Как проверить развесовку авто

Что такое развесовка автомобиля по осям, как делают развесовку поршней и шатунов

Не все знают, насколько сильно на поведение автомобиля на дороге влияет его развесовка. Между тем, в случае неправильного распределения веса по осям машина в какой-то момент может стать неуправляемой, что приведет к аварии.

Сродни «стандарту» 90-60-90 довольно широко распространено мнение, что в идеале вес автомобиля должен распределяться поровну между передней и задней осью. Однако на деле это соотношение недостижимо, ведь достаточно положить мешок с картошкой в багажник или посадить пассажиров, и центр масс неминуемо сместится. Кроме того, даже у идеально уравновешенного авто масса во время движения будет перераспределяться, ведь топливо расходуется, а бак становится легче.

К тому же не совсем понятно, откуда взялся стандарт 50/50, если, например, заднеприводному автомобилю желательно как можно сильнее нагрузить заднюю ось, чтобы улучшить сцепление ведущих колес с дорогой. С переднеприводными машинами ситуация обратная. Единственная объективная причина, по которой масса по осям должна распределяться в равных пропорциях – равномерный износ шин.

Если ездить на машине с небольшой скоростью в нормальных дорожных условиях, развесовка 50/50 действительно оптимальна. Однако на практике мало кто берет пример с английских лордов, которые ездят очень медленно, чтобы каждый прохожий мог детально рассмотреть, насколько хорошо отполирован кузов и оценить стоимость самого автомобиля. Итак, какое же влияние оказывает распределение веса по осям на разные параметры машины?

Разгон

Всем известно, что для динамичного разгона у автомобиля должны быть максимально загружены ведущие колеса. В противном случае при большом передаваемом на них крутящем моменте они попросту сорвутся в пробуксовку, и потенциал двигателя не будет полностью реализован.

При трогании центр масс смещается назад, а передние колеса разгружаются, и чем короче база и выше центр масс, тем сильнее это проявляется. Особенно хорошо это заметно при начале движения в гору, у переднеприводных авто шанс стронуться с пробуксовкой намного выше. Поэтому при условии мощного двигателя заднеприводная машина всегда на старте опережает переднеприводную.

У полноприводных автомобилей данное явление оказывает не столь заметное влияние, однако и здесь есть свои нюансы. Виной тому особенности трансмиссии. Обычный дифференциал, если колеса испытывают разные нагрузки, передает всем колесам минимальный крутящий момент, соответствующий наименее загруженному колесу, и не может обеспечить быстрый разгон. Поэтому спортивные автомобили оснащаются дифференциалами повышенного трения, как и внедорожники, но последним такой дифференциал необходим для повышения проходимости.

Торможение

Во время торможения центр масс автомобиля смещается в сторону передней оси, нагружая передние колеса. Если шины спереди и сзади одинаковые, представляется целесообразным несколько разгрузить переднюю ось, поскольку у рядового авто торможение происходит намного интенсивнее, чем разгон.

Движение на высоких скоростях

Когда машина движется по трассе с большой скоростью, сильное влияние на ее поведение начинает оказывать аэродинамика. В зависимости от форм кузова встречный поток воздуха может оказывать на кузов как прижимающее, так и подъемное воздействие. Если в первом случае проблем не возникает, то во втором существенно ухудшается управление.

Типичный пример – ВАЗовская «классика», имеющая аэродинамику кирпича. Набегающий поток почти под прямым углом встречается с автомобилем, позади него создается зона разрежения, и передняя часть начинает приподниматься.

Решить проблему можно двумя способами:

В первом случае сильно пострадает динамика машины на низких скоростях – ведущие колеса будут пробуксовывать при любой попытке поддать газу. Предпочтительнее установить передний спойлер, чтобы нейтрализовать подъемную силу.

Устойчивость

Многие знакомы с таким понятием, как углы увода колес. Вкратце, угол бокового увода колеса – это угол, образующийся между направлением, в котором оно повернуто и действительным направлением движения. Правильный баланс углов позволяет добиться от автомобиля желаемой поворачиваемости (нейтральной, избыточной или недостаточной).

