Как автомобиль поворачивает

В этой статье речь пойдет не о том, как устроено рулевое управление автомобиля, а о том, как автомобиль ведет себя на дороге во время поворота.

Также, о том, как в этот момент распределяются силы по колесам, и как весь процесс движения автомобиля на повороте (когда автомобиль поворачивает), влияет на безопасность его движения на дуге поворота.

Это необходимо знать в первую очередь для того, чтобы понять по каким причинам автомобиль может произвольно «уйти» с заданной траектории движения и, соответственно, как не потерять управление автомобилем.

Произвольно «уйти» с траектории – это когда водитель этого не хотел, но так получилось, вопреки всем его стараниям удержать автомобиль на дороге.

Хороший пример, как такое происходит на «прямой» дороге, есть в статье Подскользнулся.

Далее, по тексту:

Что такое поворот автомобиля
Силы действующие на автомобиль в повороте
Как не потерять управление автомобилем

Что такое поворот автомобиля

Что такое поворот автомобиля (из области физических понятий). Поворот автомобиля – это изменение направления его движения отличного от прямолинейного. Что это означает?

Когда передние колеса находятся в положении «прямо», то автомобиль движется прямолинейно, т.е. по прямой. Если передние колеса повернуть на любой, самый незначительный угол, то автомобиль начнет поворачивать.

Радиус поворота автомобиля зависит от величины угла поворота передних колес. Чем больше повернуты колеса, тем меньше радиус поворота.

Поскольку поворот колес осуществляется механизмом рулевого управления, то рассуждая о движении автомобиля в повороте, принято говорить не об углах поворота передних колес, а повороте рулевого колеса.

Так вот, даже незначительный поворот руля «уведет» автомобиль с прямолинейной траектории.

Если повернуть руль, зафиксировать его в одном положении и приступить к движению, то автомобиль опишет окружность.

Центр окружности, вдоль которой поворачивает автомобиль, всегда лежит на «продолжении» задней оси автомобиля, а радиус поворота автомобиля изменяется вращением рулевого колеса (углом поворота передних колес).

Итак, сформулируем ответ на вопрос, что такое поворот автомобиля.

Поворот автомобиля — это изменение направления его движения, осуществляемое путем вращения рулевого колеса на некоторый угол в определенную сторону (влево или вправо) в процессе движения.

Это не официальное определение, но оно вполне понятно для осмысления процесса движения автомобиля на повороте.

Силы действующие на автомобиль в повороте

Автомобиль остается управляемым, когда колеса имеют контакт с дорогой достаточный для того, чтобы колеса, цепляясь за дорогу, катились, а не скользили.

С увеличением скорости этот контакт несколько ослабевает, и в зависимости от качества (состояния) дорожного покрытия может исчезнуть совсем.

Это свойство (уменьшение качества контакта колеса с дорогой) заметно проявляется на скользкой поверхности дороги (песок, мокрая глина, дождь, слякоть, снег, гололед).

Автомобиль опирается на дорогу четырьмя колесами (для упрощения понимания действия сил рассмотрим легковой автомобиль).

Сложная система подвески помогает преодолевать неровности дороги, и обеспечивает водителю и пассажирам определенный комфорт, но важно понять, что сцепление с дорожным покрытием автомобилю обеспечивают только четыре пятна контакта его колес.

В состоянии покоя, когда автомобиль стоит на месте, вес автомобиля равномерно распределен по всем его колесам. Можно сказать, что вес равномерно «давит» на все четыре колеса автомобиля.

В момент начала движения (старта) и набора скорости (разгона) вес автомобиля перемещается назад. В момент замедления автомобиля (торможения, в т.ч. используя двигатель, или сброс газа) и его остановки, вес перемещается вперед.

Этот механизм перемещения веса (загрузки-разгрузки по осям) описан в статье Осторожно скользкая дорога.

Когда автомобиль наберет скорость и движется прямолинейно на постоянной тяге (число оборотов двигателя остается неизменным), вес автомобиля почти равномерно распределяется по всем колесам.

Если полотно дороги более-менее ровное и сцепление колес с дорожным полотном хорошее, тогда автомобиль на дороге устойчив и управляем – он легко слушается руля.

Но реальность такова, что дорога не всегда прямолинейна и не без изъянов. Приходится все время корректировать линию движение поворотом руля, как на прямой дороге, так и на ее изгибах.

Поворачивать приходится и на перекрестках, и на дорожных развязках, которые могут оказаться достаточно крутыми, и на естественных изгибах дороги.

Вращение руля приходится использовать везде и в разных условиях: хотя бы для того чтобы выехать из двора (прилегающей территории), повернуть на дорогу, объехать яму и пр.

Что происходит с автомобилем, когда он поворачивает?

