Многие из Вас, читая технические характеристики тех или иных автомобилей, не раз задавались вопросом: "Почему эта модель с большей массой, меньшей мощностью и таким же приводом разгоняется за меньшее время чем более мощная и легкая машина?". Так давайте попытаемся на него ответить. 1. Передаточные числа КПП Спортсменам давно известно, что более высокие передаточные числа уменьшают время разгона, так как двигатель большую часть времени работает в верхнем диапазоне оборотов где у большинства гоночных машин как раз и приходятся максимальная мощность и крутящий момент. Пример. Знаменитая Ferrari 250 GTO при использовании главной пары 4.21 могла разогнаться до 100 км/ч за 4.9 секунды, но при этом развить только 208 км/ч. Но уже с КПП для Ле-Мана, рассчитанной на максимальную скорость на прямой Мульсанн (которая составляла 282 км/ч), время набора первой сотни увеличивалось до 5.9-6.0 секунд. Вывод: чем короче числа КПП и главной пары, тем меньше максимальная скорость но быстрее разгон. Короткие числа предпочтительнее для трасс, изобилующих медленными поворотами и подъемами, а также дают преимущество при разгоне на выходе. В дополнение к настройкам чисел для КПП также настраивается передаточное число дифференциала. 2. Масса Двигателю намного легче сдвинуть с места массу в 800 кг нежели 950. Чем меньше снаряженная масса машины, тем быстрее она будет разгоняться, ей станет намного легче управлять, сократиться тормозной путь и уменьшится расход топлива (что очень важно в гонках на выносливость). Единственное ограничение этого пункта: минимально допустимый регламентом вес. Чтобы уменьшить массу в современных гоночных болидах применяют титан, магний, карбон и композитные материалы, армированные алюминием пластики и т.д. В Формуле 1 сезона 2014 года пилоты на себе проверяют действенность этого метода, худея практически до предела стараясь выиграть пару десятых секунды на круге. 3. Параметры мотора Двигатель должен быстро достигать оборотов с пиковым значением мощности и крутящего момента. Этому способствую особые распределительные валы, грамотно настроенная система впрыска топлива, анти-лаг, продуманная подача воздуха для мотора и множество других нюансов. Простой пример: на гонках по подъему на холм, проводимых для винтажных гоночных машин, турбированные Porsche 935 имели огромный турболаг, а их максимальные мощность и крутящий момент достигались на оборотах близких к максимальным. В медленных шпильках обороты падали ниже тех, на которых турбина создает рабочее давление и к моменту выхода из поворота требовалась пара секунд чтобы мотор раскрутился и выдал все свои 600 лошадиных сил. У атмосферных спортивных прототипов таких проблем не было, хотя они значительно уступали в скорости на прямой. И кто же думаете был быстрее ? Ответ неверный - атмосферные машины. Если трасса изобилует среднескоростными и медленными поворотами, то двигатели без наддува лучше подойдут. Машины, оснащенные механическими нагнетателями, в свою очередь опередят атмосферные. Но не стоит забывать о новейших технологиях: на современных гоночных и дорожных автомобилях турболаг практически ушел в прошлое. Есть еще много параметров двигателя, которые влияют на приемистость и ,следовательно, на время круга. Главное - на конкретной трассе они были настроены таким образом, чтобы обеспечить работу силового агрегата на оборотах, которые будут находитmся между максимальными оборотами мощности и крутящего момента. Первостепенное значение в достижении этой цели играет как раз настройка передаточных чисел КПП. 4. Шины С уменьшением давления в резине увеличивается пятно контакта ведущих колес с поверхностью, но только до определенного предела. Если давление будет ниже некоторого порога, который зависит от рекомендованного рабочего давления резины, условий на трассе и особенностей машины, то подспущенные шины начнут уже замедлять разгон, так как низкое давление негативно скажется на форме покрышки. Хотелось бы упомянуть, что более мягкая по составу резина даже без сброса давления дает преимущества при разгоне и дополнительное сцепление в поворотах, но при этом быстро изнашивается. Если Вы смотрели старт драгстера класса Top Fuel, то могли видеть, как очень мягкая резина буквально деформируется на старте. Затем деформация прекращается, так как упругость и прочность покрышки находятся на достаточном уровне чтобы сохранять симметрию. После того, как резина вошла в рабочее состояние, все 8000 лошадиных сил выстреливают болид к финишу на скорости 500 км/ч. Примерно тоже, но в меньших масштабах, происходит и с любой другой покрышкой с мягким компаундом на старте. Вывод: для оптимально быстрого разгона и хорошего сцепления с трассой необходимо настраивать давление в шинах, а также подбирать оптимальный состав для конкретных условий. Ведь в сильный дождь на сликах стартовать быстро не получиться в любом случаен. Более широкие шины на ведущей оси также сократят время разгона, но могут негативно сказаться на управляемости вызывая избыточную поворачиваемость, особенно на мокрой трассе. 