Зима на пороге. Известно, что в это время года самые большие опасности, подстерегающие человека за рулем, связаны с резким уменьшением силы сцепления колес с дорогой, из-за чего автомобиль легко входит в занос, перестает слушаться руля. Вопросу о том, как же грамотно действовать в таких ситуациях, и посвящено наше очередное занятие на «автодроме». Чтобы действовать правильно, надо отчетливо представлять себе природу и характер тех сил, с которыми вы хотите совладать. Поэтому в качестве критической я предлагаю рассмотреть ситуацию, в которой водитель, вроде бы, все делал «по науке», а тем не менее потерпел поражение. Вот что с ним произошло. В один из зимних дней ехал он на своих «Жигулях» по подмосковному шоссе. Машина шла быстро, устойчиво и спокойно. Вдруг впереди на спуске заблестел под солнцем обледенелый участок дороги. Водитель, неопытным которого не назовешь, решил притормозить двигателем и сбросил «газ». Через секунду он почувствовал, что автомобиль начинает заносить. С четвертой передачи перешел на третью — никакого эффекта. Попытки «взять» управление не дали результата: «Жигули», развернувшись в обратную сторону, выехали на встречную полосу и столкнулись с другим автомобилем... Водитель недоумевал: «Я же не трогал тормоза! Почему меня развернуло? Что у нее (кивок в сторону машины) характер, что ли, скверный?» Оставим иронию и поговорим немного в самом деле о «характере» автомобиля, а применительно к нашей теме — о его поведении при достижении предела по сцеплению. Вот на нашем «автодроме» два автомобиля ВАЗ одной модели. Отправимся на трассу на первом из них, а в пути продолжим беседу. — Судя по всему, вы чувствуете себя в машине уверенно. Повороты мы проходим с довольно высокой скоростью, а автомобиль хорошо держит дорогу. На неровностях «броски» в стороны вы легко пресекаете небольшим поворотом руля. Так. А теперь вернемся к «старту» и пересядем во второй ВАЗ. Повторим маршрут... Теперь как? Автомобили внешне похожи, а ведут себя по-разному. И скорость у нас снизилась, и за рулем вы держитесь напряженно. — Верно. На первом яи думать забыл о том, что автомобиль имеет иногда неприятную тенденцию к заносу. При необходимости достаточно повернуть руль — и все в порядке. . Второй ВАЗ ведет себя совсем иначе. Все время ощущаешь, что заднюю ось немного водит влево-вправо. Появляется неуверенность, приходится непрерывно корректировать курс. — Что ж, в принципе вы разобрались в особенностях поведения автомобилей. Да, характеры у них разные. Тип первого определяют термином «недостаточная поворачиваемость», второго — «избыточная поворачиваемость». Чтобы лучше понять, что это такое, съедем на спе30циальную площадку. Здесь мы сможем, не рискуя безопасностью, доводить автомобили до предела сцепления. Видите размеченную на асфальте окружность? Ее радиус всего 50 метров. По ней и поедем. Сначала с небольшой скоростью — километров 10—15. А сейчас понемногу прибавляйте «газ». Еще. Что происходит? — Как будто с увеличением скорости угол поворота руля приходится уменьшать.., — Правильно. Попробуйте увеличить скорость до предела возможного. Видите, автомобиль все труднее удерживать на кривой, все время приходится бороться с его стремлением съехать к центру круга, поворачивать руль туда и обратно. Амплитуда этих корректирующих движений все больше и больше. Не пугайтесь: то, что наша езда по кругу закончилась заносом, вещь закономерная. У этого автомобиля избыточная поворачиваемость. Термин этот, как вы, вероятно, догадываетесь, означает, что чем выше скорость, тем меньший угол поворота руля необходим для движения по кривой. — Значит, при недостаточной поаорачиваемости все наоборот? — Конечно. Давайте пересядем снова в первую машину и проверим это утверждение. Поехали. Теперь как? — Чем выше скорость, тем больше надо поворачивать руль. — А как задняя ось? — Никакого заноса! Да и рулем практически не надо корректировать траекторию движения. — Прекрасно. Увеличивайте скорость до максимума. Видите, автомобиль начал двигаться по большему радиусу и уже не реагирует на дальнейший поворот руля. Почему? Потому что передние колеса достигли предела сцепления с дорогой. Они скользят. В таких ситуациях машина и перестает слушаться руля. Итак, повторим пройденное. У автомобиля с недостаточной поворачиваемостью при увеличении скорости или боковой силы чувствительность к «командам» руля уменьшается. В конце концов возникает скольжение передней оси, и реакция на дальнейшие повороты руля становится равной нулю. Автомобиль с избыточной поворачиваемостью, наоборот, проявляет повышенную чувствительность к рулю с ростом боковых сил или скорости. Предельный случай — бесконеч но большая чувствительность, достигаемая при критических значениях скорости или боковой силы. Автомобиль в этом режиме, как мы могли убедиться, стремится сойти на дугу все уменьшающегося