2.3. Движение с боковым уводом колес

Сначала рассмотрим поведение карта при небольших ско­ростях. Предположим, что карт движется по дуге с малень­кой скоростью и центробежная сила практически отсутствует (рис. 2.). Передние колеса повернуты на некоторый угол Можно предположить, что угол поворота обоих передних колес одинаков, хотя, как мы знаем, это не совсем так. Центр масс карта будет описывать дугу с радиусом, несколько больший радиуса кривизны дороги. Радиусы дуг, описываемых передни­ми колесами, будут несколько больше радиусов дуг задних колес.

Рис. 2. Движение карта на

повороте:

а — без увода; б- с уводом; 1 - мгновенное направление движения; 2 - траектория движения центра тяжести; 3 и 4-траектория движения соответственно задних колес; -угол увода; -угол поворота передних колес

Теперь увеличим скорость движения настолько, чтобы появи­лась заметная центробежная сила. Оказывается, что карт начнет двигаться асимметрично по отношению к теоретической траекто­рии, но без бокового заноса. Явление асимметричного положе­ния относительно теоретической траектории наступает раньше, чем боковой занос колес. Оно называется уводом карта. Увод определяется углом между плоскостью заднего колеса и направ­лением движения (касатель­ным к траектории движения в каждой ее точке). Этот угол обозначим .

При движении без увода (рис.2, а) карт повора­чивается относительно не­которого теоретического цент­ра вращения O. При движе­нии с уводом (рис. 2, б) теоретический центр враще­ния O, сместился вправо и перестал иметь физическое значение, хотя его положение относительно карта не изменилось. Карт, а точнее его центр масс, поворачивается вокруг нового центра вращения O который занял место точки O. При быстром движении на повороте, но еще без скольжения, плоскости задних колес образуют с направлением движения угол , а плоскости передних колес — угол , плюс угол поворота колес . Начиная движение с уводом, карт поворачивается вокруг своей вертикальной оси, проходящей через центр тяжес­ти. В результате этого передние колеса находятся ближе к внут­реннему краю трассы, чем при небольшой скорости, когда увод практически отсутствует.

Увод карта вызван деформацией протекторов шин в попереч­ном направлении под действием центробежной силы. В значи­тельной мере он зависит от характеристик шины. Шина с высо­ким протектором, слабо накачанная, будет приводить к большему уводу, чем сильно накачанная шина с жестким низким про­тектором.

Центробежная сила, которую в дальнейшем будем обозна­чать буквой С, вызывает увод карта. Но шины обладают доста­точно большой жесткостью и упругостью. В результате этого возникает сила реакции шины, обозначаемая далее R, действую­щая перпендикулярно к плоскости колеса в направлении к центру дуги, описываемой картом. Она тем больше, чем больше будет угол увода .

Сила R возрастает только до момента достижения предель­ного угла увода max=15-18°. За пределами этих значений начинается боковое скольжение шин, и сила реакции перестает возрастать и даже уменьшается: при скольжении коэффициент трения шины снижается.

Значение предельного угла увода зависит от конструкции карта, распределения массы карта на колеса, коэффициента трения шины, а также от ширины шины, вида протектора и давления воздуха в шине.

Значение max можно, хоть и в небольших пределах, регу­лировать путем подбора соответствующих шин. Применяемые все еще в Польше для картов сельскохозяйственные шины из-за их профиля, небольшой ширины и материала протектора позво­ляют получать большой угол увода. Угол увода можно умень­шить, установив эти шины на расширенные диски колес. Наибольшее сцепление с дорогой, но небольшой угол увода мож­но получить, применяя специальные широкие шины.

Явление увода карта предшествует боковому заносу. Совре­менные картинговые шины, жесткие, с очень низким протекто­ром, допускают незначительный увод карта, поэтому потеря сцепления (скольжение) начинается неожиданно, без предшествующих ей в обычных условиях симптомов. Езда на таких шинах требует от гонщика большого опыта и умения чувство­вать поведение карта на поворотах.

Влияние вида шин на то, как карт «держится» на поворотах, можно наблюдать на любых гонках. Если у нас нет комплекта четырех хороших шин для карта, то шины, дающие наибольший критический угол увода, установим на передние колеса, благо­даря этому боковой занос у них начнется позже, чем у задних. Это облегчит управление картом на скоростных поворотах.