Подготовка автомобиля для гонок

Как подготовить свой автомобиль к гонкам и соревнованиям?

Как известно, автомобильный спорт всегда был одним из самых дорогих удовольствий для его участников, пусть даже и на любительском уровне. Еще несколько лет назад на территории нашей Республики такие любительские соревнования проводились очень редко – одно или два мероприятия в год. Однако со временем, благодаря инициативе организаторов и финансовой поддержке спонсоров, автоспорт в Карелии стал завоевывать свою популярность, соревнования стали проводиться чаще, количество участников постоянно росло.

Неудивительно, что решившись попробовать себя в роли автогонщика, многие сталкиваются с такой проблемой, как выбор автомобиля для соревнований. Ведь не только от мастерства вождения пилота, но и от технических характеристик его автомобиля зависит успех в соревнованиях. Что уж тут говорить, машину к гонкам нужно основательно подготовить – вложить в нее свою душу, время и немалые деньги. Сегодня Автоклуб НФС вместе с некоторыми спортсменами — участниками «Автомногоборья» и «Грунтовочки» решили осветить ряд актуальных проблем, касающихся подготовки автомобиля к соревнованиям.

Вообще, как показывает практика, ехать по треку можно на любом авто – от старых Жигулей до седана представительского класса. Самое главное, чтобы машина была исправна и хорошо подготовлена. Не стоит забывать и про бережное отношение к своему болиду во время гонок – не срезать повороты, не «вколачивать» передачи, не «перекручивать» двигатель и т.п. Единичные ошибки пилота перенесет любой исправный автомобиль, однако, чтобы их было меньше или не было вовсе, стоит посетить школу водительского мастерства.

Согласно термину сайта http://www.drive2.ru/, автомобиль, подготовленый к специальным соревнованиям, чертой доработок которого стало глобальное облегчение, называется корчем. Знающие люди, наверняка, слышали этот термин. К примеру, пластиковые крылья, двери, капот, вырезанные бампера, выдранная обивка салона значительно облегчают автомобиль перед гонками. Кроме этого, бывалые гонщики советуют обязательно освобождать багажник от вещей и убирать оттуда запасное колесо, домкрат, сабвуфер, инструменты, а из салона — даже заднее кресло! Поверьте, на трассе автомобиль очень чувствует разницу в массе. В зависимости от технических характеристик машины и количества таких ненужных вещей можно облегчить его до 50 кг. При этом не забывайте про огнетушитель – большой и эффективный, он всегда должен быть в наличии и хорошо закреплен в автомобиле. Все мелкие и ненужные вещи из салона стоит также убрать, например, в бардачок, потому как при езде на большой скорости все предметы приобретают необычайную подвижность. При подготовке авто к соревнованиям также хорошо закрепите аккумулятор.

Конечно, одним из самых важных этапов подготовки автомобиля к соревнованиям является проверка двигателя. Ведь во время заездов он постоянно работает на высоких оборотах. Обязательно проверяйте уровень масла, также необходимо, чтобы масло всегда было «свежим».

Позаботьтесь о проверке тормозов. Необходимо, чтобы тормозные колодки имели хотя бы половину остатка рабочего слоя, так как нагрузка на них в условиях трека намного выше, чем в городе. Кроме этого, важен уровень тормозной жидкости в бачке под капотом – при необходимости ее нужно доливать до максимального уровня. При очередном обслуживании тормозной системы можно залить более высокотемпературную тормозную жидкость и установить немного более «злые» тормозные колодки (экстремальные колодки будут быстро уничтожать стандартные тормозные диски). Такие меры малыми средствами значительно увеличат эффективность торможения.

Не забывайте также проверять уровень антифриза. Ведь если охлаждающей жидкости будет не хватать, то это может привести к перегреву постоянно работающего на высоких оборотах мотора. Помните, что антифриз со временем теряет свои свойства, поэтому позаботьтесь о том, чтобы он был «свежим». Кроме этого, нужно следить за состоянием радиатора – при необходимости обязательно чистить его на мойке слабым давлением воды.

Многие участники автосоревнований рекомендуют устанавливать спереди и сзади специальные буксировочные проушины. Или, например, автомобиль должен располагать возможностью вкрутить буксировочный крюк, чтобы воспользоваться им, когда это будет необходимо.

Значительно улучшить свое время на круге поможет замена шин. Иногда правильно подобранная резина способна дать в соревнованиях гораздо больший результат, чем, например, установка специальной подвески. Изучив рынок по продаже резины, обязательно подберите к ней легкие колесные диски.

По словам участников соревнований, для гонок подойдет любой исправный автомобиль, главное, чтобы было большое желание участвовать. Конечно, необходимо помнить, что при подготовке к соревнованиям нужно много самостоятельно тренироваться, иногда проводить все свое свободное время в гараже и с энтузиазмом работать над своим корчем. В Регламенте соревнований по ралли – спринту «Грунтовочка – 2013» прописаны основные требования к автомобилям, участвующим в заездах – ознакомиться с ними можно здесь.

Около четырех лет назад идеей участия в карельских автогонках загорелись два петрозаводчанина Александр Коробов, который, кстати, является дизайнером Автоклуба НФС, и его друг Андрей Давыдов. Участвовать в спринтах на личных гражданских автомобилях, конечно, было занятием довольно неудобным, с ними может случиться все что угодно, а завтра они понадобятся, чтобы ехать по делам. Поэтому молодые люди решили приобрести машину специально для соревнований – ею стал Ваз 21051 1982 года выпуска. По словам Александра, после покупки автомобиля и перегона его в гараж, обычные офисные служащие с энтузиазмом взялись за дело, и машина стала приобретать облик! Однако, после нескольких попыток «поотжигать» на ней, ребята поняли, что в автомобиле не все так прекрасно – энтузиазм утих, а потом и пропал вовсе, Ваз 21051 отправился в гараж на полтора года.

