Почему возникает смещение веса?

Смещение веса возникает в результате вращения шасси вокруг центра вращения машины, который определяется настройками подвески. При разгоне, торможении и работе рулем кузов машины по инерции стремится в противоположном направлении и сжимает подвеску с одной (внешней) стороны и разжимает с другой (внутренней).

Направления действия сил, вызывающих вращение шасси вокруг центра вращения

Ускорение — смещение веса назад

Когда вы разгоняетесь, вес машины смещается назад (изображение 2). Из-за этого задняя подвеска сжимается и увеличивает запас сцепления задних колес с дорогой

Cмещение веса машины в сторону задней оси во время разгона

Преимущества смещения веса назад

1. Быстрый разгон на заднеприводной машине

Если вы пытаетесь хорошо стартовать, то смещение веса назад сыграет в вашу пользу на машине с приводом на заднюю ось, поскольку увеличит запас сцепления колес с трассой и понизит вероятность пробуксовки.

Однако, на машине с передними ведущими колесами вероятность пробуксовки на старте гораздо выше, поэтому необходимо особенно плавно работать газом.

2. Предотвращение избыточной поворачиваемости на переднеприводной машине

Избыточная поворачиваемость вызвана недостатком сцепления задних колес, однако если вы нажмете газ на переднеприводной машине, смещение веса назад увеличит запас сцепления на задних колесах, чем поможет справиться с ситуацией.

Важно: избыточная поворачиваемость редко “лечится” нажатием на газ на заднеприводной машине, поскольку это увеличит потребность задних колес в сцеплении и уменьшит запас для поперечных нагрузок.

Недостатки смещения веса назад

Недостаточная поворачиваемость

Недостаточная поворачиваемость — следствие нехватки сцепления передних колес с трассой. Если вы ускоряетесь в повороте, уровни сцепления передних колес снижаются из-за смещения веса назад и вероятность поехать прямо возрастает вне зависимости от угла поворота руля. Это явление называется сносом передней оси.

Замедление — смещение веса вперед

Машины тормозят сильнее, чем разгоняются. Поэтому вес, который смещается при торможении в большей степени влияет на баланс машины (изображение 3).

Cмещение веса к передней оси при торможении

Преимущества смещения веса вперед

Предотвращение недостаточной поворачиваемости

Если вы подходите на большой скорости к повороту, а после поворота руля машина продолжает ехать прямо, то скорость действительно была слишком большой для данного поворота. Но еще не все потеряно — ослабление усилия на педали газа приведет к смещению веса вперед, что увеличит уровень сцепления передних колес. Надеемся это скорректирует вашу траекторию. Если же газ уже отпущен, то легкий удар по тормозу должен помочь, но он должен быть действительно легким и коротким.

Недостатки смещения веса вперед

Снижение сцепления задних колес

Если вы резко нажмете на тормоз, то заметите, что задние колеса (на машине без каких-либо вспомогательных систем) заблокируются первыми. По этой причине почти на всех машинах задние тормоза (тормозные диски, колодки и т.п.) по размеру меньше передних. Несмотря на это, задние колеса все же обладают большим потенциалом к блокировке при агрессивном торможении. По этой же причине стоит избегать торможения в повороте, ведь это может привести к избыточной поворачиваемости, заносу или развороту.

Правильное использование смещения веса

Чтобы показать хорошее время на круге нужно жестко (но плавно, не агрессивно) тормозить и максимально быстро разгоняться на прямых. Любое проскальзывание или сползание означает, что вы едете не так быстро, как могли бы. Когда разгон сменяется торможением, возникает повышенное смещение веса, которое может нарушить баланс машины.

Поворот руля

Смещение веса в результате поворота руля

Еще один важный момент достойный рассмотрения — боковое смещение веса при прохождении поворотов. Если вы входите в поворот постепенно, с прогрессирующей загрузкой внешних колес, а не забрасываете машину на входе, то и вес будет смещаться на внешнюю сторону постепенно. Внешние колеса эффективнее работают в повороте и следовательно оказывают больший поворачивающий эффект. В итоге нарастающее усилие загрузки колес позволяет проходить повороты на большей скорости до того, как произойдет разгрузка и срыв в скольжение.

Однако, если вы резко забросите машину в поворот, то резкое смещение веса может нарушить баланс машины и вызвать внезапную потерю сцепления колес с трассой.

Мораль, дамы и господа, в очередной раз все та же: плавность — наше все.

Пример

Рассмотрим переднемоторную заднеприводную машину при прохождении крутого поворота с небольшим прогрессирующим ускорением. На диаграмме 4 изображены уровни сцепления всех колес по отдельности. Размер круга означает суммарный (продольный м поперечный) запас сцепления соответствующего колеса. Чем больше круг, тем больше запас сцепления. Зеленым обозначен поперечный запас сцепления (используется для прохождения поворотов), а оранжевым — продольный (ускорения и торможения).

Диаграмма уровней сцепления колес при прохождении крутого поворота с небольшим прогрессирующим ускорением

У передних колес в данном случае большее естественное сцепление, чем у задних из-за расположения и веса двигателя. На диаграмме видно, что большая часть сцепления используется для прохождения поворота, но у водителя все еще остается некоторый запас, который можно использовать в случае сужения поворота или увеличения его радиуса кривизны. Если превысить предел сцепления передних колес, то возникнет недостаточная поворачиваемость или снос передней оси. Задние колеса плавно ускоряются, но требуют меньшего уровня сцепления для прохождения поворота, поскольку эту роль в основном играют передние колеса. Если водитель разгоняется более агрессивно, то сумма поперечного и продольного уровней сцепления может превысить допустимый предел для задних колес, в результате чего возникает избыточная поворачиваемость.

Когда вы достигаете предела сцепления в повороте, возможно возникновение одного из двух явлений — избыточной или недостаточной поворачиваемости.

отдельная статья о недостаточной поворачиваемости

Избыточная поворачиваемость, как и недостаточная, возникает как результат превышения предела сцепления при прохождении поворота. В данном случае задние колеса достигают своего предела раньше передних. Это приводит к заносу задней части автомобиля (см рис 1). Хорошая новость здесь в том, что такое поведение машины помогает избегать дорогостоящего ремонта передней части авто в предельном случае. Если вы используете избыточную поворачиваемость для движетя в управляемом заносе — это дрифтинг.

Обзор

Рис 1: избыточная поворачиваемость в действии

А. Машина нормально входит в поворот и направляется к апексу В. Задние колеса начинают терять сцепление, водитель компенсирует это поворотом руля влево, чтобы удержать намеченную траекторию (корректировка, рассматривается ниже) С. Водитель вернул контроль над машиной (поймал машину) и продолжает движение по траектории D. Машина на пределе блокировки руля, вращение наиболее вероятно в данной ситуации если не сделать соответствующей корректировки.

Рис 2: приближение точки C на рис 1

Избыточная поворачиваемость более захватывающа, чем недостаточная, и, как и все захватывающие вещи, таит в себе элемент риска. Большинство «машин для водителя» склонны к избыточной поворачиваемости, которую также можно наблюдать в различных вариантах кузова и форматах привода.