Что делать, если вывесили колесо автомобиля
Даже не надо выезжать за город, на бездорожье, чтобы столкнуться с вывешиванием колеса. «Диагональ», как её называют джиперы, или диагональное вывешивание – тот случай, когда на каждой оси по одному колесу оказываются висящими в воздухе. Подобное возможно не только на бездорожье, но и в городе, при движении по неровной дороге, колее, при парковке и т.д.
Как возникает вывешивание
Описанная выше диагональ, когда вывешены на каждой оси по одному колесу – классический случай. То же самое может происходить частично, когда зависает только одно колесо. Однако порой и этого достаточно, чтобы машина встала. Как правило, вызвано это бывает неправильными действиями водителя. В одном случае не учитываются особенности автомобиля, в другом – особенности рельефа поверхности. Именно поэтому у джиперов в почёте именно короткобазные автомобили(Нива, Сузуки Джимни и др.) — там получить диагоналку сложнее, чем на «длинном» авто.
А уж как любят джиперы тестировать свои новые блокировки на «диагональ» — тут уж и хлебом не корми ))
Для более полного понимания можно привести два примера:
1. При движении на переднеприводном автомобиле водитель, замечая впереди яму, пытается ее объехать. Тогда возможно, что три колеса остаются на дороге, а четвертое, скажем правое переднее, будет на весу. Если это случилось, то автомобиль может оказаться обездвиженным. Возникает вывешивание. В таком положении весь крутящий момент подается на свободно висящее колесо, которое будет вращаться, остальные останутся неподвижны. То же самое может происходить, когда пытаются под углом съехать с бордюра или переехать канаву.
2. При движении по неровной дороге подвеска отрабатывает все встречающиеся кочки. Если у подвески короткие ходы, то возникает такая ситуация, что диагонально расположенные колеса воспринимают максимальную нагрузку и подвеска в этом случае полностью сжата, а двум другим не хватает хода, и они теряют контакт с землей. Получите полную диагональ.
Таким образом, из двух приведенных примеров должно быть понятно, что вывешивание автомобиля может возникнуть практически в любой момент при неправильных действиях водителя. Конечно, оказаться в подобном положении достаточно неприятно, но справиться с ним вполне по силам каждому. По сути, «словить диагональ» можно на практически ровном месте.
Как не попасть на диагональ?
Самое кардинальное решение – пользоваться полноприводным автомобилем с необходимыми блокировками. Причем следует иметь в виду, что помощь в случае, связанном с вывешиванием машины, окажет только полный набор блокировок – межосевая и межколесная блокировки.
Крутая статья про блокировки на автомобиле — обязательно прочтите, чтобы знать, как они работают и как помогают на бездорожье. Особенно полезно будет тем, кто осваивает внедорожник, но пока еще толком не разобрался, как работать раздаткой и как можно прокачать авто путем установки самоблоков в мосты.
Причиной этого является особенность дифференциала – он направляет весь поступающий на него момент на то колесо, где нагрузки меньше. Поэтому, даже если у автомобиля полный привод, вполне реальной выглядит ситуация, когда он окажется бесполезным, и весь момент будет передаваться на зависшее колесо.
Именно межосевая блокировка(по умолчанию она стоит, например, в Ниве и Шеви Ниве) позволяет избежать этого. Она распределяет момент между мостами в заранее установленной пропорции. В этом случае, если зависло переднее колесо, момент поступит и на задний мост, благодаря чему машина сможет двигаться дальше.
В то же время одной межосевой блокировки может оказаться недостаточно. В случае полной диагонали на каждой оси вывешивается по одному колесу. И хотя момент поступает, как положено, он все равно передается на висящие колеса, и автомобиль остается неподвижным.
Только наличие двух блокировок – межосевой и межколесной(хотя бы в задний мост, а лучше — в оба)) позволит автомобилю перемещаться в условиях возможного возникновения вывешивания. Если установлена хотя бы блокировка заднего дифференциала, то совместно с межосевой при полном приводе это позволит обеспечить поступление момента к трем из четырех колес, и автомобиль продолжит движение в любых условиях. Ну а если поставить самоблоки на оба моста(передний и задний), то крутится будут все 4 колеса и вы гарантированно выедете из любой ямы и колеи. Ну а если не выедете — хайджек вам в руки ))
Ну и конечно обязательно посмотрите видео, где ясно можно понять, что такое «диагональ» и как работают блокировки. Ну и не попадайте в такие ситуации ))
При отсутствии полного привода и блокировок, при движении по пересеченной местности необходимо руководствоваться правилом – ехать «внатяг» и на небольшой скорости. В этом случае на подвеску приходится меньшая нагрузка, особенно из-за отсутствия раскачивания автомобиля, и контакт с поверхностью оказывается гораздо лучше. Ну, а небольшая скорость позволяет вовремя прочувствовать поведение машины и своевременно изменить маршрут движения.