Однако с 2012 года в Петрозаводске стал активно развиваться любительский автомобильный спорт – начали проводиться спринты и Автомногоборье. Именно это снова подтолкнуло гонщиков оживить «тазик». Главное, с чего необходимо было начать – это двигатель. С большим трудом они нашли двигатель от ВАЗ 21213 в хорошем состоянии и занялись его установкой, позже, как оказалось, понадобилась еще установка специальной усиленной подвески и некоторых других важных технических составляющих.

Впервые испытать свой болид Александр и Андрей вышли осенью 2012 года – тогда на соревнованиях по Автомногоборью они заняли 12 и 8 места соответственно. Учитывая отсутствие опыта езды на заднем приводе, результаты оказались весьма неплохими, а машина отлично прошла испытание. Однако теперь требовалось еще больше вложений – необходима была зимняя резина, блокировка дифференциала, подготовка салона и прочее. Бюджет вырос! Но это не остановило молодых людей, с большим энтузиазмом они вновь и вновь искали необходимые запчасти и проводили много времени в гараже. Ведь впереди их ожидало участие в последующих этапах Автомногоборья, ЗигЗаге, ледовых гонках в Сортавала, Грунтовочке.

Для подготовки автомобиля к соревнованиям необходимо было много свободного времени, приходилось совмещать трудовую деятельность и хобби. Как говорит Александр, иногда приходится «ночевать» в гараже, менять одни детали, устанавливать другие, а также много тренироваться. Сейчас стоимость их Жигулей с момента покупки выросла уже почти в 10 раз, и это вовсе не предел. Если совсем кратко описать основные видоизменения с автомобилем Александра и Андрея, то это, конечно, его облегчение — ребята сняли всё лишнее из салона (заднее сиденье, обшивки, потолок, ковры, шумоизоляцию). Заменили двигатель на Ваз 21213 1.7 и установили спортивный распредвал, прямоточный выхлоп. Установили дисковую блокировку в задний мост. Подвеска была специально доработана под различные дорожные условия — асфальт, снег, гравий, ведь для разных покрытий необходима своя подвеска (устанавливались и заменялись рычаги, пружины, амортизаторы, делался сход-развал). Далее шла установка электроусилителя руля, короткой главной пары и гидравлического ручника. Основной статьей расходов, по словам Александра, стали колеса. На сегодняшний день их ВАЗ имеет пять разных комплектов резины – для асфальта, гравия, снега, льда.

На вопрос, собираются ли гонщики продавать свой автомобиль в ближайшем будущем, был получен отрицательный ответ. Слишком много было вложено в этот автомобиль, и, самое главное, что под четким руководством наших пилотов, он успешно проходит все соревнования. Александр Коробов и Андрей Давыдов – участники-призеры всех этапов Автомногобрья и Грунтовочки. Несмотря на то, что это любительские соревнования, пилоты вполне довольны достигнутыми результатами, и, по их словам, они с удовольствием теперь примут участие в ралли «Яккима» в следующем году.

[youtube_sc url=»http://youtu.be/IAILQlS6sVo» width=»550″ height=»350″]

А мы хотим напомнить всем участникам и любителям автомобильного спорта, что 15 декабря на картодроме на улице Лыжной пройдет четвертый этап по Автомногоборью, где, кстати, Александр и Андрей также будут выступать на своем автомобиле. Автоклуб «НФС» приглашает всех желающих принять участие! Приезжайте испытать свои способности или просто поболеть за участников и отдохнуть на свежем воздухе.

Все подробности о проделанной Александром и Андреем работе с их автомобилем, а также видео и фотоотчеты можно посмотреть здесь.

Источник статьи: http://gubdaily.ru/arxiv/kak-podgotovit-svoj-avtomobil-k-gonkam-i-sorevnovaniyam/

Подготовка автомобиля к гонкам

Подготовка скоростного автомобиля к состязаниям должна состоять из следующих работ:

• форсировки двигателя и испытания его на стенде для доводки и получения внешней скоростной характеристики;
• выбора передаточного числа главной передачи для получения максимальной скорости в соответствии с новой характеристикой двигателя — мощностью и оборотами;
• работ по повышению устойчивости автомобиля;
• работ по проверке надежности механизмов.

Все перечисленные подготовительные работы с автомобилями перед состязаниями даны применительно к двум случаям:

• а) подготовке уже построенного специального скоростного автомобиля;
• б) подготовке автомобиля, создаваемого вновь, с использованием агрегатов серийного производства.

Это как раз и есть те случаи, которые чаще всего встречаются в практике нашего скоростного автомобильного спорта.

Из приведенного перечня подготовительных работ большого внимания требует обеспечение надежности автомобиля, в особенности механизмов ходовой части, которые во время гонки испытывают большие напряжения от трудно учитываемых нагрузок.

Практика скоростных автомобильных состязаний показывает, что повышенные режимы работы в этих состязаниях, связанные с особо высокой форсировкой двигателя и напряженными условиями движения, вызывают в механизмах автомобиля дополнительные нагрузки, которые требуют специальной проверки на надежность. Часто приходится наблюдать, когда отсутствие такой специальной проверки автомобиля приводит гонщика к поражению.

В отличие от понятия надежности для обычных транспортных автомобилей, основным показателем которой считается километраж пробега без ремонта, надежность скоростного автомобиля включает еще требование безотказности действия всех механизмов и безопасности работы на повышенных скоростях движения.

Если в обычной эксплуатации такие дефекты, как выход из строя запальной свечи, засорение бензопровода или частичная потеря давления воздуха в шине, могут быть быстро исправлены и не вызовут особых нарушений в движении, то остановка автомобиля во время гонки обходится дорогой ценой; обычно гонщик сходит с дистанции. В лучшем случае он теряет занимаемое место.

Вот почему перед скоростным состязанием необходимо проводить самую тщательную проверку действия всех без исключения механизмов автомобиля — главных и второстепенных, регулировки и работы всех систем, надежности каждого сочленения и каждого крепления.

Первой заповедью гонщика-скоростника является: „Все должно быть тщательно проверено и все забыто». Сознание должно быть освобождено только для управления движением.