Поскольку любой автомобиль имеет вес и обладает инерцией, то когда автомобиль приступает к повороту, его вес как бы продолжает двигаться по прямой, т.е. центр массы автомобиля стремится за пределы окружности поворота с силой, которую дает ему ускорение (чтоб было понятнее — скорость).

Вектор силы направлен перпендикулярно радиусу поворота.

Это стремление «вырваться» за пределы дуги поворота тем сильнее, чем меньше радиус поворота (чем больше повернут руль) и чем выше скорость автомобиля в повороте.

Именно по этой причине скорость необходимо снизить еще до входа в поворот, а непосредственно дугу поворота необходимо пройти на постоянной (неизменной) скорости (на ровной «тяге»).

Последствия перемещения веса в процессе поворота автомобиля неминуемо сказываются на качестве сцепления колес с дорожным покрытием.

Во время движения автомобиля в повороте происходит перераспределение его веса на каждом! из его четырех колес. Что это значит?

Это значит, что во время движения автомобиля на повороте, у всех его колес сцепление с дорогой неодинаковое, т.е. неравномерное!

Самым нагруженным колесом становится «внешнее» переднее колесо относительно дуги поворота. На правом повороте «внешним» колесом становится переднее левое, а на левом повороте «внешним» становится переднее правое колесо.

Соответственно, у «внешних» колес на повороте будет самое сильное сцепление с дорожным полотном. У остальных колес сцепление с дорогой на поворотах в разной степени ослабевает.

Данный процесс изменения качества сцепления происходит непрерывно с каждым поворотом рулевого колеса!

Как не потерять управление автомобилем

Автомобиль остается управляемым и слушается поворота руля только благодаря хорошему сцеплению колес с дорожным покрытием. Хорошее сцепление – это когда колеса автомобиля катятся и цепляются за дорогу, а не скользят.

Причем, не важно, автомобиль движется в повороте или он едет по прямой дороге, и неважно, действие происходит летом на сухой дороге или зимой, во время гололеда.

Решающий фактор – скорость. Если автомобиль начинает терять сцепление с дорогой, значит его скорость в данных дорожных условиях высокая. Следовательно, нужно снизить скорость и не доводить ситуацию до того момента, когда колеса заскользят.

Разница между особенностями движения на летней и зимней дороге состоит лишь в том, что на зимней скользкой дороге автомобиль потеряет сцепление с дорогой (заскользит) на значительно меньшей скорости, чем на летней сухой дороге при прочих равных условиях движения!

На одном и том же полотне дороги во время движения автомобиля на повороте его колеса заскользят быстрее, чем на прямолинейном движении. Чем выше скорость на дуге поворота, тем выше вероятность срыва колес в скольжение (и как следствие, это снос или занос).

Эту зависимость (скорость и вероятность «улететь с дороги») также необходимо учитывать во время движения на скользкой дороге.

Если вы не хотите потерять управление автомобилем на дуге поворота, следите за своей скоростью, она должна быть безопасной и неизменной в процессе всего поворота. См. статью Что такое безопасная скорость.

Перераспределение веса по колесам автомобиля происходит при каждом повороте руля, в том числе и при корректировке движения на прямой дороге. Поэтому руль всегда необходимо поворачивать плавно. Быстро, но плавно, не допуская рывков.

В таких ситуациях хорошую помощь оказывают электронные системы стабилизации, но не стоит полностью полагаться только на автомобильную электронику.

Электронные помощники, которыми оснащаются современные автомобили, безусловно, очень сильно облегчают вождение.

Эти системы способны исправить многие ошибки в технике управления автомобилем, но не все. Нужно стараться критических ситуаций не допускать. Есть пределы, за которыми электроника бессильна.

Главный за рулем – это водитель (читайте — вы), а электронный помощник – это всего лишь умный помощник в (ваших) умелых руках.

На этом, ответ на вопрос «как автомобиль поворачивает», как меняется его «поведение» на дороге и, соответственно, как не потерять управление автомобилем, можно считать оконченным.

Оставайтесь на страницах сайта. Вы найдете для себя много интересного и полезного в плане собственной безопасности на дорогах.

Свой вопрос вы можете задать в форме для комментариев, которая находится в самом конце текстовой «ленты».

Возможно, вам захочется поделиться какой-то своей непонятной ситуацией. Мы с вами можем ее рассмотреть, и провести «работу над ошибками».

В продолжение темы «как автомобиль поворачивает», а также ответов на вопросы по обеспечению собственной безопасности в процессе движения по дорогам предлагаю ознакомиться с содержанием следующих статей:

Осторожно скользкая дорога;
Тормозить в повороте нельзя!
Что такое безопасная скорость;
Как не «улететь» со скользкой дороги;
Вождение автомобиля зимой. Физика движения автомобиля;
Часть 7. Выполнение поворота из серии Управление автомобилем;

Будьте внимательны за рулем.