На устойчивость машины оказывает влияние множество факторов:

Не последнюю роль играет и развесовка автомобиля по осям.

Закономерность проста: чем сильнее нагружены передние колеса, тем выше устойчивость. Главное обеспечить баланс между устойчивостью и поворачиваемостью, поскольку излишне устойчивый автомобиль с большим трудом вписывается в повороты.

Справедливости ради следует заметить, что на устойчивость сильное влияние оказывает не только распределение веса, но и отношение колесной базы к ширине колеи. Типичный пример – трехдверная «Нива», которую на больших скоростях приходится постоянно «ловить» на дороге.

Проходимость

Развесовка оказывает сильное влияние на способность машины преодолевать труднопроходимые места. Однако каждому конкретному автомобилю в каждом конкретном случае требуется разное соотношение. Так, на машине с передним приводом для езды по рыхлому снегу нужно сильнее загрузить ведущие колеса, тогда как на рыхлом грунте ему же требуется разгрузить переднюю ось и загрузить заднюю.

Таким образом, каких-то общих рекомендаций по идеальной развесовке дать не представляется возможным. Машина должна обладать способностью изменять положение своего центра тяжести. Собственно говоря, работы над такими автомобилями велись, и создавались опытные экземпляры, у которых кузов мог двигаться относительно рамы в определенных пределах. Отказаться от их серийного производства пришлось по причине слишком высоких затрат.

Грузовые автомобили

Все вышесказанное справедливо и для этого вида транспортных средств. Однако в случае с грузовиками существенное значение имеет еще один фактор – максимальная нагрузка на ось. На разных участках дорог, а также мостах, она может быть ограничена дорожными знаками.

Масса грузовика распределяется таким образом, что основная ее часть приходится на задний мост (или мосты). Так, например, у трехосного грузового автомобиля КамАЗ-65111:

При этом основная масса пустой машины приходится на среднюю ось.

Довольно часто конструкторы поровну загружают все мосты грузовиков. Делается это как раз за тем, чтобы автомобиль проходил по требованиям к максимальной нагрузке на ось там, где этот параметр ограничен.

Согласно существующей классификации, дороги в России разделены на 5 категорий

Признаки разделения грузовых автомобилей на группы

По каким дорогам разрешено движение (+ разрешено, — запрещено)

Развесовка поршней и шатунов

Правильное распределение веса важно не только для всего автомобиля, но и для отдельных его узлов, в частности, шатунно-поршневой группы. Данное понятие подразумевает, что все детали должны иметь одинаковый или максимально близкий вес.

Правильная развесовка поршней и шатунов обеспечивает более ровную работу мотора и лучшую реакцию на нажатие педали газа. Следует заметить, что чем легче шатунно-поршневая группа, тем в более благоприятных условиях работает двигатель. Даже небольшое расхождение веса приводит к неравномерному износу деталей и неровной работе силового агрегата.

Внимание данному вопросу уделяется в двух случаях:

Если в первом случае зачастую удается обойтись лишь новыми поршневыми кольцами, то во втором фронт работ подразумевает замену поршней, пальцев, колец и шатунов. Новые детали нелишним будет взвесить электронными весами, чтобы выявить возможные расхождения в весе. При обнаружении такового следует его нейтрализовать.

Если поршни имеют разный вес, можно аккуратно сточить напильником металл с внутренней части более тяжелого поршня, ориентируясь по самому легкому из группы. Другой метод сделать вес поршней одинаковым требует специального оборудования и заключается в напылении металла. Тогда ориентиром выступает самая тяжелая деталь.

Выполняя развесовку шатунов, следует знать, что они не просто должны одинаково весить, но еще и иметь одинаковый центр масс. Если упустить этот момент из виду, двигатель будет не отбалансирован, что гарантированно укоротит ему жизнь. Развесовка шатунов выполняется путем напыления металла.
» alt=»»>

Источник

Значение развесовки для торможения

Силой торможения 1 g является скорость замедления, равная 9.8 м/с (1 м/с = 3.6 км/ч). Усредненный гражданский авто имеет потолок замедления от 0.6 до 0.8 g (от 5.88 до 7.84 м/с).