От тщательности контроля зависит не только безопасность гонки, но и достижение наивысших результатов в таких основных для скоростного состязания параметрах автомобиля, как максимальная скорость и длина пути торможения. Так, например, незначительное нарушение установочного угла передних колес (слишком большой или недостаточный угол схождения) будет вызывать постоянное проскальзывание шин по полотну дороги и за счет увеличенных потерь на качение значительно снизит максимальную скорость автомобиля.

То же можно сказать о затяжке подшипников передних колес и регулировке тормозных колодок.

Недосмотр в проверке открытия дросселя — при нажатии на педаль акселератора нет полного дросселя — приведет к снижению ускорений при разгонах на передачах и т. п.

Таких примеров можно привести много. И все же главной остается проверка надежности на безопасность.

Форсировка двигателя

Приступая к форсировке готового двигателя, никогда не следует предполагать, будто конструктор упустил возможность получить от двигателя дополнительных 20—30 л. с. и вам остается только произвести несколько магических действий, чтобы извлечь потерянную мощность.

Труд форсировщика всегда бывает очень кропотливым и тяжелым. Нет такого узла двигателя, которым можно было бы пренебречь.

Каждая отдельная работа по форсировке, будь то регулировка, тщательная подгонка или повышение степени сжатия, возможно, принесет и незначительный эффект, но общие результаты многих часов напряженного труда дадут заметный прирост мощности.

Увеличить эффективную мощность двигателя и повысить максимальные обороты его коленчатого вала, что и называется форсировкой двигателя, можно двумя путями:

• а) за счет повышения степени сжатия, улучшающего термический к. п. д.;
• б) за счет увеличения наполнения цилиндров, повышающих среднее эффективное давление.

Первый способ форсировки ограничивается антидетонационными свойствами существующих топлив, так что пределом для повышения степени сжатия обычно является детонация, которая, создавая ударную нагрузку на детали кривошипно-шатунного механизма, угрожает их механической прочности и вызывает падение мощности.

Возможность повышения степени сжатия двигателя, кроме того, в значительной мере зависит от формы камеры сгорания и для разных конструкций неодинакова. Наилучшей формой камеры принято считать полусферическую или шатровую.

Ошибочно предполагать, что каждое последующее повышение степени сжатия на определенную величину дает одинаковый прирост мощности. Наибольший выигрыш в мощности можно получить в диапазоне степеней сжатия от 6 до 8; от 8 до 10 эффект будет уже меньшим и т. д.

Форсировка за счет улучшения наполнения цилиндров горючей смесью, т. е. повышение коэффициента наполнения, представляет широкое поле деятельности и может достигаться различными конструктивными мероприятиями. В первую очередь следует указать на следующие:

• изменение фаз газораспределения в сторону увеличения продолжительности тактов впуска и выпуска при наибольшем перекрытии тактов за счет опережения начала впуска и запаздывания конца выпуска;
• увеличение размера тарелок у впускных клапанов и расширение подводящих каналов в блоке для получения наименьшей скорости потока горячей смеси в них, а также соответствующее увеличение тарелок выпускных клапанов;
• установление длины впускного трубопровода для получения резонансного подпора смеси и выбор формы
• трубопровода, исключающей повороты в направлении потока смеси, вызывающие инерционные потери;
• выбор конструкции и числа карбюраторов, снижение температуры поступающей в цилиндры горючей смеси и другие способы увеличения заряда.

Наименее исследованной областью является влияние формы впускного трубопровода и его длины, хотя значение конструкции трубопровода в работе двигателя весьма велико.

Впускной трубопровод. Выбор наилучшей конструкции впускного трубопровода и формы каналов, подводящих смесь к цилиндрам, является трудной задачей. Она усложняется тем, что иногда приходится удовлетворять самые противоречивые требования, решение которых возможно только опытным путем.

Однако форсировка серийного двигателя за счет изменения системы или схемы питания для улучшения наполнения является наиболее доступной спортсменам областью работы.

Рис. Зависимость длины впускного трубопровода от скорости вращения коленчатого вала

Основными требованиями к впускному трубопроводу являются:

• а) длина впускного клапана от карбюратора до поршня для каждого цилиндра должна быть одинаковой и по возможности короткой или специально подобранной для использования инерции входящего потока. На рисунке приведена опытная кривая, показывающая длину впускного тракта для различных скоростей вращения коленчатого вала. Длина тракта измеряется от н.м.т. поршня в цилиндре до открытого конца карбюратора;
• б) форма трубопровода: диаметр, изгибы, углы и внутренняя поверхность каналов должны оказывать наименьшее сопротивление потоку смеси, обеспечивать одинаковое качество по составу и равное распределение смеси по цилиндрам, т. е. исключающее местное обеднение или обогащение;
• в) перемены в направлении движения горючей смеси и встречные токи должны быть минимальными, чтобы не вызывать инерционных потерь и отсасывания смеси от клапанов;
• г) пульсация потока, вызываемая насосным действием поршней, должна быть по возможности с равномерными интервалами. Полезно, чтобы начало очередного всасывания было в момент инерционного подпора;
• д) температура смеси в отдельных отводах трубопровода должна быть одинаковой.

У многоцилиндровых двигателей для повышения наполнения цилиндров обычно применяют установку нескольких карбюраторов, в количестве часто соответствующем числу цилиндров. В этом случае будет получено равновеликое наполнение каждого отдельного цилиндра, что само по себе уже приведет к увеличению мощности.

При замене одного карбюратора несколькими особое внимание надо обратить на качественный состав горючей смеси, подаваемый карбюраторами, так как уменьшение количества воздуха, проходящего через каждый карбюратор, вследствие увеличения их числа, приводит к обеднению смеси.

Впускные трубопроводы могут быть с пологими и с прямоугольными изгибами. Пологие изгибы создают меньшие сопротивления течению потока, но на поворотах вызывают смещение неиспарившихся частиц топлива в смеси к крайним цилиндрам, что приводит к обеднению смеси в ближе расположенных цилиндрах. Кроме того, при пологих изгибах нераспыленная часть топлива может подтекать в ближайшие каналы, что также может вызывать неравномерное питание. Прямоугольные повороты в трубопроводах с карманами устраняют эти явления, но создают большие сопротивления течению смеси.