5. Подвеска Мягкость или жесткость всей подвески или только той ее части, которая находится на ведущей оси, незначительно изменяет время разгона. Хотя настройка жесткости напрямую влияет на скорость в поворотах. Поэтому не стоит забывать, что на трассе ускоряться придется не только на прямых участках, но и в связках поворотах, на выходе. Это подводит нас к следующему пункту. 6. Распределение веса Представим, что мы возьмем два гипотетических заднеприводных купе со снаряженной массой 1200 кг. Они оснащены полностью одинаковыми V-образными 6-ти цилиндровыми атмосферными моторами мощностью 350 л.с. и 6-ти ступенчатой трансмиссией с двумя сцеплениями (чтобы нивелировать навыки пилотов). Только у одного из них мотор расположен посередине, продольно, в пределах колесной базы (перед задней осью). А у другого посередине, продольно, но за пределами колесной базы (за задней осью). У первой машины распределение веса по осям составляет 45% на переднюю ось и 55% на заднюю. У второй 35% и 65 % соответственно. Выставим их против друг друга в заезде на четверть мили. Выиграет автомобиль, к которого больше загружены ведущие колеса, в данном случае с развесовкой 35/65%. Почему ? Потому что при старте масса перемещается назад (а при торможении вперед - вы это чувствуете каждый раз, когда сильно нажимаете на педаль тормоза). В нашем случае большее перемещение веса дополнительно загрузило задние ведущие колеса, что увеличило пятно контакта. Вес также перемещается и при поворотах: если гонщик поворачивает вправо, то загружаются оба левых колеса автомобиля. Об этом можно прочитать в любом самоучителе экстремального вождения. 7. Привод В гонках распространены все типы приводов: передний, полный и задний. Здесь все зависит от загрузки ведущих колес (см пункт 6), настроек подвески (см пункт 5), передаточных чисел (см пункт 1), параметров дифференциалов (в случае полным приводом) и управляющей электроники, если таковая разрешена регламентом. Во многом время будет зависеть от мастерства пилота. 8. Мастерство пилота Чем опытнее гонщик, тем грамотнее он сможет определить оптимальные обороты для старта и переключения передач, выход резины на максимальное сцепление с трассой, сможет не допускть пробуксовки. В этом моменте ключевую роль играет скорость переключение передач и точная подача мощности. Не стоит забывать, что на трассе опытный водитель будет быстрее не только за счет этого, но и благодаря умению использовать все возможности шасси в каждом повороте.
AUTOLife365
Сокращение времени разгона на гоночных машинах
Многие из Вас, читая технические характеристики тех или иных автомобилей, не раз задавались вопросом: "Почему эта модель с большей массой, меньшей мощностью и таким же приводом разгоняется за меньшее время чем более мощная и легкая машина?". Так давайте попытаемся на него ответить.
1. Передаточные числа КПП
Спортсменам давно известно, что более высокие передаточные числа уменьшают время разгона, так как двигатель большую часть времени работает в верхнем диапазоне оборотов где у большинства гоночных машин как раз и приходятся максимальная мощность и крутящий момент. Пример. Знаменитая Ferrari 250 GTO при использовании главной пары 4.21 могла разогнаться до 100 км/ч за 4.9 секунды, но при этом развить только 208 км/ч. Но уже с КПП для Ле-Мана, рассчитанной на максимальную скорость на прямой Мульсанн (которая составляла 282 км/ч), время набора первой сотни увеличивалось до 5.9-6.0 секунд. Вывод: чем короче числа КПП и главной пары, тем меньше максимальная скорость но быстрее разгон. Короткие числа предпочтительнее для трасс, изобилующих медленными поворотами и подъемами, а также дают преимущество при разгоне на выходе. В дополнение к настройкам чисел для КПП также настраивается передаточное число дифференциала.
2. Масса
Двигателю намного легче сдвинуть с места массу в 800 кг нежели 950. Чем меньше снаряженная масса машины, тем быстрее она будет разгоняться, ей станет намного легче управлять, сократиться тормозной путь и уменьшится расход топлива (что очень важно в гонках на выносливость). Единственное ограничение этого пункта: минимально допустимый регламентом вес. Чтобы уменьшить массу в современных гоночных болидах применяют титан, магний, карбон и композитные материалы, армированные алюминием пластики и т.д. В Формуле 1 сезона 2014 года пилоты на себе проверяют действенность этого метода, худея практически до предела стараясь выиграть пару десятых секунды на круге.
