4.Конструктивные предложения по улучшению

Сцепление колес с дорогой.

Около 1/3 всех дорожно-транспортных происшествий происходит на мокрых, обледенелых или заснеженных дорогах. Такие дороги имеют ухудшенные условия сцепления. Это значит, что увеличивается вероятность проскальзывания колес по поверхности дороги, а также их увода в сторону. В этих условиях автомобиль часто становится неуправляемым.

Скользкость дороги характеризуется коэффициентом сцепления. Нормальный коэффициент сцепления асфальтобетонных покрытий колеблется в пределах 0,6–0,8. Под воздействием метеорологических условий дорожные покрытия теряют свои качества, коэффициент сцепления снижается до опасных пределов. Минимально допустимым по условиям безопасности принят коэффициент сцепления 0,4.

В зависимости от состояния дорожного покрытия остановочный путь может различаться в 3–4 раза. Так, остановочный путь при скорости 60 км/ч на сухом асфальтобетонном покрытии составит около 37 м, на мокром — 60, на обледенелой дороге — 152 м. Более того, даже при сухом асфальтобетонном покрытии в зависимости от степени его износа (отполирован шинами), коэффициент сцепления может различаться в 2 раза и более.

Скорость движения также оказывает влияние на сцепление шин с дорогой, так как при высокой скорости начинают проявляться аэродинамические подъемные силы, которые уменьшают силу прижатия автомобиля к дороге.

Силой сцепления шин с дорогой называют максимальное значение горизонтальной реакции, пропорциональное вертикальной нагрузке на колесо. Один из основных параметров данной системы — коэффициент сцепления. Сцепление шины с дорогой оценивается коэффициентом сцепления φ, который равен отношению наибольшей величины реакции Хк к величине реакции Zк:

Под силой сцепления Pφ понимают силу, противодействующую скольжению колес относительно дороги. Она равна силе трения, возникающей в месте контакта шины с дорогой.

Величина силы сцепления зависит от нормального давления ведущих колес на дорогу и коэффициента сцепления φ:

, где

φ — коэффициент сцепления шин ведущих колес автомобиля с дорогой;

2Zk2 — радиальная реакция ведущих колес.

Для обеспечения движения автомобиля необходимо, чтобы тяговая сила Рк на ведущих колесах была меньше силы сцепления колес с дорогой, или, в крайнем случае, равна ей, в противном случае колеса автомобиля будут буксовать.

Для определения коэффициента сцепления используют портативные приборы, а также передвижные установки. При отсутствии этих приборов коэффициент сцепления определяют по длине тормозного пути или замедлению (отрицательному ускорению) автомобиля.

Коэффициент сцепления,φ	Тормозной путь, м	Замедление автомобиля, м/с	Характеристика покрытия
Менее 0,3	Более 19	Менее 3,7	Очень скользкое
0,3 - 0,4	19 - 14,5	3.7 - 4,9	Скользкое
0,4	Менее 14,5	Более 4,9	Отвечает требованиям по шероховатости

Пятно контакта шин с дорогой.

Немаловажную роль при сцеплении колес с дорогой играет пятно контакта шин с дорогой. Пятно контакта - это, буквально говоря, след колеса на дороге, его опорная поверхность. Неподвижное пятно контакта представляет собой прямоугольник, если кривизна шины равна нулю и давление в ней имеет соответствующее значение. В динамике пятно контакта может иметь любую форму - от грубого прямоугольника до треугольника. Оно также может быть меньше или больше, чем статическое, в зависимости от вертикальной нагрузки, на которую, в свою очередь, влияет перенос веса или аэродинамическое прижимающее усилие, действующее на машину. Чем больше площадь пятна контакта, и чем больше вертикальная нагрузка, тем большее сцепление с дорогой мы можем потенциально получить. Более того, шины эластичны, так что они изменяют свою форму пропорционально боковой реактивной силе, возникающей при повороте автомобиля. Это изменение формы заставляет шину катиться под углом к ее продольному направлению.