Поэтому конструкция трубопровода по большей части является результатом компромиссного решения.

Последнее время у некоторых двигателей, в целях увеличения наполнения цилиндров, стали применяться насадки, удлиняющие смесительную трубу (наиболее простое средство изменения длины) для создания перед карбюратором инерционного подпора за счет сформированного потока воздуха.

Сечение впускных трубопроводов может быть круглым или квадратным. Квадратное сечение применяется для увеличения поверхности испарения осаждающегося топлива, а также для уменьшения склонности потока смеси к завихрениям по спирали (при длинном трубопроводе).

Внутренние поверхности трубопровода и впускного канала блока должны быть гладкими, желательно полированными.

Диаметр впускного трубопровода выбирается в зависимости от диаметра цилиндров и скорости поршня с таким расчетом, чтобы скорость потока горючей смеси, при работе двигателя на полном дросселе, при максимальной мощности, не превышала 50 м/сек.

Чтобы увеличить плотность заряда, воздух, подводимый к впускным патрубкам карбюраторов, должен быть достаточно холодным. Для этого рекомендуется устраивать специальную вентиляцию подкапотного пространства.

Выпускной трубопровод. Конструкция выпускного трубопровода, влияя на степень очистки цилиндров от отработавших газов, также оказывается связанной с наполнением цилиндров горючей смесью.

Конструкция выпускного трубопровода должна отвечать следующим требованиям:

• а) скорость отработавших газов в выпускной трубе не должна быть выше 30—35 м/сек, для чего диаметр трубы делают равным 0,5—0,6 диаметра цилиндра или 1,5 сечения впускного трубопровода;
• б) выходящие отработавшие газы одного цилиндра не должны создавать противодавления, для газа другого (соседнего) по работе цилиндра, что может иметь место у многоцилиндровых двигателей, имеющих такты большой продолжительности.

Наиболее приемлемым для многооборотных двигателей скоростных автомобилей является выпускной трубопровод с отдельными трубами для каждого цилиндра. При этом желательно, чтобы непосредственно у блока цилиндров трубы имели прямое направление и изгибались для соединения в общую трубу на некотором отдалении от блока.

Расположение выпускного трубопровода на двигателе должно исключать возможность подогрева стенки блока.

Рис. Зависимость длины выпускного трубопровода от скорости вращения коленчатого вала

На рисунке дана кривая зависимости длины отдельной выпускной трубы от скорости вращения коленчатого вала двигателя.

Длина трубы отсчитывается от в.м.т. поршня в цилиндре, а число оборотов соответствует максимальной мощности.

В заключение данного раздела приводятся рекомендуемый порядок и последовательность действий по улучшению работы и форсировке двигателя.

Перед началом работ с двигателем необходимо установить его начальное состояние и определить внешние показатели. Для этого надо произвести предварительное испытание. Удобнее всего это сделать на стенде, так как без предварительного испытания всякая работа по улучшению и форсировке двигателя будет носить характер попыток. По окончании работ по улучшению и форсировке двигателя каждый автомобиль, подготавливаемый для гонок, безусловно должен быть испытан на дороге. Перед испытаниями необходимо провести ряд определенных проверок и регулировок с помощью простейших измерительных приборов.

Проверить зазоры в клапанах, убедиться в правильности фаз газораспределения, проверить идентичность компрессии у всех цилиндров (точность в пределах 5%), замерить зазор в распределителе зажигания и установить надлежащий угол опережения зажигания.

Слово «регулировка» для некоторых мастеров звучит слишком обыденно. Однако без хорошей регулировки любая форсировка — пустая трата времени. Распространенное среди спортсменов мнение, что 90% форсировки заключается в точной регулировке и только 10% бывает получено благодаря самой форсировке, не далеко от истины.

Выполнив все работы по регулировке, можно браться за мероприятия, способствующие повышению мощности. Имеется в виду полировка каналов на тракте впуска и выпуска и полировка поверхностей камер сгорания, установка большого размера клапанов, повышение степени сжатия и применение нескольких карбюраторов, отрегулированных для совместной работы на одном двигателе.

Свечи мало влияют на мощность двигателя и большей частью подбираются из соображений степени сжатия и сорта топлива.

Завершающими работами по форсировке двигателя является устройство настроенных систем впуска и выпуска на определенное число оборотов.

Выбор передаточного числа главной передачи

Одной из трудоемких и важных работ при подготовке скоростного автомобиля к состязаниям является подбор передаточного числа для главной передачи.

Передаточное число главной передачи должно обеспечивать автомобилю максимально возможную скорость движения и высокую приемистость при разгоне, сохраняя при этом допустимое превышение номинальных оборотов коленчатого вала двигателя.

Динамические качества скоростного автомобиля задаются в зависимости от назначения автомобиля для кольцевых гонок или для рекордного заезда и от характера предполагаемых состязаний, т. е. на короткую или длинную дистанцию.

Если автомобиль подготавливается к шоссейно-кольцевым гонкам, которые будут проводиться в условиях пересеченной местности или на горных дорогах, то в этом случае автомобиль должен располагать большим запасом тяги для быстрого разгона, что очень важно для получения высокой средней технической скорости движения.

Рис. Диаграмма запаса мощности по оборотам

У автомобиля, предназначаемого для заездов на установление рекордов скорости на прямолинейном коротком участке дороги, когда способность быстро разгоняться не имеет первостепенного значения, следует обеспечить только возможно высокую скорость движения и надежную работу двигателя на этой скорости и оборотах в течение продолжительного времени.

В зависимости от того, к какому из перечисленных состязаний готовится автомобиль, и выбирается то или иное передаточное число главной передачи. Выбор необходимого передаточного числа главной передачи требует проведения расчетной работы и экспериментов на дороге.

Теоретически передаточное число главной передачи должно быть таким, чтобы суммарная кривая мощности, идущей на преодоление всех сопротивлений движению автомобиля, пересекала кривую мощности двигателя в точке наивыгоднейшего значения последней, т. е. на перегибе скоростной характеристики.