0.1 g = 9.8/10 = 0.98 м/с = 3.52 км/ч
0.2 g = 0.98*2 = 1.96 м/с = 7.04 км/ч
0.8 g = 0.98*8 = 7.84 м/с = 28.24 км/ч
и т.д.

Таким образом, при торможении с силой 0.8 g каждую секунду скорость падает на

28 км/ч. Следовательно, чтобы оттормозиться со 100 км/ч при силе торможения 0.8 g, понадобится примерно 3.5 секунды (100/3.6=27.7 | 27.7/7.84 (т.е. 0.8 g)=3.5 с). Аналогично, при замедлении 0.8 g с 60 км/ч понадобится чуть более 2 секунд (60/3.6=16.6 | 16.6/7.85=2.1). Так что не слушайте умников, утверждающих, что на крутых тормозах машина может остановиться с 60 км/ч за 1 секунду — для этого нужно замедление 1.7 g, а наши покрышки такое реализовать просто не способны. Разве что об столб.

А вот остановиться со 100 км/ч за 3.5 секунды это не только солидно, но и вполне жизненно.

Впрочем, в повседневе это не особо актуально, ибо по факту мы тормозим с силой 0.2 g (1.96 м/с или 7км/ч), а всё, что быстрее — дискомфорт: от летающих предметов до висения на ремнях.

Развесовка авто (соотношение веса перед/зад) сильно меняется в зависимости от того, какие действия мы совершаем: поворачиваем, разгоняемся или тормозим. В ходе торможения вес авто (сила, приложенная к опоре) смещается вперед, поэтому на передние тормоза приходится бо’льшая нагрузка, чем на задние. Инженеры учитывают этот момент при проектировании автомобиля, и на выходе получаем то, что видим каждый день — задние тормоза на всех авто намного слабее, чем передние.

Динамическая развесовка зависит от:
*симметричности статической развесовки (симметричнее — лучше);
*длины колесной базы автомобиля (длиннее — лучше);
*высоты центра тяжести (ниже — лучше);
*силы торможения (меньше — лучше).

Сопоставим два разных автомобиля: передне- и заднеприводный:
*переднеприводный с короткой базой и легким задом;
*заднеприводный с длинной базой и тяжелым задом.

Налицо, что у заднеприводного автомобиля благодаря более тяжелому заду (редуктор, мост, тормоза), более симметричной статической развесовке и более длинной колесной базе, динамическая развесовка намного лучше, чем у переднеприводного автомобиля с несимметричной развесовкой, пустой задницей и короткой базой.

Изначально заднеприводная конструкция или опциональное утяжеление задницы за счет полного привода, при грамотном подходе, сказывается на подборе тормозной системы конструкторами. Рассмотрим несколько заводских примеров.

Toyota Camry 2006 (передний привод)
перед 296х28
зад 288х10

BMW 5er E39 528i (задний привод)
перед 296×22
зад 298х20

Peugeot 407 (передний привод)
перед 330х30
зад 290х12

Nissan 300zx (задний привод)
перед 280×30
зад 296х18

Skoda Octavia RS 2013 (передний привод)
перед 340х30
зад 272х10

Toyota Alphrad 2006 (передний привод)
перед 296×28
зад 291х12

Lexus LS430 (задний привод)
перед 315х30
зад 316х16

Skoda Yeti 2013 (передний привод)
перед 280х22
зад 253×10

Skoda Yeti 2013 (полный привод)
перед 312х25
зад 272х10

Большая/маленькая… быстрая/медленная… тяжелая/легкая… спортивная/старпёрская… Не имеет значения. Тормозные диски в ходе торможения берут на себя нагрев, а значит являются критерием значимости (степени задействования) той или иной оси. На переднеприводных машинах зад ничего не весит, поэтому он в меньшей степени принимает участие в ходе торможения, и поэтому даже на спортивных версиях зад зачастую даже не вентилируемый.

Какой бы ни была компоновка авто, в ходе торможения центр тяжести смещается только вперед, и передняя ось всегда будет тяжелее, а значит в большей степени термально нагружена. Поэтому даже на заднеприводных авто задние тормоза слабее передних (меньше/тоньше диски, меньше размер/количество поршней суппортов), но намного лучше, чем у сопоставимых по весу переднеприводных.