радиуса, что и приводит рано или поздно к заносу. Ездить на автомобиле с недостаточной поворачиваемостью, конечно, легче, — Отчего же две одинаковые машины оказались такими непохожими по характеру? И нельзя ли избавиться от избыточной поворачиваемости, если такие автомобили хуже в управлении? — Ну, очень большая недостаточная поворачиваемость тоже нежелательна. Если водитель поворачивает руль, а машина продолжает двигаться прямо, ситуация не из приятных. Оптимальной является небольшая недостаточная поворачиваемость, но и ее величина очень сильно меняется и зависит от многих факторов, которые оказывают влияние на углы увода осей автомобиля. Что это такое — углы увода? Если к автомобилю, движущемуся с зафиксированным в одном положении рулевым колесом, приложить боковую силу, он начнет смещаться в поперечном направлении. Причина этого явления — в боковой эластичности шин. Название его — боковой увод, а суть в том, что, когда к колесу приложена боковая сила, оно на эластичных шинах не может не катиться под некоторым углом к плоскости своего вращения, так называемым углом увода (рис. 1). Если угол увода передней оси больше, чем задней, то автомобиль приобретает недостаточную поворачиваемость, если наоборот — избыточную.Рис. 1. Под действием боковой силы (Р ) между плоскостью вращения колеса и направлением его качения образуется так называемый угол увода. — Тогда почему у двух одинаковых автомобилей оказались разные углы увода? — Причин может быть много. В нашем эксперименте это было достигнуто снижением давления воздуха в шинах задней оси. Величина увода при постоянной боковой силе обратно пропорциональна давлению воздуха в шине. Уменьшив его в шинах задних колес и увеличив в передних, мы изменили поворачиваемость автомобиля с недостаточной на избыточную. — Стало быть, за давлением в шинах нужно следить не только за тем, чтобы уменьшить износ, но и для повышения безопасности движения? — Совершенно верно. Оптимальное давление в шинах, обеспечивающее не только их, как выражаются шинники, ходимость, но и хорошую управляемость автомобиля, определяют в ходе испытаний каждой новой модели. Наверное, вы теперь сможете сказать, почему на заднемоторных легковых автомобилях («Запорожец»), грузо - пассажирских (ВАЗ—2102, ГАЗ—-24-02 и др.) и грузовых давление в шинах задних колес, по инструкции, должно быть выше, чем в передних, а не одинаковое? — В этом перечне можно заметить, что более высокое давление в шинах задних колес у автомобилей с большей нагрузкой на заднюю ось. Поэтому напрашивается вывод, что величина увода возрастает и пропорционально нагрузке АВТОДРОМна колесо. Видимо, для компенсации и приходится увеличивать давление воздуха в шине. — Очень хорошо. Добавлю к этому, что с увеличением размера шины при постоянной нагрузке угол увода уменьшается, Потому-то на автомобилях грузо-пассажирских (типа «универсал») устанавливают шины большего размера, чем на базовых моделях. А на грузовых, у которых на заднюю ось приходится примерно 70% общего веса, с каждой стороны по две шины, Какой из сказанного надо сделать вывод? — Нельзя устанавливать не автомобиль шины меньшего, чем положено, размера. Если же это пришлось сделать, то необходимо уменьшить нагрузку на шины или увеличить давление воздуха в них. — Правильно. Если при перегрузке автомобиля подкачать шины задних колес на 0,4—0,8 кг/См*, то он будет менее склонен к заносу. Но не забывайте об осторожности, прислушивайтесь в пути к поведению автомобиля, чтобы не впасть в другую крайность — не снизить коэффициент сцепления из-за очень высокого давления воздуха в шине. Чтобы завершить разговор на эту тему, несколько слов о влиянии на углы увода конструкции шин с диагональным или радиальным расположением нитей корда. Последние (так называемый тип «Р») при равных размерах с «диагональными» обладают несколько меньшими углами увода. Поэтому, если в вашем распоряжении две шины типа «Р» и две с диагональным кордом, то, чтобы не ухудшить управляемость автомобиля, «радиальные» надо поставить на задние колеса. Да и повышать давление в шинах типа «Р» надо осторожнее: после оптимального для заданной нагрузки они еще резче, чем «диагональные», ухудшают свои сцепные свойства. Итак, углы увода, а следовательно, и поворачиваемость автомобиля в определенной степени зависят от размера и конструкции шин, давления воздуха в них и нагрузки на колеса. Учтите также, что эта нагрузка увеличивается при крене кузова на поворотах или неровностях дороги. И тем больше, чем выше центр тяжести автомобиля. Поэтому не удивляйтесь изменению поведения, скажем, грузовика при перевозке крупногабаритного груза или легкового автомобиля с полным багажником на крыше. И возрастает при этом не только опасность опрокидывания, но и изменение поворачиваемое™ автомобиля. Но, пожалуй, самым важным для уверенного управления