Однако практически в связи с тем, что даже на пути в один километр сопротивления движению не строго одинаковы (качество покрытия дороги, порывы ветра и др.), то и для скоростных состязаний на короткие дистанции необходимо обеспечивать некоторый запас тяги при движении автомобиля с максимальной скоростью.

Это достигается выбором такого передаточного числа главной передачи, при которой пересечение кривой сопротивлений с кривой мощности двигателя происходит при скорости вращения коленчатого вала несколько большей чем та, которая соответствует максимальной мощности.

В зависимости от вида состязания и дорожных условий указанное превышение номинальных оборотов может достигать от 5 до 15%, причем больший процент для автомобилей, работающих с переменным режимом.

Последнее условие необходимо для того, чтобы при движении автомобиля с максимальной скоростью случайные повышения сопротивления, снижая скорость движения и обороты двигателя, не приводили к падению мощности, а наоборот, увеличивали ее, приближая к максимальной, т. е. выводили работу двигателя на перегиб мощности.

Практика подбора передаточных чисел для главных передач показывает, что достаточно изменить величину, даже на одну или две десятых, как заметно изменяется динамические качества автомобиля. Поэтому изменять число при подборе следует постепенно.

Влияние величины передаточного числа на динамические качества автомобиля и работу двигателя можно проследить по свободному графику. Он наглядно показывает зависимость максимальной скорости от передаточного числа, изменение оборотов вала и динамического фактора, т.е. тяги, отнесенной к весу автомобиля.

Рис. График зависимости максимальной скорости, тяги и числа оборотов от передаточного числа главной передачи

На скоростные автомобили, готовящиеся к шоссейно-кольцевым гонкам, трассы которых обычно пролегают в пересеченной местности с большим количеством подъемов, спусков и поворотов, вызывающих необходимость в частых снижениях скорости и разгонах, рекомендуется устанавливать коробки передач с четырьмя или пятью передачами. Число промежуточных ступеней в коробке и их передаточные числа оказывают большое влияние на способность автомобиля разгоняться, а также на получение наивысшей скорости на подъемах.

Выбранные передаточные числа ступеней должны обеспечивать автомобилю достижение максимальной скорости в наикратчайшее время. При этом, в движении на каждой передаче желательно использование наибольшей мощности двигателя (в среднем). Иначе говоря, обороты двигателя, с которых начинается разгон на любой передаче, должны быть по возможности ближе к оборотам максимальной мощности.

Обычно зависимость между передаточными числами у промежуточных передач в быстроходных автомобилях выражается геометрической пропорцией, с некоторым отклонением для высоких ступеней — близких к прямой передаче, величины которых бывают сближены.

Особенно большое значение для скоростного автомобиля имеет подбор передаточного отношения для передачи, следующей за прямой (четвертой или третьей) так как именно эти передачи чаще всего используются при разгонах после частичного замедления или на подъемах.

В большинстве случаев эти передаточные отношения бывают в пределах 1,25—1,35; 1 не более, а при наличии в коробке пяти передач для переднего хода четвертая имеет еще более близкое значение к прямой, на пример 1,09—1,20.

Работая над контролем и подготовкой агрегатов силовой передачи скоростного автомобиля, надо помнить, что главные потери в коробках передач и редукторах задних мостов составляются из сил, идущих на взбалтывание масла. Следовательно, чем масла больше и чем оно гуще, тем выше потери.

Это, однако, не означает, что можно снижать уровень масла против нормы, заданной конструкцией агрегата.

Работы по повышению устойчивости автомобиля

Устойчивость гоночного автомобиля, участвующего в гонках по кольцевой трассе, имеет решающее значение для успеха. Устойчивый автомобиль позволяет гонщику полнее использовать всю мощность двигателя, развивать наибольшую скорость на поворотах, применять более интенсивное торможение, подходя к препятствию, и тем самым увеличивать среднюю скорость прохождения круга.

Хорошая устойчивость автомобиля упрощает управление им, снимая излишнее напряжение у спортсмена во время гонки.

К качеству «устойчивость» тесно примыкает качество «управляемость», т. е. способность автомобиля держать заданное гонщиком направление.

Устойчивость и управляемость автомобиля в большой степени зависят от конструкции узлов ходовых механизмов, а также и от общей компоновки всего шасси. Однако и спортсмен, подготавливающий к скоростным состязаниям серийный автомобиль, имеет возможность улучшить его устойчивость и управляемость.

Возможными работами в данном случае являются:

• снижение высоты расположения центра тяжести автомобиля
• регулировка углов наклона шкворней
• иначе говоря создание лучшей стабилизации управляемых колес
• контроль за давлением воздуха в шинах передних и задних колес

Снижение высоты расположения центра тяжести является одним из действенных способов повышения устойчивости автомобиля для прохождения поворотов с большей скоростью. Снизить центр тяжести готового автомобиля без больших конструктивных изменений можно следующим образом: постараться разместить как можно ниже такие тяжелые детали и агрегаты, как аккумуляторная батарея, бензиновый бак и другие предметы вспомогательного оборудования. Но это не должно привести к неправильному распределению общего веса автомобиля по осям. Для получения хорошей устойчивости распределение общего веса должно быть равным для передних и задних колес. В крайнем случае можно допустить некоторое увеличение веса на переднюю ось. Перемещение центра тяжести назад увеличит на повороте боковую силу, действующую на задние колеса. От этого увеличится угол увода задних колес по сравнению с углом увода передних, а это приведет к снижению устойчивости.

Однако вес, приходящийся на задние колеса, должен обеспечивать необходимое тяговое усилие для интенсивного разгона без пробуксовки колес.

В последнее время в целях увеличения сцепного веса и обеспечения высокого тягового усилия на гоночных автомобилях устанавливаются двигатели сзади. В этом случае оптимальным распределением веса по осям считается 55% на заднюю ось и 45% — на переднюю.