Многие начинающие нивоводы наоборот, при преодолении тяжелого грязевого участка стремятся проехать его с разгона и в принципе, такой подход имеет смысл, потому что если встанешь в такой грязи — то по-любому возникнут прокручивания колес и это будет «залет» )) Поэтому сложно советовать где и как ехать, все зависит от конкретного случая и места. И только опыт поможет вам понять, какой участок лучше «брать с разгона», а какой ехать медленно внатяг. Да и от грязевой резины зависит очень много.
Что предпринимать, если все-таки вывесили колесо?
При этом выбор практически небольшой – надо ликвидировать вывешивание и восстановить контакт зависшего колеса с землей. Первым делом надо выйти из машины и оценить, что же произошло. Если вывешено одно колесо, на полноприводной машине, например Ниве, можно включить блокировку и попытаться выбраться своим ходом за счет подключения второго моста. Помогает в большинстве случаев.
Существует несколько других возможных способов действий, которые рекомендуются в этом случае для автомобилей без полного привода. Но если вы попали в диагональ, то самым эффективным будет ликвидировать вывешивание(пробуксовку). Можно просто вытолкать машину на другое место, где его не будет. Выполнить это можно либо вручную, либо воспользовавшись помощью лебедки(ручной или что круче — установленной на силовом бампере).
Если автомобиль оборудован электронными блокировками, например ESP (Дастеры полноприводные ими, кстати, снабжают), то можно воспользоваться таким приемом – прибавить газ и попытаться раскрутить вывешенное колесо. В этом случае электроника начнет его притормаживать, и часть момента попадет на другое колесо, что может позволить преодолеть опасное место.
Как еще один вариант, который может помочь(не всегда конечно) — можно потихоньку притормаживать ручником, тогда момент так же будет поступать на другое колесо, и автомобиль может начать двигаться. Но подобные методы не всегда обеспечивают желаемый результат.
Чаще всего ликвидация вывешивания, особенно вне города, осуществляется подкладыванием камней, бревен, веток под зависшее колесо. Для обеспечения его лучшего контакта с этими предметами, можно поддомкратить колесо, подложить все необходимое и потом опустить автомобиль. Поэтому всегда у меня в Ниве лежит бензопила, чтобы можно было по-быстрому напилить дров для подкладывания при пробуксовке.
Когда полностью восстановится контакт с землей, машина продолжит движение, как ни в чем не бывало. Ну и если на вашем внедорожнике установлены силовые пороги, то можно встать парочке пассажиров на них и придавить машину весом людей. 
Диагональное вывешивание – довольно неприятное явление и попасть на него можно не только в условиях бездорожья, но и в городе. Необходимо отметить, что подобное практически невозможно на полноприводном автомобиле, оснащенном необходимыми блокировками – межосевой и межколесной.
Источник статьи: http://shina-gear.com/bezdorozh-e-2/chto-takoe-diagonal-noe-vy-veshivanie-i-kak-s-nim-borot-sya/
Почему некоторые автомобили при резких маневрах вывешивают заднее колесо в поворотах?
MMt 1 год назад
В комментариях под статьёй про Тойоту подняли тему вывешивания колеса при резких маневрах, и эта тема вызвала активное бурление. Некоторые товарищи, они себя узнают, договорились до того, что вывешивание колеса при резком маневре – это, цитирую, иначе как просчетом инженеров не назовешь, что заднее колесо, если бы оно было на дороге, цитирую, своим сопротивлением помогало бы автомобилю поворачивать и так далее. Я пару слов там черканул, но попросили поподробнее написать. На самом деле, я переоценил свой энтузиазм и желание написать этот пост, так как сев и накидав его план, и подумав о всех тех уточнениях, примерах и т.д., которые хотелось бы привести, я понял, что текста получится нереально много… а прочитает всё равно от силы два человека. Поэтому очень вкратце и конкретно по теме вывешивания, без ухода стороны (что сложно, так как в физике движения автомобиля всё очень взаимосвязано, и вся настройка, всё пилотирование автомобиля тоже полностью завязано на неё).
То, что некоторые автомобили в предельных поворотах вывешивают колесо, видели многие. Некоторые считают, что это просчет инженеров, но на самом деле это их расчет. Чтобы понять, зачем автомобили настраиваются таким образом, нужно понимать два основных момента – что такое баланс автомобиля и как на баланс автомобиля влияет перераспределение веса между его колесами.
1. Баланс автомобиля.