автомобилем при достижении предела сцепления колес является понимание того, как влияет на поворачиваемость величина тяговой и тормозной сил. Оказывается, что с ростом их растет и угол увода. Вот почему прибавление «газа» на автомобиле с задними ведущими колесами увеличивает избыточную поворачиваемость. (Этот прием в ходу у спортсменов: прибавляя «газ», гонщик увеличивает угол увода задней оси и повышает чувствительность автомобиля к повороту руля, убавляя — снижает. То, что называют «силовым заносом» или «скольжением четырех колес», на самом деле является качением колес при больших углах увода. Правда, для этого необходим немалый запас мощности.) Если ведущими являются передние колеса, то прибавление тяги вызовет обратный эффект — усилится недостаточная поворачиваемость. Конечно, на сухом бетоне или асфальте эти изменения не очень заметны, но на заснеженной или обледенелой дороге вы вполне можете столкнуться с теми проблемами, которые приходится решать автогонщикам, хотя они имеют дело, разумеется, с совсем другими скоростями. — Мы все время говорили о качении колеса с уводом. Но при заносе колеса не катятся, а просто скользят. О каком же уводе может идти речь в этом случае? — Дело в том, что сначала угол увода растет пропорционально увеличению боковой силы. При этом, как показали исследования, увеличивается и проскальзывание шины в пятне контакта с дорогой, Когда боковая сила станет равной силе сцепления, наступает полное скольжение — угол увода уже не зависит от боковой силы и может возрастать бесконечно. При скольжении боком он будет равен 90°, а когда автомобиль развернется задом наперед, как это было в описанной выше аварии, — 180°. Таким образом, боковое скольжение есть неконтролируемое увеличение угла увода. Качение с уводом переходит в боко-или как действовать водителю вкритических ситуациях вое скольжение колеса, когда равнодействующая приложенных к нему сил превысит силу сцепления. Но это, так сказать, не вся наука. Посмотрите на рис. 2, иллюстрирующий сложение тяговой (тормозной) и боковой сил. Из него ясно видно, что, увеличивая тяговую или тормозную силу на колесе, мы неизбежно снижаем величину предельной боковой силы. Когда тяговое или тормозное усилие сравняется с силой сцепления, эта ось автомобиля может скользить вбок под действием даже самых незначительных сил. Вот теперь нам легче будет понять причины аварии, о которой шла речь в начале нашего занятия, и уяснить себе, как же надо было действовать водителю в создавшейся ситуации. Когда водитель на льду начал резко тормозить двигателем, тормозная сила оказалась больше силы сцепления задних колес с дорогой. Поэтому имевшаяся боковая сила, возникшая, скажем, изза того, что для стока воды дорожное полотно всегда выполняется с некоторым поперечным уклоном, вызвала занос задней оси. Чтобы выправить положение, поворота руля оказалось недостаточно. Включение же третьей передачи увеличило тормозную силу на задней оси и еще более ухудшило обстановку. Что тут надо было сделать? Вместе с поворотом руля для ликвидации заноса следовало устранить его причину, то есть уменьшить или совсем снять тормозной момент с задних колес. А этого можно было достичь либо увеличением «газа», либо выключением сцепления. Последнее проще и безопаснее, так как, прибавляя «газ» неумеючи, можно перейти от торможения к разгону, что тоже увеличит угол увода колеса и уменьшит предельное значение боковой силы. — Что же, рекомендации многих учебников и пособий—тормозить на скользкой дороге только двигателем и ни в коем случае не выключать сцепление — ошибочны? — Вовсе нет. Но они справедливы только до определенного момента. Какого? Пока торможение не привело к блокировке колес. Конечно, двигатель создает тормозную силу значительно меньшую, чем тормозные механизмы, да и изменяется она более плавно. Поэтому уменьшение «газа» без выключения сцепления снижает вероятность юза на скользкой дороге. Но если уж юз возник, то не имеет значения, чем вызвана тормозная сила. Суть в том, что она превысила силу сцепления, и потому торможение двигателем ли, тормозами ли должно быть немедленно прекращено. А слепое выполнение в общемто правильных рекомендаций без понимания причин изменения устойчивости автомобиля может привести к отрицательным результатам. Рассмотренная авария — тому пример, а такие происшествия, к сожалению, еще нередки. О. МАЙБОРОДА, заведующий лабораторией надежности управления автомобилем автополигона НАМИ 31[( (2J^Рг&N N. \Чь^М'^^r/fi"гP УмаксРис. 2. Так влияют тяговая или тормозная силы на величину предельной боковой силы. Сила тяги (Рт) или тормозная сила (Р то ., ) складываются с боковой силой (Р., ) по принципу параллелограмма. Результирующая сила (Pv ) не может превышать силы сцепления. Поэтому увеличение тяговой или тормозной сил приводит к уменьшению предельной боковой силы (Р ). с