16.05.2015 14:31
Толкнуть тягу или натянуть толкатель?
Итак, передняя подвеска состоит из следующих элементов:
Поперечные рычаги, соединяющие корпус болида и колеса. Их четыре штуки – два сверху и два снизу. Служат для того, чтобы подавить продольный крен шасси при разгонах и торможениях и поддерживать оптимальное пятно контакта шины с поверхностью трека(на схеме – синим цветом).
Толкающие или тянущие штанги (3) (красные на схемах) – те самые элементы, которые и определяют название подвески (по способу взаимодействия с рокером). Наряду с самой шиной отвечают за подавление поперечных кренов в поворотах.
Рокеры или по-русски коромысла (5) – рычаги, соединяющие штангу и передающие линейное движение от штанги к штоку амортизатора(6) через торсион.
Ну, и наконец, амортизаторы, которые собственно, определяют величину дорожного просвета.


Разумеется, подвеска этим не заканчивается. Там есть и стабилизаторы поперечной устойчивости на тех же самых рокерах, и поворотная схема со своими рычагами, но они нас мало интересуют, так как никакого влияния на причесывание потоков воздуха не оказывают (в разных схемах).
Ах да, у «Мерседеса», «Лотуса» и «Форс-Индии» была еще инновационная система межосевой устойчивости типа FRIC, но это отдельная песня. И никто кроме них, вроде бы, не захотел вступить в этот новомодный «хор», чтобы не гадать, отчего машина не едет, как нужно. А так, все просто – виноват двигатель и никаких досадных размышлений (например позвони в «Рено» и обматери там всех).
Дальше начинаются тонкости. Располагая поперечные рычаги с небольшим углом, чтобы угол кастора (угол между вертикалью и проекцией оси поворота колеса на продольную плоскость автомобиля) был отрицательным, можно добиться, чтобы машина была более стабильна на торможениях. Но удар по подвеске при начале атаки поребрика или кочки однозначно слегка толкает болид назад. То есть, имея лучшую управляемость, мы слегка теряем скорость. Почему-то наибольший угол(судя по фотографиям), имеет передняя подвеска «Феррари». То есть, болид потенциально хорошо тормозит, неплохо вписывается в повороты, но в условиях городских трасс или просто на неровном асфальте максимальная скорость должна быть немного ниже, чем это возможно. Кстати, к итальянцам и так много вопросов, и мы их также разберем позднее.
Многим непросто понять, где подвеска на тягах, а где на толкателях. Для начала стоит осознать, что подвеска на тягах «нормально-разгружена», а на толкателях – «нормально-нагружена». Это действительно так и, чтобы определиться, достаточно глянуть на схемы: если автомобиль неподвижен, то штоки амортизаторов «тяговой» схемы выдвигаются, а значит, сжимающее усилие отсутствует. Для толкателя все строго наоборот – амортизаторы в состоянии покоя загружены. Но! Болиды обычно видны в собранном состоянии, а значит, этого знания недостаточно. В принципе, есть и иные способы для запоминания, но проще остановиться на том, что если одинокая штанга торчит из болида сверху и уходит вниз к колесу – то значит имеет место быть толкателям, а если ничего сверху на корпусе нет, то это тяги.
Толкатели позволяют создать под кокпитом большое «окно» для потоков воздуха и лучше «причесывают» возмущенный воздух, следующий от переднего антикрыла
Если же говорить об особенностях обоих схем, то в классическом исполнении толкатели позволяют создать под кокпитом большое «окно» для потоков воздуха и лучше «причесывают» возмущенный воздух, следующий от переднего антикрыла. Тяги заметно снижают центр тяжести (тяжелые элементы внутри корпуса расположены ниже), но управлять потоками в горизонтальном направлении между колесом и кокпитом довольно тяжело, так как все элементы подвески между ними отнюдь не горизонтальны земле.
Но это в классическом исполнении. На практике же выходит, что можно сделать плавный изгиб от кончика носа до головы пилота и с использованием подвески с толкателями. И успешно управлять потоками воздуха штангами тяги.
Ко всему прочему, поперечный верхний рычаг у пулл несет бОльшую нагрузку, что требует повышения его веса в точке крепления и нивелирует центр тяжести. И огромный плюс толкателей в том, что его геометрия сжатия позволяет естественным образом препятствовать крену, что разрешает использовать более мягкие настройки передней подвески. У пулла влияние крена нет и надо ужесточать подеску, что снижает сцепление.
В общем у пулл слишком много минусов, отчасти еще и поэтому Масса и Алонсо в Австралии 2012 вылетли так часто на обочину, мучаясь с жестким передом, а в 2014 мучались Кими и тот же Ал.
"Будучи обычно дорогой общего пользования, трасса Альберт парк( о 2012) весьма неровная, а одна из особенностей подвески Pull-rod - она не очень хороша на неровностях. Чтобы минимизировать тенденцию резкого смещения шины в сторону при наезде на неровности трассы под нагрузкой в повороте, нужно выставить отрицательный развал на колесе (верхняя часть колеса завалена внутрь), в результате этого при ходе сжатия колесо восстанавливает вертикальное положение. Это компенсирует чувствительность геометрии Pull-rod к неровностям, но порождает другую проблему - неустойчивость на торможении, потому что при движении по прямой у шины уменьшается пятно контакта с трассой (шина стоит немного «на ребре»).
Если болиду недостает прижимной силы на низкой скорости, то весьма вероятно, что в попытке её увеличить в медленных поворотах были выбраны настройки, которые делали поведение болида нервным и неточным при торможении - отсюда и упомянутые инциденты."
В принципе, после изменения регламента с 2014, всем было бы здорово всем перейти как раз на тяги, так как плавный изгиб носового обтекателя и кокпита достигался бы легче, но, имея в техническом регламенте также новый двигатель V6 с кучей новомодных «заморочек», мало кто захотел рисковать – большинство участников просто адаптировало правило «низкого» носа к тому, что мы привыкли видеть в чемпионатах до 2014.
Исключение составил разве что «Макларен», который здорово намучился в эпоху новых разработок "Послельюисовой" эпохи, от чудо-тяг коллектив решил вернуться к использованию более привычных толкающих рычагов, благо положительный опыт постройки чрезвычайного низкого шасси с этой схемой имеется с 2012-го. Кстати, благодаря одному перебежчику из Уокинга, некоему Падди Лоу, который сейчас трудоустроен в «Мерседесе», аналогичные решения появились и на «серебряных стрелах». Но там все настолько здорово сделано от кончика носа до самой кормы, как будто предыдущие семь лет проектированием техники занимались дворники, а многочисленные гиганты мысли разрабатывали машину именно для 2014 и последующих годов.
Если вкратце по связке «нос – передняя подвеска», то большинство команд – читай ограниченных в ресурсах – решили минимизировать аэродинамические потери. Изменению подверглись лишь точки крепления нижнего поперечного рычага из-за общего снижения высоты передней части с 625 до 525 мм.
Неплохое видео по данной теме есть тут, правда оно на итальянском и от 2009. Но тем не менее, оч наглядно.