Уверен, что абсолютно все слышали термины избыточная и недостаточная управляемость (поворачиваемость), и все понимают, что это такое. Но всё же, применительно к теме, повторюсь.
В любом случае необходимо понимать основу движения — первый закон Ньютона, он же закон инерции. Он постулирует существование инерциальных систем отсчета.
В контексте движения автомобиля по дуге поворота нам важно то, что в инерциальной системе отсчета тело покоится, если действие сил на него уравновешено, а так же то, что движущийся по дуге автомобиль – это неинерциальная система отсчета, и для перехода из инерциальной системы отсчета в соответствующим образом вращающуюся неинерциальную необходимо в уравнения ввести силу инерции. Подробнее – на самые первые страницы самого первого учебника по физике.
Из учебника следует, что автомобиль способен оставаться на дуге поворота, пока сила сцепления – сила трения покоя (отдельная тема, в пределе не тривиальная), которую генерируют шины, уравновешивает силу инерции, в данном случае центробежную силу, равную m*V^2/R (масса, скорость, радиус). Как только сила сцепления перестанет уравновешивать центробежную силу (из-за увеличения скорости, уменьшения радиуса и т.д.), автомобиль начнет соскальзывать наружу поворота.
Каждая шина развивает некую силу сцепления, и общее сцепление автомобиля – это сумма этих сил. Если (довольно грубо сформулировано, но зато наглядно) сумма сил сцепления задних колёс больше, чем сумма сил передних, и инерция начинает первой выносить наружу поворота переднюю ось, то говорят, что автомобиль испытывает недостаточную поворачиваемость (потерю управляемости, снос, understeer — другие названия этого явления). Если сумма сил сцепления задних колёс меньше, чем передних, и инерция вынос автомобиля наружу начинает с задней оси, то автомобиль испытывает избыточную поворачиваемость (потерю устойчивости, занос, oversteer).
Отсюда следует, что если автомобиль в ответ на поворот руля начинает скользить передней осью мимо поворота, а хочется, чтобы он хорошо слушался руля, инженерам необходимо либо увеличить сцепление на передней оси, либо уменьшить на задней. Первое предпочтительнее, но если возможности этого по инженерным, экономическим, маркетологическим причинам исчерпаны, то применяется второй путь. Это возможно сделать очень многими способами, и это и есть настройка баланса автомобиля.
Вывешивание заднего колеса – это один из способов уменьшить силу сцепления задней оси, чтобы привести баланс автомобиля к более приемлемому. (Причем часто это делается самым простым, удобным и очевидным способом – подбором стабилизаторов поперечной устойчивости.)
Вполне себе используется термин «перегрузить шину». Кстати, интересно то, что всё это можно увидеть на графиках телеметрии.
2. Влияние перераспределения веса на силу сцепления.
Почему вообще сила сцепления зависит от перераспределения веса? Ведь сила трения покоя, как мы знаем из школы, равна kN , где N – это сила реакции опоры, которая по модулю равна как раз весу. И если вес перераспределяется с одного колеса на другое, суммарный вес всё равно остаётся прежним, и, следовательно, остаётся прежней и сила сцепления всей оси.
Нет. И это интересный момент. Утверждение, что она прежней не остаётся, вы встретите в любой книге по основам движения автомобиля, например в книгах того же М. Горбачева. Но объяснения, почему это так, вы там не увидите, а само утверждение интуитивно непонятно и вызывает внутренний протест.
Вообще, F = kN , закон Амонтона — Кулона, которому мы так доверяем, на самом деле всего лишь эмпирические данные, закономерность, выведенная из экспериментов с некоторыми типами материалов. Для некоторых материалов он не выполняется.
Применяя его для эластомера, в частности для автомобильной шины, коэффициент k мы будем вынуждены превратить в функцию. В функцию от очень многих переменных, и, в частности, что очень интересно и интуитивно непонятно, от силы, с которой шина прижимается к асфальту.
В автомобильной физике это явление описывается термином tire load sensitivity. К сожалению, я не встречал его в отечественной литературе, так что вообще не уверен, что есть русский устоявшийся термин (как например slip angle мы называем устоявшимся термином «угол увода»), но перевести это можно как «чувствительность шины к нагрузке».
Если владеете немного английским, посмотрите вот этот ролик:
По-простому говоря, чем больше растёт «вес» шины, тем больше падает коэффициент сцепления. F = kN , и с ростом веса N падает коэффициент сцепления k . Отсюда сразу становится понятно, почему перераспределение веса на одно из колёс оси, при том, что общий вес оси не меняется, вызывает уменьшение сцепления всей оси – на том колесе, которое нагружается, сила сцепления увеличивается меньше, чем уменьшается на том, которое разгружается.
