Настройки шасси

Решил тут накропать статейку. Если понравится, отписывайтесь, может эта статья превратится в серию статей.

Картинг полон мифов и легенд. Одним из таких мифов является миф о том, что в картинге все совсем не так как в нормальном (большом) автоспорте. Мой личный опыт мне говорит об обратном. Все то же самое. Только надо знать некоторые особенности. И мне кажется я нашел то, что вы не найдете ни в одной книжке о картинге. И даже зарубежная литература и учебники по настройкам шасси об этом не говорят. То ли потому что инженеры, которые реально знают почему так, не пишут книг, то ли потому что сами не знают. Это миф про заднюю ось.

Любому гоночному инженеру известны простые правила – хочешь увеличить зацеп на какой-нибудь оси, делай её мягче. Но в картинге все наоборот – чем задняя мягче ось, тем меньше на ней становится зацепа. На плохой зацеп ставят жесткую ось, длинные ступицы, зажимают третий подшипник. На большой же зацеп наоборот ось ставят помягче, устанавливают короткие ступицы, распускают третий подшипник. В чем же причина? Попробую теоретически объяснить почему в картинге работает казалось бы прямо противоположный подход к настройке задней оси, чем в «больших» гонках. Я могу, конечно, ошибаться, но на моей практике, когда я провел серию экспериментов и тестов и начал применять это знание в настройках шасси, оно работало как точные швейцарские часы и ни разу меня не подвело.

Начнем с развенчания мифа. Говорят, что более жесткая задняя ось лучше «прижимает» колесо к дороге, поэтому зацеп становится больше. Весь прикол заключается в том, что ось ничего не может «прижимать» по определению. С точки зрения законов физики прижимает машину к дороге не жесткость оси, а сила тяжести, а она от жесткости оси не меняется. Поэтому такое объяснение этого феномена меня совершенно не устроило, и я продолжил поиски.

Поскольку человечество за всю историю своего существования изобрело только два способа познания этого мира – анализ и синтез, начал я с анализа. То есть с поиска первопричин, которые объединяясь в цепочку могут вывести на понимание того, как все моменты складываются воедино. И начало это в теории шины.

Развал колес. Любой опытный гоночный инженер знает, что развал очень важный момент в настройках гоночного автомобиля. Небольшой отрицательный развал колес добавляет силы сцепления шин с дорогой. Когда автомобиль проезжает поворот, он испытывает «боковые» нагрузки, которые приводят к «крену» автомобиля и изменению развала на внешнем «дозагруженном» колесе. И если при крене автомобиля развал на внешнем колесе уходит в положительный, происходит резкая потеря силы сцепления. Поэтому частенько в «статике» развал делают значительно больше, чем небольшой, дабы в момент максимального «крена» шасси в повороте, он не уходил в положительный. Но большой развал уменьшает пятно контакта, поэтому после увеличения отрицательного развала больше определенного угла сила сцепления в повороте начинает падать, увеличивается износ внутренней кромки шины. Ну а сила сцепления шин с дорогой на торможении начинает страдать уже с самого начала увеличения угла развала и при большом угле развала нормально тормозить уже не получается совершенно, так же как и разгоняться. В таких условиях, если машина едет в пределе «боковой» силы, при любом приложении продольной нагрузки на шины, они не выдерживают и срываются. Так вот, нам нужен оптимальный угол развала, который в повороте, учитывая крен автомобиля, будет позволять использовать максимальную площадь пятна контакта, при этом сохраняя небольшой отрицательный развал колес.

В «большом» автоспорте делая ось мягче (ставя более мягкие пружины, или устанавливая более мягкий стабилизатор), мы увеличиваем «механический» зацеп шин с дорогой. При этом правда увеличиваются крены. Для компенсации кренов увеличивают развал и ищут баланс этих двух составляющих.

И совершенно то же самое в картинге. За одним только но – в картинге на задней оси невозможно отрегулировать развал. Делая ось мягче, ты одновременно увеличиваешь её прогиб и автоматом увеличиваешь развал задних колес. На маленьком зацепе силы сцепления шин с дорогой не достаточно, чтобы создать достаточный крен шасси и выровнять пятно контакта, чтобы оно работало всей плоскостью. Поэтому более жесткая ось в первую очередь приводит к увеличению зацепа по составляющей «развал» и уменьшению по составляющей «мягкость/жесткость». Но на ровных трассах развал важнее, чем жесткость. На большом же зацепе крены становятся достаточно большими и доходят до того, что развал на внешнем заднем колесе может уходить в сторону положительного, что сразу приводит к резкому уменьшению силы сцепления, а пилот чувствует как машина начинает задней осью прыгать по дороге и ломать ему ребра.

А вот на кочковатых трассах большее значение может играть уже не развал задних колес, а жесткость задней оси. То есть «механический зацеп» начинает играть большую роль, чем площадь пятна контакта. Как пример – гонка в Магнитогорске в 2012 году. Пилот класса KZ-2 Белозеров Сергей, ехал на самой мягкой оси, которая только была в линейке CRG. На этих кочках он загнул их 7 штук, но для своих конкурентов был просто не досягаем, когда они разобрались с двигателем.

Так что же делать, чтобы увеличить силу сцепления? Если трасса ровная, то развал имеет большее значение, поэтому более жесткая ось будет давать больший зацеп. До момента, пока держак не вырастет до таких значений, что станут слишком большие крены и машина не начнет прыгать. Как только машина начала прыгать, надо либо понижать центр тяжести (опускать раму, сиденье и т.д.), либо ставить мягче ось. А вот на кочковатой трассе уже не все так однозначно. Надо пробовать. В любом случае команда «практиков» у которой есть возможность экспериментировать, всегда обыграет команду теоретиков, у которых почти нет тестов. Это автоспорт и таковы его правила.

Удачи на гоночных трассах. Если есть что ответить или возразить, буду очень рад и признателен.