Я уже разбирал, что мы тормозим покрышками. Это значит, что максимальное замедление происходит на грани блокировки колеса, а заблокировать колесо даже на стоковых тормозах не сложно, — действительно сократить тормозной путь способны только покрышки. Для преодоления ускорения замедления 0.8 g нам не хватает именно цепкости покрышек, а не мощности тормозных систем. А цепкость покрышек — это коэффициент трения пары покрышка/покрытие. Зимой на одних и тех же тормозах у нас тормозной путь намного длиннее — потому что другой коэффициент трения покрышка/покрытие; если бы зимняя резина позволяла тормозить как летом на летней, то жизнь была бы шоколаднее. Надеюсь, этот пример устранит сомнения в первичности покрышек над тормозами.

На основе бесчисленного множества примеров все мы прекрасно знаем, что чем больше вес, тем лучше зацеп. То есть, чем тяжелее ось, тем лучше на ней зацеп резины, тем сложнее заблокировать колесо, тем больше термально нагружены тормоза, т.е. возрастает потребность в увеличении их мощности и теплоемкости.

Рассмотрим BMW E39 528i 2000 года

*масса: 1440 кг
*колесная база: 2.83 м
*высота центра тяжести: 0.53 м (условно, достоверно не знаю);
*тормозная сила: 0.8 g

(8*144*0.53)/2.83=215 кг (смещение веса вперед)

BMW славятся симметричностью развесовки. Поэтому 1440/2= 720 кг (вес передней/задней оси).
В ходе торможения с силой 0.8 g перед утяжелится, а зад облегчится на 215 кг.

Статическая развесовка: 720/720 кг, 50/50% (перед/зад);
Экстренное торможение: 935/505 кг, 65/35% (перед/зад).

Такова заднеприводная, низкая, длиннобазная, с симметричной развесовкой — то есть идеальная — машина при экстренном торможении. Рассмотрим распределение тормозных усилий на этом красавце по моей старой методике.

Перед:
1pot скоба, поршень 60 мм
Тормозные диски: 7.4 кг (1 переднее колесо)
Тормозной момент: 2986 Нм (1 переднее колесо)

Зад:
1pot скоба, поршень 40 мм
Тормозные диски: 5.7 кг (1 заднее колесо)
Тормозной момент: 1440 Нм (1 заднее колесо)

Итого машину останавливают (2986*2)+(1440*2)=8852 Нм
Соотношение тормозных усилий: 5792/2880 Нм, 66/33% (перед/зад).
Вес тормозных дисков: 14.8+11.4=26.2 кг, 57/43% (перед/зад).

В плане теплоемкости: слишком жирные тормоза в стоке никто не ставит, поэтому несоответствие запаса теплоемкости динамической развесовке следует трактовать как недостаток запаса по нагреву на какой-либо из осей, а отнюдь не избыток.

Таким образом, на BMW E39 528i с завода достигнуто идеальное соотношение тормозных усилий, полностью соответствующее динамической развесовке при экстренном торможении. Понятно, что её тормоза можно и нужно затюнить, но с точки зрения равномерности баланс идеален. Не знаю, как по факту с учетом BMW’шной электрики и гидравлики, но чисто механически всё работало бы именно так.

Рассмотрим Subaru Forester SH 2.0 атмо автомат
Я загонял свою машину на стенд MAHA, поэтому мне достоверно известно распределение веса.
Сведениями о высоте центра тяжести я не располагаю, но предположим, что клиренс выше, а оппозитный двигатель уравнивает, поэтому ВЦТ возьмем те же 0.53 м;
Длина колесной базы у меня 2.61 м;
Общий вес моего авто 1580 кг.

Статическая развесовка: 837/743 кг, 53/47% (перед/зад);
Смещение веса при торможении 0.8 g: (8*158*0.53)/2.61=256 кг;
Динамическая развесовка при торможении 0.8 g: 1094/486 кг, 69/31% (перед/зад).

Штатные тормоза: (2911*2)+(1264*2)=8350 Нм;
Распределение тормозных усилий при торможении 0.8 g: 5822/2528 Нм, 70/30% (перед/зад).

