Конструкция и функционирование шасси
Сцепление шасси автомобиля с поверхностью дорожного полотна зависит от множества параметров, и если их воздействие по отдельности достаточно хорошо изучено, то их совместное функционирование оказывается довольно сложным. Даже наиболее опытные конструкторы при оптимизации сил сцепления с поверхностью дорожного покрытия у новых типов шасси вынуждены идти методом проб и ошибок.
Проблема усложняется тем, что, в зависимости от характера покрытия дорожного полотна и стиля вождения пилота, требуется шасси, приспособленное для входа в вираж или для выхода из него, то есть такое, которое способно и проскальзывать и демонстрировать хорошее сцепление с поверхностью дорожного полотна.
Таким образом, параметры задаются исходя из накопленного опыта и путем компромиссного решения. Теперь рассмотрим более детально различные параметры, которые определяют силу сцепления шасси карта с поверхностью дорожного полотна.
База
Базой называется расстояние между осью передних и задних колес автомобиля. У всех типов шасси гоночных картов это расстояние практически одинаковое и составляет примерно 960-1030мм.
Рис. 1
Передний мост
Передняя колея. Передняя колея это расстояние между двумя передними колесами. У большинства типов шасси величину передней колеи можно регулировать посредством регулировочных прокладок, установленных на оси колеса с внутренней или внешней стороны. Встречается система регулирования ширины передней колеи при помощи скользящей ступицы, фиксируемой при помощи зажима. Ширина передней колеи существенно влияет на сцепление шасси с поверхностью дорожного полотна.
Схема рулевого управления. Авторство схемы Акермана или схемы Жантона, приписывается, как и многие другие изобретения, двум изобретателям. Когда машина движется по круговой траектории, передние колеса должны поворачиваться под разными углами, так, чтобы оси всех четырех колес пересекались в одной точке, центре виража. На приводимом ниже чертеже демонстрируется принцип данной схемы. Для того, чтобы избежать поперечного проскальзывания и потерь на трение, внешнее колесо во время виража должно сделать большее количество оборотов, чем внутренние.
Если не учитывать данного аспекта, последует проскальзывание переднего мост, поскольку два передних колеса более не будут направлены по одной траектории.
Рис. 2 Рис. 3
Рис. 4
Если все шарниры рулевого управления в горизонтальном плане образуют прямоугольник, то какой-либо дифференциальный эффект отсутствует, колеса поворачиваются под одинаковым углом, а если образуют трапецию, то дифференциальный эффект будет иметь место.
Кроме того, можно добиться дифференциального эффекта путем использования сошки рулевого управления с двумя точками крепления шарниров рулевых тяг.
Рис. 5
Колонка рулевого управления с простой сошкой.
Рис. 6
Колонка рулевого управления с двумя шарнирами на рулевой сошки.
На современных шасси устанавливают как рулевые колонки с сошкой с одной точкой крепления шарниров рулевых тяг, так и рулевые колонки с сошкой с двумя точками крепления шарниров рулевых тяг.
Рис 7.
Комбинированная сошка, позволяющая монтировать шарниры рулевых тяг как на одной, так и на двух точках.
Рис 8.
Редкий тип рулевого привода : зубчатая рейка.
Развал колес определяется углом между плоскостью вращения колеса и вертикалью, при взгляде на шасси спереди. Отрицательный развал колес позволяет снизить проскальзывание переднего моста при прохождении поворота. Регулировка развала колес весьма существенна в дождливую погоду, когда особенно важно поведение переднего моста на вираже.
Рис. 9
Углом продольного наклона шкворня называется угол наклона рулевой цапфы в продольной плоскости и вертикалью, он позволяет создать продольное смещение между точкой опоры шины на поверхности дороги и продолжением оси рулевой цапфы. Чем больше это продольное смещение, тем стабильнее управление автомобилем. Продольное смещение необходимо, поскольку оно придает большую устойчивость движению автомобиля, в противном случае автомобиль на большой скорости не будет держаться на прямой линии. В то же время продольное смещение не должно быть слишком большим, так как в этом случае усилие необходимое для по-ворота рулевого колеса заметно возрастает. Обычно угол продольного наклона составляет около 15 градусов. Этот угол несколько меньше у жестких типов шасси, и наоборот, несколько больше у шасси мягкого типа. Увеличение угла продольного наклона шкворня делает шасси более управляемым в начале виража.
Рис. 10
Поперечный наклон оси рулевой цапфы совместно с изменением угла продольного наклона шкворня и поперечного смещения определяет деформацию скручивания рамы на вираже. Эта деформация совершенно необходима для того, чтобы компенсировать отсутствие дифференциации задних колес при прохождении поворота.
Рис. 11
Поперечное смещение это расстояние между центром контактного пятна колеса и точкой пересечения оси цапфы и дорожного покрытия. Этот параметр влияет на
наклон рамы шасси на вираже. Чем больше поперечное смещение, тем больше машина противостоит изменению направления движения, и наоборот. На современных машинах это расстояние всегда делают весьма значительным. Для расширения передней колеи и увеличение поперечного смещения надо переставить прокладки на оси переднего колеса
Высота переднего моста. У большинства моделей шасси предусмотрена возможность регулировать высоту переднего моста с помощью прокладок, устанавливаемых над или под цапфой. Увеличение высоты переднего моста улучшает сцепление передних колес с дорожным покрытием, а также стабилизирует направление движения автомобиля, но требуется более сильное воздействие на руль.
