena Mei ustawia ciśnienie w oponach, zamiast oglądać moje popiersie hydraulika (kom. buttcrack, czyli to „pęknięcie tyłka” – stereotypowy widok u osób kucających, klęczących przy pracy :) )

Body Roll-01 balans nadwozia

W zakręcie, samochód będzie się przechylał na zewnętrzną część zakrętu, przenosząc masę na zewnętrzne koła. Strojenie zawieszenia jest głównym narzędziem do manipulacji transferem masy, za pomocą sprężyn, amortyzatorów i stabilizatorów.

Zmiana parametrów sprężyn i sztywności stabilizatora ma ogromny wpływ na kąt uślizgu. Użycie sztywniejszych sprężyn lub stabilizatora na jednej osi spowoduje większy transfer masy na zewnętrzną oponę, gdyż samochód będzie próbował się przechylać w zakręcie. Miększa oś zostanie skompresowana, a sztywniejsza będzie się opierać temu, przenosząc większe obciążenie na tę oponę, powodując zwiększenie kąta uślizgu. Więc dla Twojej teoretycznej podsterowności w samochodzie przednionapędowym, możesz użyć na tylnej osi stabilizatorów, sztywniejszych sprężyn lub obydwu, aby zmniejszyć podsterowność. Odwrotnie, usztywnienie przedniej osi i zwiększenie ciśnienia w tylnych oponach pomoże oswoić nadsterowność.

progress-group-stab balans nadwozia

Wybieranie większego stabilizatora lub dodanie go, jeśli wcześniej go nie było nie tylko redukuje przechył w zakręcie, ale zmiana sztywności pozwala na dostrojenie transferu masy, który wpływa na pod- i nadsterowność. Regulowane stabilizatory to chyba najefektywniejsze narzędzie tuningu dla zwykłego człowieka. Powyższe stabilizatory Progress Group umożliwiają regulację na 3 sposoby.

Amortyzatory mogą poprawić reakcję i pomóc w balansie samochodu. Regulowane amortyzatory mogą być potężnym narzędziem dla tuningu podwozia. Przykładowo, miękkie amortyzatory bardzo szybko, od rozpoczęcia zakrętu, osiągają stały punkt transferu masy. Jeśli są sztywniejsze, będą one opóźniać transfer masy. W ten sposób amortyzatory wpływają na to, w jaki sposób kierowca czuje samochód na wejściu w zakręcie, a także i w jego środkowej części. Samochód z twardszym ustawieniem amortyzatorów będzie skręcał ostro. Jeśli jednak będą zbyt twarde, balans samochodu może się niespodziewanie zmienić w późniejszej części zakrętu, gdyż tłumienie spowolni przechył i transfer masy. Analogia jest taka, że amortyzatory to „kondensatory” dla transferu masy.

endlink - balans nadwozia

Umieszczenie końcówki stabilizatora bliżej zwiększa sztywność stabilizatora (kom. na zdjęciu – im bardziej w lewo dziurka, tym sztywniej), a dalsze otwory – zmniejszają. W przeciwieństwie do sprężyn regulowane stabilizatory mogą być szybko dostrojone w warunkach torowych przez przeciętnego mechanika.

Wielkość opon także wpływa na balans. Zakładanie szerszych opon na oś, która potrzebuje więcej, trakcji jest oczywiste. Tylnosilnikowe Porsche mają szersze tylne opony, aby zapobiegać nadsterowności. Mocne tylnonapędowe samochody także mają zwykle szersze opony z tyłu niż z przodu. Wiele samochodów przednionapędowych do autocrossu oraz do wyścigów drogowych (kom. chodzi o te na torze/asfalcie, nie mylić z ulicznymi ;) ) montują szersze opony na przedzie dla większej przyczepności na tej osi.

hyperco springs-M balans nadwozia

 

Z punktu widzenia większości kierowców idealną sytuacją jest neutralne zachowanie pojazdu w zakręcie, bez zmian w położeniu pedału hamulca i gazu. Na granicy przyczepności uślizg występuje na czterech kołach. Możliwość wywołania lekkiej nadsterowności poprzez odpuszczenia gazu lub mocniejszej przy lekkim hamowaniu w zakręcie jest również przydatna. Także możliwość redukcji podsterowności poprzez pracę pedału gazu jest dobra. To się tyczy przednio- jak i tylnonapędowych samochodów. Tylnonapędówki powinny być w stanie wywołać nadsterowność mocnym wciśnięciem gazu. Taki balans daje doświadczonemu kierowcy najwięcej opcji kontroli samochodu podczas jazdy na limicie przyczepności.

Sztywniejszy  Miększy
Przedni Stabilizator Więcej Podsterowności Mniej Podsterowności
Tylny Stabilizator Więcej Nadsterowności Mniej Nadsterowności
Przednie Sprężyny Więcej Podsterowności Mniej Podsterowności
Tylne Sprężyny Więcej Nadsterowności Mniej Nadsterowności
Ciśnienie przedniej opony* Mniej Podsterowności Więcej Podsterowności
Ciśnienie tylnej opony Mniej Nadsterowności Więcej Nadsterowności
Przednie Amortyzatory Więcej Podsterowności, później w zakręcie Mniej Podsterowności, później w zakręcie
Tylne Amortyzatory Więcej Nadsterowności, później w zakręcie Mniej Nadsterowności, później w zakręcie

*jest to sugestia niż zasada, ekstremalne napompowane/niedopompowane nie spowoduje takiego zachowania. Wysokie ciśnienie w oponie będzie zmniejszało przyczepność ze względu na wybrzuszenia środka opony, a niższe ciśnienia będą zwiększać przyczepność z powodu spłaszczenia opony.