Динамическая развесовка: 69/31% (перед/зад);
Соотношение тормозных усилий: 70/30% (перед/зад);
Вес тормозных дисков: 12.3+10=22.3 кг, 55/45% (перед/зад).

Получается, что в моем случае достигнут идеальный баланс тормозных усилий, однако задние тормоза с избытком теплоемкости, а передние — с недостатком. Впрочем, учитывая массу авто и стиль езды, вторую половину предложения можно опустить. А так, избыточное усилие сзади и недостаточное спереди означает, что передние покрышки используются не по максимуму, а заднее колесо слишком легко блокируется. Разумеется, всё относительно.

Сравним Forester с его конкурентом — VW Tiguan
Высота центра тяжести: 0.60 (условно, сделал выше, чем у Subaru, т.к. не оппозит)
Длина колесной базы: 2.67 м;
Общий вес авто: 1645 кг.

Статическая развесовка: 924/721 кг, 56/44% (перед/зад);
Смещение веса при торможении 0.8 g: (8*165*0.6)/2.67=296 кг;
Динамическая развесовка при торможении 0.8 g: 1220/495 кг, 74/26% (перед/зад).

Штатные тормоза: (2841*2)+(1381*2)=8444 Нм;
Распределение тормозных усилий торможении 0.8 g: 5682/2762 Нм, 68/32% (перед/зад).

Динамическая развесовка: 74/26% (перед/зад);
Соотношение тормозных усилий: 68/32% (перед/зад);
Вес тормозных дисков: 17.2+10=27.2 кг, 62/38% (перед/зад).

Итого:
(статическая развесовка, динамическая развесовка, тормозные усилия, вес дисков [перед/зад])
50/50%, 65/35%, 66/34%, 57/43% (BMW E39 528i)
53/47%, 69/31%, 70/30%, 55/45% (Forester SH 2.0 атмо AT)
56/44%, 74/26%, 68/32%, 62/38% (VW Tiguan 2.0 TSI)

Жирным я выделил то, что считаю самым главным в рассматриваемом вопросе: соответствие тормозного усилия динамической развесовке. Обращу внимание, что вопрос эффективности и стойкости к перегреву вне фокуса данной статьи, здесь речь идет именно о подборе тормозов по весу для максимально грамотной реализации возможностей покрышек.

К слову о центре тяжести: если бы в моей машине был обычный двигатель и высота центра тяжести сместилась бы с 0.53 до 0.6, то динамическая развесовка изменилась бы с 69/31 к 71/29%. То есть разница есть, а вот значительная она или нет — решайте для себя сами. Но то, что низкий центр тяжести помогает лучше рулиться и тормозить — факт.

Кстати о тюнинге… Если взять мой конфиг тормозов: LS430 с 326 диском перед + Brembo Black STi зад, то получается следующая картина:

Общий тормозной момент: (3419*2)+(1503*2)=9844 Нм;
Соотношение тормозных усилий: 6838/3006 Нм, 70/30% (перед/зад);
Динамическая развесовка при 0.8 g: 69/31% (перед/зад);
Соотношение веса дисков: 20.4+15.6=36 кг, 57/43% (перед/зад).

(статическая развесовка, динамическая развесовка, тормозные усилия, вес дисков [перед/зад])
53/47%, 69/31%, 70/30%, 55/45% (Forester SH 2.0 атмо AT, сток тормоза)
53/47%, 69/31%, 70/30%, 57/43% (Forester SH 2.0 атмо AT, мои тормоза)

Если я не прогадал с центром тяжести, то, сам того не ведая, тюнингом сохранил идеальный баланс распределения тормозных усилий согласно динамической развесовке. Фетиш спасет мир.

1. Чем стабильнее развесовка — тем больше потребность в задних тормозах. Покрышки имеют зацеп не только благодаря фрикционным свойствам, но и весу. Чем сильнее покрышка давит на поверхность, тем лучше зацеп. Чем лучше зацеп резины, тем лучше она может остановить авто, а равно — сложнее заблокировать колесо. Чем сложнее заблокировать колесо, тем более мощные и теплоемкие нужны тормоза. Учитывая, что первичным для торможения являются покрышки, — на авто с максимально стабильной развесовкой (длинные, низкие, с максимально симметричной развесовкой) тормозной путь короче, поскольку в большей степени задействуются (сложнее блокируются) задние колёса.