Стабилизация управляемых колес достигается за счет наклонов шкворней в сторону и назад. Особенно полезным для скоростного автомобиля надо считать наклон шкворня назад. Действие стабилизирующего момента т. е. стремление колес занять нейтральное положение, в этом случае происходит от центробежной силы, возникающей при поворотах и возрастающей от увеличения скорости движения и крутизны поворота, чем облегчается управление на повороте. К тому же изменение угла наклона шкворня назад более доступно спортсмену при подготовке готового автомобиля. Для этого нужно применить соответствующие подкладки в рычажный механизм передней подвески.

При действии на автомобиль боковой силы, возникающей, например, при повороте автомобиля или при боковом ветре, качение его колес вследствие их упругости не будет происходить в плоскости их вращения, а сместится на некоторый угол, называемый углом увода. Подробно об угле увода написано в разделе «Взаимодействие колеса автомобиля с дорогой».

Величина угла увода зависит от величины боковой силы на колеса, от вертикальной нагрузки на колеса конструкции шины и от внутреннего давления воздуха в шине.

Надо сказать, что занимаясь подготовкой скоростного автомобиля к состязаниям, спортсмен не всегда имеет возможность изменять соотношение весов, приходящих ся на передние и задние колеса автомобиля, не всегда он может выбирать и конструкцию шин. Иначе говоря ему трудно внести усовершенствования, которые влияли бы на величины углов увода колес. В распоряжении водителя остается только регулировка давления воздуха в шинах. И это он может делать в очень узких пределах, ограничиваемых техническими требованиями шинных заводов.

Чем больше давление воздуха в шине, тем меньше, при прочих равных условиях, будет угол увода колеса. Установлено, что лучшая устойчивость автомобиля на повороте и на прямой будет в. том случае, когда угол увода у передних колес больше, чем угол увода у задних. Следовательно, для лучшей устойчивости желательно, при равном распределении веса автомобиля по осям, применять давление в шинах передних колес ниже, чем в шинах задних колес.

При такой регулировке давления, из-за большего увода передних колес, при повороте автомобиля возникает так называемое «недостаточное поворачивание», которое и обеспечит большую устойчивость и лучшую управляемость его.

В заключение приведем некоторые сведения о специальных работах с автомобилем, предназначаемым для заездов на установление рекордов скорости, которые могут проводиться и при подготовке гоночного автомобиля, располагающего высокой максимальной скоростью — свыше 200 км/час.

Создавая автомобиль для рекордных заездов, большие работы и средства потребуются для исследований, направленных на снижение сопротивления воздуха, заключающиеся в опытной продувке моделей кузова в аэродинамической трубе.

Модели выполняются в масштабе 1/5 или 1/10 от действительного размера автомобиля. В редких случаях продувается модель в натуральную величину. Выбор размера модели зависит от диаметра аэродинамической трубы, имеющейся в распоряжении, а также от производственных возможностей.

Величина сопротивления воздуха зависит от величины лобовой площади автомобиля и формы кузова, которая оценивается коэффициентом обтекаемости. Для ориентировочных расчетов этот коэффициент можно принимать в пределах 0,015 (идеальный случай) до 0,025, имея в виду хорошую форму кузова.

Величина лобовой площади может быть получена по замеру площади силуэта поперечного вида автомобиля или, что достаточно точно, как произведение колеи на высоту.

На графике даны значения мощности двигателя, необходимые для получения заданной скорости в зависимости от сопротивления воздуха, последнее в данном случае дано как произведение лобовой площади на коэффициент обтекаемости.

Рис. График, показывающий, какую мощность двигателя и тягу на колесах необходимо иметь автомобилю для получения заданной скорости движения при определенном коэффициенте сопротивления воздуха

Аэродинамические исследования должны содержать не только поиски формы, дающей низкое сопротивление воздуха, но и такой формы, которая придаст автомобилю устойчивость и надежную управляемость при движении с максимальной скоростью, т. е. обеспечит надежный контакт передних колес с полотном дороги. Непрерывный контакт между колесами автомобиля и полотном дороги зависит в большей степени от конструкции подвески автомобиля, высоты и места расположения центра тяжести и центра парусности.

Центром парусности называется точка приложения равнодействующей от сил сопротивления воздуха, создаваемых отдельными элементами формы кузова.

Так как форма кузова автомобиля всегда симметрична, то центр парусности обычно находится в плоскости симметрии автомобиля. Расположение центра парусности оказывает большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля на высоких скоростях движения. Чем выше центр парусности, тем на большую величину и при большей скорости уменьшается давление передних колес на дорогу, что может привести к потере управляемости.

Работы по проверке надежности механизмов

В приводимых ниже контрольных работах с автомобилем предусматривается, что основные агрегаты: шасси двигатель, коробка передач, редуктор заднего моста, рулевой механизм и приборы зажигания и подачи топлива прошли проверку и регулировку на стендах в соответствующих лабораториях.

Проверка установки двигателя и оборудования. У современного автомобиля при переднем расположении двигателя последний несколько наклоняется в сторону карданной передачи, что способствует уменьшению величины угла главного карданного вала во время работы. Этот угол наклона обычно не превышает 3°.

В соответствии с углом положения двигателя выполняются и площадки для установки карбюраторов на впускном трубопроводе, так как иначе нарушается вертикальное положение карбюраторов, что при боковом размещении поплавковой камеры, устанавливаемой вперед, приводит к переливанию топлива в трубопровод, обогащению горючей смеси и неправильной работе двигателя.

При заднем расположении двигателя на шасси и моноблочной конструкции двигателя и передачи такого наклона может не быть.

Проверяя установку двигателя в продольной плоскости, следует также проверить его положение и в поперечной плоскости. Контроль положения двигателя производится при помощи угломера с уровнем. При этом автомобиль необходимо поставить на горизонтальной площадке и проверить давление в шинах. Для более точного
замера автомобиль должен быть установлен согласно чертежу.

При расположении двигателя на шасси необходимо обеспечивать достаточный просвет между двигателем и плоскостью радиатора. При наличии вентилятора просвет должен быть увеличен, так как при вращении с высокими оборотами лопасти вентилятора сильно деформируются в сторону радиатора.