 

Uważacie, że cykl jest interesujący i przydatny? Bądźcie czujni, gdyż będziemy kontynuowali rozwiewanie tajemnic tuningu zawieszenia w przyszłości!
MotoIQ

Zobacz także:

8 komentarzy

  1. r17

    3 września 2016 at 01:13

    Nie chcę wyjść na malkontenta, bo dużo się dowiedziałem, dzięki Twoim tłumaczeniom, ale trochę nie rozumiem tego co opisujesz w tym rozdziale. Sztywniejszy stabilizator oznacza mniejszą przyczepność? Bo tak wynika z tabelki. Czy jednak nie jest tak jak myślę?

    1. Bio

      3 września 2016 at 10:09

      Malkontent? Daleko Ci od niego ;)

      Dla przykładu, aby było łatwiej zrozumieć (trzeba też oddzielić obydwie osie):
      Mamy Subaru Imprezę generacji GC/GD. Fajny wozik, jednak jego wadą jest to, że jest strasznie podsterowny w wejściu do zakrętu.
      Jak temu zapobiec z poziomu samych stabilizatorów (bo można to ogarnąć kątami, sztywnościami reszty elementów)?
      Możemy dać sztywniejszy stabilizator na tył – tył będzie bardziej chętny do nadsterowności.
      Jednak aby trochę zmniejszyć podsterowność (która na wejściu dalej będzie) powinniśmy pomyśleć o miększym stabilizatorze na przedzie(mając na uwadze, że reszta elementów jest seryjna) – ogólnie trzeba wyrównać przyczepność na kołach. Podsterowność jest znakiem, że na tyle mamy większą przyczepność, niż na przednich kołach.

      Ogólnie kwestia przyczepności to suma tych wszystkich elementów, gdyż aby wóz dobrze wchodził w zakręt musimy myśleć o tych wszystkich czynnikach (ruch masy, przechyły, przyczepność na poszczególnych kołach)
      Rzekłbym, że poradnik (cały) to bardziej „punkt wyjściowy”, aby zrozumieć dlaczego samochód się zachowuje w zakręcie „po swojemu” i w którą stronę musimy patrzeć aby samochód prowadził się już „po naszemu”.

      Od 6-tej części, zaczną sie pojawiać informacje, co dają zmiany kątów w różnych elementach zawieszenia (camber, zbieżność etc), więc znajdziesz dodatkowe informacje, jak „za darmo” (bo w wielu seryjnych wozach jest już fajna ilość regulacji) niwelować podsterowność, czy dodać trochę nadsterowności :)

  2. r17

    4 września 2016 at 12:42

    Dziękuję za odpowiedź :)

    Jeśli tylne zawieszenie będzie twardsze/sztywniejsze, to przyczepność tylnej osi się zmniejsza (zwiększona nadsterowność)?

    W takim razie jeśli całe zawieszenie zostanie wymienione na twardsze, to przyczepność będzie gorsza, a zyskiem będą lepsze (mniejsze) ruchy masy i przechyły?

    Dzięki jeszcze raz za tłumaczenie :)

    1. Bio

      4 września 2016 at 15:23

      Ogólnie wygląda to tak, że wszystkie ustawienia zawieszenia idą dobrze do pewnego momentu, po przekroczeniu którego wszystko się pieprzy.
      Założenie jest takie, że im oś twardsza – będzie jej łatwiej wpaść w poślizg, po dojściu do granicy przyczepności.
      I tak samo jest ze stabilizatorem – utwardzenie, pozwala na lepsze „wyrównanie” obciążenia pomiędzy kołami w osi, jednak gdy pójdziesz zbyt daleko – ta oś będzie tracić przyczepność. Wtedy jest to dla Ciebie podpowiedź: „o, tylna oś szybko puszcza i pojawia się nadsterowność – spróbuję z mniej sztywnym ustawieniem stabilizatora”.

      A gdy uda się nam wyrównać przód z tyłem, to doprowadzi to do (oczekiwanego :) ):
      https://youtu.be/OOBB_GPAmSo?t=119 (od 2:00 do 2:03 będzie doskonałym przykładem)

  3. KL

    6 września 2016 at 16:05

    No dobra, ale co gdy zwiększamy sztywność stabilizatorów obu osi o taki sam %? Teoretycznie nie zmienia się chęć do nad/podsterowności ale zmniejszają się przechyły nadwozia więc w teorii = dobrze. Ale w praktyce jednak nie zawsze tak jest.
    Zatem co się dzieje gdy przesadzimy ze sztywnością? Dlaczego np. na szutrach lepiej się sprawują miekkie stabilizatory?

    1. Bio

      6 września 2016 at 18:30

      Zwiększając obydwa stabilizatory tak samo, do pewnego momentu, nie zmieni się charakterystyka wozu, jednak będzie mógł osiągać większe prędkości w zakręcie, bo wewnętrzne koło będzie „dostawać” więcej obciążenia.

      Na szutry zawieszenie jest sporo miększe z prostej przyczyny – nierówności. Zawieszenie przez to musi mieć spory skok, aby wybierać dziury. W momencie jeśli jedno koło na osi jest w dziurze, a drugie na wyboju – sztywny stabilizator podniósłby wewnętrzne koło = zabrałby przyczepność z tego koła.

      1. KL

        9 września 2016 at 14:56

        Proste i oczywiste – dzięki

        1. Bio

          9 września 2016 at 21:00

          Nie ma za co. Jak coś – wal. jeśli nie będę znał odpowiedzi, podpytam u chłopaków z MotoIQ i postaram się od nich wyciągnąć wiedzę :)

Zostaw odpowiedź