Как я уже говорил, это интуитивно совершенно непонятно, но таково свойство эластомеров.
(Глава Трение и механика контактного взаимодействия эластомеров, Попов В.Л. — М. : ФИЗМАТЛИТ, Механика контактного взаимодействия и физика трения.),
Это свойство шины, её «нелинейность» в процессе трения, лежит в основе множества эффектов, которые используются для постройки, настройки автомобилей и их пилотирования, о которых написаны десятки книг, статей и так далее.
3. Вывешивание колеса.
Вывешивание колеса – это частный и предельный случай перераспределения веса между колёсами данной оси. Полное, 100%-е перераспределение веса – очевидно, что если на одной оси колесо не касается поверхности, то весь вес оси приходится на то колесо, которое стоит на дороге.
Вывешивая заднее колесо и тем самым уменьшая силу сцепления задней оси, инженеры помогают автомобилю поворачивать.
Совершенно не каждый автомобиль вывешивает колесо, как уже сказал, это предельный случай. Но теми же стабилизаторами поворачиваемость автомобиля регулируется ровно по этому принципу – чем жестче на задней оси стабилизатор, тем больше автомобиль начинает опираться на внешнее колесо, тем меньше сцепления у задней оси и тем сильнее его поворачиваемость смещается в сторону избытка.
P.S. Несколько уточняющих замечаний, без раскрытия, но чтобы меня не обвинили в том, что я написал про частности, забыв про общее
а) У автомобиля есть два режима движения, назовем их динамически устоявшийся и переходный. Это не канонические названия, просто суть – когда автомобиль находится в процессе переноса веса (начинает поворачивать) и когда автомобиль закончил этот процесс (например, в пределе едет по дуге, в пределе тормозит и т.д.) – это две большие разницы.
б) Довольно бессмысленно говорить о балансе машины «вообще», правильнее говорить о балансе машины в данной конкретной фазе данного конкретного поворота. При данных конкретных действиях водителя, ещё можно заметить, но так как мы говорим о профессиональном управлении автомобилем, то действия пилота, если они не контраварийные, определены секундомером.
Вывешивают колесо обычно у машин, которые изначально склонны не очень хорошо поворачивать, конкретно на входе в повороты, предпочтительно медленные (в быстрых поворотах нужна машина стабильная, а в медленных – хорошо в них ввинчивающаяся). Но это как бы так, художество… я это просто для демонстрации принципа пишу.
в) И инженеры при постройке-настройке, и пилоты при пилотировании имеют широкие возможности по «регулировке» силы сцепления на колёсах в каждый конкретный момент времени. На постоянной работе с весом каждого из колёс, на балансе этих весов между собой построено и всё спортивное (и грамотное гражданское тоже, кстати) управление автомобилем, и его настройка.
г) К теме не относится, но светилось в комментариях, поэтому тоже уточню. Многие смешивают наклон автомобиля и перенос веса.
В процессе разгона, торможения, поворота автомобиля (то есть когда автомобиль испытывает ускорение) одни его колёса начинают «весить» больше, а другие – меньше. Тут я не буду много писать, вот ссылка на статью Михаила Подорожанского, где в первых же абзацах проиллюстрировано, почему при любых ускорениях происходит динамическое перераспределение веса — https://autoreview.ru/articles/kak-eto-rabotaet/motophysics .
Тут просто несколько замечаний.
Во-первых, там схема упрощена, так как в настоящем автомобиле, а не в монолитно-жесткой конструкции всё же силы действуют через систему рычагов. Но для понимания сути этого достаточно.
Во-вторых, про смешение наклона автомобиля и переноса веса. Наклон автомобиля – это визуальное следствие действия тех же сил, которые переносят вес с колеса на колесо, но это не причина и не индикатор этого переноса. В принципе, из рисунка это очевидно. У карта, который практически не наклоняется по причине отсутствия пружин, возникает тот же самый перенос веса. Геометрией подвески можно «регулировать» то, насколько автомобиль будет наклоняться в поворотах, и можно даже сделать автомобиль, который не будет наклоняться вообще (и такие автомобили даже делают, насколько я знаю), но от переноса веса его это не избавит. Минимизировать перенос веса возможно, уменьшив рычаг той силы, которая вызывает этот перенос. Именно для уменьшения этого рычага спортивные автомобили стараются делать с как можно более низким центром масс, расширяют им колею. Опять же, как это работает, очевидно из рисунка в статье Михаила Иосифовича. А на вопрос, зачем это делают, ответ вы тоже знаете — потому что перенос веса отнимает у машины сцепление.
Источник статьи: http://autoreview.ru/club/forum/post/24466