Крепление двигателя к шасси у многих скоростных автомобилей, особенно у гоночных моделей, выполняется жестким. Двигатель включается в силовую схему рамы, являясь как бы дополнительной поперечиной.

Однако в случаях плавающего крепления на резиновых опорах, когда от воздействия реактивного момента двигатель имеет возможность колебаться, надо проверить, достаточно ли свободное пространство между двигателем и близлежащими частями шасси или кузова.

Проверив установку двигателя, необходимо осмотреть надежность самого крепления, помня, что резко изменяющийся режим работы двигателя во время гонки, сопровождающийся частым появлением реактивных сил, может вызвать ослабление креплений и, как следствие, их поломку.

Когда двигатель установлен и соединены тяги управления дроссельной заслонкой, надлежит убедиться, что все дроссельные заслонки открываются одинаково и полностью, а соединения тяг не вызывают задержек в закрытии или заклинивания. Проверку обязательно следует провести с места водителя нажатием на педаль акселератора. Возвратная пружина в системе управления дроссельными заслонками не должна быть очень тугой, так как тугая пружина будет утомлять ногу гонщика.

Контролируя соединения бензопроводов, особое внимание надо обращать на герметичность соединений на линии всасывания, а именно у бензопровода между баком и бензонасосом, если, конечно, подача топлива осуществляется диафрагменным насосом. Попадание воздуха в систему трубопроводов может привести к недостатку топлива, необходимого для получения полной мощности от двигателя. Приборы электрозажигания индукционная катушка, прерыватель и распределитель проверяются на стенде, на котором определяется, обеспечивают ли эти приборы бесперебойное искрообразование при максимальных оборотах коленчатого вала двигателя.

Запальные свечи проверяются на герметичность и работоспособность при давлении, соответствующем давлению конца такта сжатия. Зазоры в запальных свечах должны быть одинаковыми для свечей всех цилиндров.

После установки двигателя на шасси необходимо проверить надежность крепления проводов как низкого, так и высокого напряжения. Крепление должно исключать возможность случайного соскакивания провода со свечи или с клеммы распределителя от тряски.

В некоторых случаях может возникнуть необходимость в перепроверке зазоров в клапанном механизме, так как температурный режим двигателя при движении на дороге во время состязания может оказаться иным, нежели при стендовых испытаниях двигателя. К тому же, устройство для регулировки зазора в большинстве случаев требует частой проверки, особенно после работы двигателя на максимальном режиме.

Проверка установки механизмов силовой передачи. Контроль за установкой карданного вала должен предусматривать проверку сборки вала с шарнирами. При правильной сборке вилки крестовин шарниров, обращенные к коробке передач и к главной передаче, должны находиться в параллельных плоскостях. При наличии на валу шлицевого сочленения параллельность плоскостей легко может быть нарушена, что приведет к вибрации карданного вала во время работы и вибрации всего автомобиля.

В карданной передаче должен иметься достаточный зазор для продольного перемещения вала в шлицевом соединении: зазор не должен допускать упора шлицевого конца при прогибах подвески.

Так как скоростные автомобили делаются обычно очень низкими, то следует проверить, не задевает ли карданный вал за пол кузова при полных прогибах подвески. Для этой цели рекомендуется притянуть задний мост к основанию автомобиля, которое может быть фермой, рамой или кузовом, до соприкосновения моста с ограничителем. Резиновые ограничители в этом случае надо исключить, так как их деформация может быть очень большой, и рассчитывать на них не следует.

Нужно также проверить, что является ограничителем отбоя, и не создает ли полный отбой слишком большой угол в карданных шарнирах.

Контролируя установку заднего моста, надлежит проверить его положение по отношению к продольной оси автомобиля, которое должно быть строго перпендикулярным.

Если мост цельный и задняя подвеска автомобиля рессорная, то надо иметь в виду, что современные конструкции рессор часто выполняются с несимметричным расположением центрального болта, что применяется для уменьшения напряжения в той части рессоры, которая работает на продольный изгиб, передавая толкающие усилия.

При неверной установке такие рессоры будут работать неправильно и сместят задний мост вперед или назад. А это, в свою очередь, нарушит нормальное положение шлицевого конца карданного вала в его втулке, вызвав либо упор шлицевого конца, либо слишком малую длину зацепления шлиц. В этом случае нарушается правильная работа амортизаторов.

Незначительная асимметрия рессор, незаметная для глаза, и различная установка правой и левой рессоры могут вызвать перекос заднего моста относительно продольной оси автомобиля.

При подвешенном редукторе главной передачи к основанию шасси или моноблочной конструкции редуктора с двигателем нарушение перпендикулярности оси задних колес или одного из колес может быть от неточной приварки кронштейнов к основанию или неодинаковой регулировки длины продольных тяг.

Положение заднего моста или оси задних колес проверяется путем замера расстояния от центра колеса до базового отверстия в основании шасси. Неправильное положение оси задних колес или перекос моста можно легко заметить по следам, оставляемым колесами при движении автомобиля по прямому направлению. В этих случаях отпечаток следа задних колес будет располагаться не симметрично по отношению к следам передних колес.

Необходимо сказать, что прямолинейное движение автомобиля при перекосе задней оси будет происходить с некоторым поворотом передних колес, а следовательно, и со смещением ролика рулевого механизма из центрального положения. Имеется в виду, что сборка механизма рулевой передачи сделана правильно и ролик установлен в середине червяка. Для реечной передачи это замечание отпадает.

Проверка механизмов ходовой части и управления. Создавая максимальный прогиб задней подвески, следует проверить, не упираются ли поршни амортизаторов в свои корпуса. В этом случае резкие прогибы подвески могут привести к стукам во время работы или к поломке амортизатора.

Пределом прогиба подвески всегда должно являться соприкосновение ограничителей или чулков моста с основанием шасси. Соприкосновения средней части моста с кузовом или шин с внутренней поверхностью крыльев допускать нельзя.

Проверяя положение заднего моста при максимальном отбое, надлежит убедиться, что мост не повисает на тормозном шланге.