2. Тормоза нужно тюнинговать в комплексе. В рамках рассматриваемого вопроса речь идет о максимально эффективном задействовании резины через соответствие тормозного момента динамической развесовке. Любой перебор на одной оси — это недобор на другой. Ось с недостаточно мощными тормозами сильнее греется, хуже блокируется, а с избыточно мощными — не раскрывает своего потенциала, поскольку колесо слишком легко блокируется, причем не одновременно с противоположной осью. На практике дисбаланс переда/зада выливается в неадекватную работу ABS, что гарантированно ведет к аварийности. Причем перетормаживать может как перед, так и зад. Приведу два примера конфигов, ведущих к неадекватной работе ABS: а) 316мм скобы перед + сток зад (перетормаживает перед), б) 4pot WRX перед + 316 скобы зад (перетормаживает зад). Короче, подбирать тормоза надо так, чтобы при максимальном замедлении тормоза блокировались одновременно — для этого соотношение мощности тормозов перед/зад должно соответствовать смещению развесовки перед/зад при экстренном (самый критичный режим) торможении.

3. Еще один способ стабилизировать динамическую развесовку — обзавестись более жесткой подвеской. К сожалению, формула не учитывает свойства подвески: чем она жестче, тем меньше автомобиль клюет носом в ходе торможения, а значит меньше смещается центр тяжести. Такой же прием, только в обратном направлении, используется на подготовленных мускулкарах: там задняя подвеска делается мягкой, чтобы мощная заднеприводная машина при старте с места легко садилась на зад и лучше зацеплялась ведущими колесами за дорожное покрытие (вплоть до отрыва передних колес от земли). Задняя ось при торможении всегда будет легче передней, поэтому, с точки зрения раскрытия потенциала покрышек (сокращения тормозного пути), лучше обзавестись жесткой подвеской, чтобы в ходе торможения сзади оставалось больше веса и имел смысл ставить более мощные тормоза.

4. Пассажиры и грузы — зло. Чем больше вы загружаете машину, тем выше становится центр тяжести. Смещение центра тяжести вверх всегда ведет к перегрузке переда и разгрузке зада. Спереди тормоза перегреваются, покрышки на пределе, а сзади тормоза халтурят, блокируются и не раскрывают потенциал покрышек. Спереди и сзади у нас стоят одинаковые покрышки, передние тормозят при весе 1 тонна, а зад 500кг. Значит, задние могли бы тоже тормозить эффективно при весе в тонну, во всяком случае — тормозили бы лучше, чем под весом 500 кг — была бы возможность так нагрузить зад в ходе торможения… Но в таком случае и задние тормоза нужны были бы повышенной мощности (соответственно возрастанию доли веса задницы от общего веса). Короче, на заводе всё подсчитано, — просто тюнингуйте тормоза в комплексе для поддержания баланса перед/зад.

Возможно, вы возразите, что если загрузить только заднюю часть авто, то развесовка в ходе торможения улучшится и задние тормоза начнут действовать эффективнее — опять-таки, формулы не учитывают свойств подвески: однажды я нагрузил багажник 264 кг кафеля, зад просел, а перед был сильно задран. На выходе получалось, что передним колесам сильно не хватало зацепа, поэтому передние (самые мощные) тормоза оказались обессилены, а задние (самые слабые) наоборот — перегружены. И в ходе торможения кузов не мог клюнуть носом достаточно, чтобы дать нормальный зацеп передним колесам, поскольку задние амортизаторы были перегружены.

Поэтому если загружаете машину — загружайте равномерно. В таком случае динамическая развесовка лишь незначительно попортится от повышенного центра тяжести. Но загрузив, помните, что каждые 100 кг веса увеличивают термальную нагрузку на тормоза на 10%, а это очень много. Исключением из данного случая являются пикапы — они изначально рассчитаны на то, чтобы на постоянке ездить загруженными, и именно при таком условии они начинают лучше держать дорогу и тормозить.

Источник