3. Параметры мотора
Двигатель должен быстро достигать оборотов с пиковым значением мощности и крутящего момента. Этому способствую особые распределительные валы, грамотно настроенная система впрыска топлива, анти-лаг, продуманная подача воздуха для мотора и множество других нюансов. Простой пример: на гонках по подъему на холм, проводимых для винтажных гоночных машин, турбированные Porsche 935 имели огромный турболаг, а их максимальные мощность и крутящий момент достигались на оборотах близких к максимальным. В медленных шпильках обороты падали ниже тех, на которых турбина создает рабочее давление и к моменту выхода из поворота требовалась пара секунд чтобы мотор раскрутился и выдал все свои 600 лошадиных сил. У атмосферных спортивных прототипов таких проблем не было, хотя они значительно уступали в скорости на прямой. И кто же думаете был быстрее ? Ответ неверный - атмосферные машины. Если трасса изобилует среднескоростными и медленными поворотами, то двигатели без наддува лучше подойдут. Машины, оснащенные механическими нагнетателями, в свою очередь опередят атмосферные. Но не стоит забывать о новейших технологиях: на современных гоночных и дорожных автомобилях турболаг практически ушел в прошлое. Есть еще много параметров двигателя, которые влияют на приемистость и ,следовательно, на время круга. Главное - на конкретной трассе они были настроены таким образом, чтобы обеспечить работу силового агрегата на оборотах, которые будут находитmся между максимальными оборотами мощности и крутящего момента. Первостепенное значение в достижении этой цели играет как раз настройка передаточных чисел КПП.
4. Шины
С уменьшением давления в резине увеличивается пятно контакта ведущих колес с поверхностью, но только до определенного предела. Если давление будет ниже некоторого порога, который зависит от рекомендованного рабочего давления резины, условий на трассе и особенностей машины, то подспущенные шины начнут уже замедлять разгон, так как низкое давление негативно скажется на форме покрышки. Хотелось бы упомянуть, что более мягкая по составу резина даже без сброса давления дает преимущества при разгоне и дополнительное сцепление в поворотах, но при этом быстро изнашивается. Если Вы смотрели старт драгстера класса Top Fuel, то могли видеть, как очень мягкая резина буквально деформируется на старте. Затем деформация прекращается, так как упругость и прочность покрышки находятся на достаточном уровне чтобы сохранять симметрию. После того, как резина вошла в рабочее состояние, все 8000 лошадиных сил выстреливают болид к финишу на скорости 500 км/ч. Примерно тоже, но в меньших масштабах, происходит и с любой другой покрышкой с мягким компаундом на старте. Вывод: для оптимально быстрого разгона и хорошего сцепления с трассой необходимо настраивать давление в шинах, а также подбирать оптимальный состав для конкретных условий. Ведь в сильный дождь на сликах стартовать быстро не получиться в любом случаен. Более широкие шины на ведущей оси также сократят время разгона, но могут негативно сказаться на управляемости вызывая избыточную поворачиваемость, особенно на мокрой трассе.
5. Подвеска
Мягкость или жесткость всей подвески или только той ее части, которая находится на ведущей оси, незначительно изменяет время разгона. Хотя настройка жесткости напрямую влияет на скорость в поворотах. Поэтому не стоит забывать, что на трассе ускоряться придется не только на прямых участках, но и в связках поворотах, на выходе. Это подводит нас к следующему пункту.
6. Распределение веса
Представим, что мы возьмем два гипотетических заднеприводных купе со снаряженной массой 1200 кг. Они оснащены полностью одинаковыми V-образными 6-ти цилиндровыми атмосферными моторами мощностью 350 л.с. и 6-ти ступенчатой трансмиссией с двумя сцеплениями (чтобы нивелировать навыки пилотов). Только у одного из них мотор расположен посередине, продольно, в пределах колесной базы (перед задней осью). А у другого посередине, продольно, но за пределами колесной базы (за задней осью). У первой машины распределение веса по осям составляет 45% на переднюю ось и 55% на заднюю. У второй 35% и 65 % соответственно. Выставим их против друг друга в заезде на четверть мили. Выиграет автомобиль, к которого больше загружены ведущие колеса, в данном случае с развесовкой 35/65%. Почему ? Потому что при старте масса перемещается назад (а при торможении вперед - вы это чувствуете каждый раз, когда сильно нажимаете на педаль тормоза). В нашем случае большее перемещение веса дополнительно загрузило задние ведущие колеса, что увеличило пятно контакта. Вес также перемещается и при поворотах: если гонщик поворачивает вправо, то загружаются оба левых колеса автомобиля. Об этом можно прочитать в любом самоучителе экстремального вождения.
7. Привод
В гонках распространены все типы приводов: передний, полный и задний. Здесь все зависит от загрузки ведущих колес (см пункт 6), настроек подвески (см пункт 5), передаточных чисел (см пункт 1), параметров дифференциалов (в случае полным приводом) и управляющей электроники, если таковая разрешена регламентом. Во многом время будет зависеть от мастерства пилота.
8. Мастерство пилота
Чем опытнее гонщик, тем грамотнее он сможет определить оптимальные обороты для старта и переключения передач, выход резины на максимальное сцепление с трассой, сможет не допускть пробуксовки. В этом моменте ключевую роль играет скорость переключение передач и точная подача мощности. Не стоит забывать, что на трассе опытный водитель будет быстрее не только за счет этого, но и благодаря умению использовать все возможности шасси в каждом повороте.