Перечисленные выше проверки максимального прогиба и отбоя особо обязательны при независимых подвесках задних колес и открытых качающихся полуосях с карданными шарнирами.

Движение скоростного автомобиля с высокой скоростью даже при незначительных неровностях дороги создает очень большие прогибы подвески, вызывающие ударные нагрузки.

Контроль системы рулевого управления и передней подвески заключается главным образом в проверке работы рулевого управления в крайних положениях подвески (наибольший прогиб и наибольший отбой). Проверку начинают с контроля механизма рулевой передачи. Для этого отсоединяют рулевую сошку от рулевых тяг и, определив общее число оборотов рулевого колеса из крайнего правого до крайнего левого положения, ставят его в центральное с таким расчетом, чтобы число возможных оборотов в обе стороны было примерно одинаковым. В этом (центральном) положении надо убедиться в отсутствии люфта в самом механизме червячной передачи.

Современные конструкции рулевых передач с глобоидальным червяком при центральном положении ролика не имеют ощутимого люфта в зацеплении, но по мере поворачивания рулевого вала от центра к крайним точкам в зацеплении образуется постепенно увеличивающийся люфт.

Проверяя рулевое управление далее, надо поставить передние колеса автомобиля прямо (как для прямолинейного движения) и, соединив сошку с рулевыми тягами, определить общий люфт всей системы.

Проверяя свободу перемещения рулевых тяг и рычагов при повороте колес, надлежит первоначально установить правильные углы схождения передних колес и углы наклона шкворней. Ограничителями поворота колёс должны служить специальные упорные болты, а не механизмы червячной или реечной передачи, упоры колес в кузов или в основание шасси.

Поворот колес всегда должен быть максимально возможным.

Контроль свободы перемещения рулевых тяг проводится в двух положениях подвески: при полном прогибе и при полном отбое, при этом не должно быть задеваний деталей рулевого управления за близлежащие части шасси, двигателя или кузова.

Одновременно следует проследить, чем ограничиваются прогибы подвески и работают ли ограничители прогиба и отбоя.

Все сочленения рулевого управления, имеющие гаечное крепление, должны быть хорошо затянуты и зашплинтованы.

Затяжка подшипников передних колес и регулировка тормозных колодок должны обеспечивать свободное вращение колес.

В подшипниках передних колес и в полуосях должны быть осевые люфты размером не более 0,1 мм.

Вывешенное и провернутое на оси переднее колесо должно медленно остановиться и сделать: небольшой откат в обратную сторону.

Для более тщательной проверки регулировки тормозных колодок рекомендуется вращать барабаны без колес, поворачивая их руками. Проверяя вращение задних колес, нужно вывешивать оба колеса одновременно; в этом случае проверку произвести легче ввиду исключения из работы главной передачи и карданного вала. Показателем свободного вращения задних колес без задевания за тормозные колодки может служить равномерное вращение противоположного колеса в обратную сторону.

Колеса скоростного автомобиля не могут иметь радиального и бокового люфта и должны быть динамически отбалансированы. Последнее особенно важно для скоростного автомобиля, подготавливаемого к рекордному заезду.

Динамически отбалансированные колеса способствуют увеличению максимальной скорости автомобиля.

Весьма ответственным в работах по автомобилю, подготавливаемому к заездам на рекорды, и, пожалуй, первоочередным делом является надежность резиновых шин. Шины должны выдерживать намечаемую предельную скорость автомобиля и дистанцию пробега с полной гарантией, составляющей не менее чем пятикратную прочность.

Шины до установки на скоростной автомобиль должны пройти испытания в лабораторных условиях, на специальных стендах, способных воспроизвести условия работы их на дороге, т. е. достигаемую скорость качения и вертикальную нагрузку.

Испытание шины должно производиться при заданном для устойчивости автомобиля внутреннем давлении в шине и на то время, которое необходимо для прохождения намеченной дистанции пробега.

Проведение испытаний шин и выдача соответствующей гарантии на использование их в скоростных состязаниях при заданных условиях осуществляются фирмой, поставляющей шины.

Без гарантийного письма шинного завода или института допускать эксплуатацию шин на скоростных автомобилях нельзя.

При проверке заправки автомобиля эксплуатационными материалами надо обращать внимание и устранять подтекание масла из-под пробок и через сальники, так как наличие масла на дороге создает большую опасность для движения.

В заключение следует проверить крепление и запоры капота и других крышек кузова.

Обкатка автомобиля. Для обеспечения лучшей приработки поверхностей трущихся деталей новый автомобиль должен пройти обкатку. Приработка деталей механизмов необходима для уменьшения внутренних механических потерь в агрегатах, что создает нормальный тепловой режим их работы и дает возможность получить большую отдачу, т. е. наивысшие показатели и лучшие результаты в состязаниях.

Кроме того, внимательная обкатка с постепенно повышающим режимом движения позволит полнее проверить работоспособность механизмов автомобиля и поможет обнаружить и устранить возможные дефекты.

Ввиду того, что двигатель и другие агрегаты перед установкой на шасси проходят стендовые испытания, продолжительность обкатки можно ограничить примерно 3000 км пробега.

Первоначальный режим обкатки скоростного автомобиля должен предусматривать движение автомобиля на скорости, не превышающей 80—100 км/час на прямой передаче и соответствующее снижение скоростей на промежуточных. Не следует трогаться с места на недостаточно прогретом двигателе и производить резкие разгоны. Обкатка производится на хорошей шоссейной дороге, причем следует избегать съездов с шоссе, так как при движении по местности могут возникнуть кратковременные большие нагрузки и повышение оборотов коленчатого вала двигателя.

Смену масла во время обкатки надо производить чаще, чем при нормальной эксплуатации. В процессе обкатки нужно наблюдать за температурой двигателя, коробки передач, заднего моста, ступиц передних колес и тормозных барабанов.

Систематические наблюдения ведутся и за работой всех узлов автомобиля.

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/bez-rubriki/podgotovka-avtomobilya-k-gonkam/