Сцепление колес с дорогой зависит и от ряда других факторов, например от качества подвески, давления в шинах. Чтобы увеличить пятно контакта шин с дорогой и тем самым увеличить коэффициент сцепления нужно правильно выбрать шины и отрегулировать угол кастера.

1.Угол кастера- это продольный угол наклона оси поворота колеса. Главная ф ункция кастера - это наклон колес в сторону поворота руля автомобиля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит и на управляемость автомобиля. Если автомобиль двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение. А вот в повороте все иначе. При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. И чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо автомобиля тоже наклоняется в сторону поворота. Но везде нужно знать меру, ведь при очень большом кастере, колесо автомобиля будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

Положительный угол кастера - когда стойка наклонена назад,как на рисунке, отрицательный угол кастера - наоборот, но такое бывает редко.

Заводское значение для переднеприводных автомобилей +1° 30' ± 30'. В тюнинге используют значения +3...4°,слишком большой угол кастера вызовет плохую управляемость при резком разгоне, то есть трудно будет удержать руль.

Регулировка угла кастера заключается в изменении количества шайб на растяжках подвески. Для увеличения угла количество шайб уменьшают в передней или задней её части, для уменьшения угла добавляют.

При изменении количества шайб на растяжке нужно следить чтобы фаски на них были обращены в сторону упорного торца растяжки, также применимо при установке внутренней упорной шайбы резинометалического шарнира, когда удалены все шайбы.

Количество регулировочных шайб не должно быть больше 2 спереди и 4 сзади. Установка или удаление 1 шайбы соответствует изменению кастера на 19'(минут).

На заднеприводных Вазах заводское значение кастера +3° 30' ± 30' без нагрузки, 4° ± 30' с нагрузкой, для тюнинга ставят 4...10°.Регулируют ставя шайбы на ось нижнего рычага. Увеличение угла - установка шайб на сторону к салону, уменьшение - на сторону к переднему бамперу.

Регулировку лучше проводить на специальных стендах,где делают развал/схождение.

Для улучшения сцепления колес с дорогой автомобиля ВАЗ 2110 нужно увеличить угол кастера до 2̊ 30̍.

2. Свойства шин зависят не только от рисунка протектора, но и от состава резины, конструкции каркаса и многих других параметров. Шины для холодной и теплой погоды отличаются друг от друга в основном составом резины и конструкцией протектора. Для зимы можно выбирать шины с шипами противоскольжения или без них. Здесь однозначный совет дать сложно, все зависит от того, по каким дорогам автомобиль преимущественно ездит.

Зимой проблему плохой управляемости на заснеженных и обледенелых участках дороги решают следующим образом: на зимней резине делают более грубый рисунок протектора и часто снабжают шипами (шипованные шины). На такой резине имеется соответствующая маркировка Winter — "зима".

Рисунок протектора шипованной резины разреженный, имеет развитую сеть ламелей, в некоторых случаях приближаются внедорожным моделям шин. Обеспечивает неплохую проходимость на глубоком снегу и хорошо удаляет снежную шугу. Шипованные шины имеют лучшее сцепление со льдом и с укатанным снегом, но ухудшают сцепление на твердом дорожном покрытии. Обладают повышенной шумностью.

Изготавливаются такие покрышки из резины средней жесткости и имеют шипы или размеченные места для монтажа шипов.Зимние шины без использования шипов изготавливаются из мягких сортов резины, чаще всего имеют направленный рисунок с большим количеством ламелей и предназначены в основном для эксплуатации на очищаемых дорогах.

Зимняя резина в летнее время при повышенной температуре эксплуатации подвержена не обеспечивает безопасный режим эксплуатации автомобиля. Для зимних протекторов используют мягкие сорта резины, при езде по сухому теплому асфальту они изнашиваются вдвое быстрее летних, и хуже держат дорогу. Летняя резина зимой становится очень жесткой (дубеет) и не обеспечивает хорошего сцепления с дорогой.

Специалисты рекомендуют менять резину на зимнюю уже при температуре 7 градусов. Размер зимних шин, должен быть таким, каким рекомендует его производитель. Если брать намного больше по ширине, то пятно контакта колеса с дорогой увеличится, но при этом масса автомобиля распределится таким образом, что сцепление шины с поверхностью дороги уменьшится. Если уже не оказалось необходимого размера, то лучше выбрать немногим меньшую по ширине модель зимних шин, но при этом большую по высоте профиля. Срок службы зимних шин обычно составляет 2-3 сезона. Поводом для замены, может послужить уменьшение глубины протектора до величины меньше 4 мм.

Летом, во время дождя, при движении на большой скорости автомобиль может стать неуправляемым, т.к. резина как бы начинает скользить (плыть) по поверхности. Этот эффект называется аквапланированием. Для того, чтобы избежать этой проблемы, на резину наносят ламели (канавки) специальной формы, которые способны эффективно выталкивать воду из под колес. Для того чтобы отвести воду из пятна контакта с водой на шинах делают две или три глубокие продольные канавки и множество диагональных – помельче. Очень часто на такой резине имеется соответствующая маркировка Rain — "дождь", или Aqua — "вода", указывающие на особую устойчивость автомобиля в таких погодных условиях. Такие шины с направленным симетричным рисунком обладают лучшей способностью отводить воду из зоны контакта. В зависимости от направления вращения - протектор такой шины совершенно по-разному работает в условиях, когда дорога покрыта водой.

При правильной установке, вода, оказавшаяся в пятне контакта не остается под колесом, а попадает в канавки и выдавливается через них наружу. Если такой маркировки нет, то это вовсе не значит, что эту резину нельзя эксплуатировать в дождь. Для обеспечения управляемости на сухом асфальте, на некоторых дорогих моделях шин центральную дорожку протектора делают гладкой, но чаще рисунок есть на всем протекторе.

Некоторые производители выпускают всесезонную резину, которая пригодна для использования как в зимних, так и в летних условиях. Обозначается она буквами R+W (Road + Winter - дорожная и зимняя) или M+S (Mud + Snow) — "грязь и снег". Но, как правило, такие покрышки далеки от эталона, так как их качество сцепления находится, где-то посередине, и являются компромиссом для ленивых. Такая резина сложнее в изготовлении и, соответственно, стоит значительно дороже, чем сезонная. С учетом высокой стоимости таких покрышек оказывается практичнее иметь по комплекту сменных покрышек на каждый сезон.

Если Вам попались на глаза покрышки с маркировкой "All seasons" (все сезоны) либо "All weather" (любая погода), а стоят они относительно дешево, это может означать только одно: данные шины выпущены в стране с щадящим климатом, где возможно и снега-то не выпадает, а низкие температуры колеблются вокруг нуля. Рассчитывать на такие покрышки в условиях российской зимы с ее гололедами, а также снежными заносами и перепадами температуры нельзя.

Для улучшения сцепления колес с дорогой автомобиля ВАЗ 2110 можно установить шины Goodyear EfficientGrip R16 так как они имеют:

- меньшее сопротивление качению (15%)

- короче тормозной путь на мокром дорожном покрытии (3%)

- лучшую управляемость на мокром дорожном покрытии (3%)

В дополнение к упомянутым показателям длительные исследования износа протектора выявили отличный потенциал пробега этой шины: автомобиль с установленными на нем шинами EfficientGrip способен пройти на 25 % километров больше, что является еще одним значительным преимуществом для потребителей и обеспечивает меньшее воздействие на окружающую среду. Приблизительная стоимость одной шины составляет 3780 рублей (4˟3780=15120 рублей приблизительная стоимость комплекта из 4 шин).Так же можно установить диски фирмы ВСМПО-АВИСМА R16 -кованые диски из сплавов на основе алюминия производства, которые изготавливаются методом прецизионной горячей штамповки, обеспечивающей высокий уровень прочности и пластических свойств, характерный для материалов авиационного назначения. Приблизительная стоимость одного такого диска составляет 6-7тыс. рублей, устанавливать диски такой стоимости на автомобиль ВАЗ 2110 экономически нецелесообразно.