Мысли по поводу подвески, физика за 9 класс

Вот уже который раз я наблюдаю закономерность, что просто следовать советам, которые тебе дают, абсолютно неправильно. Пока не сядешь и не разберёшься и не сделаешь так, как нужно ничего работать не будет.
Ещё во времена постройки мотора 1.8 я хотел себе хорошую подвеску. Поиски и скромный бюджет привёл меня к подвеске AST 4100. На тот момент я мало что понимал, что такое отбой, сжатие, медленная скорость штока, быстрая. Купил я её, поставил, первый выезд на трек и пришло понимание, что пружины очень мягкие. Тогда AST были полностью в стандартной комплектации, на стандартных характеристиках. Пружины имели жесткость 50/40 кг/см перед/зад.

Пособирав информацию, принял решение установить пружины 100/80 кг/см перед/зад. Стабилизатор на тот момент стоял самый толстый, 24 мм. Первый же выезд на трек показал, что теперь стало гораздо лучше. Таким вот образом я и проездил 3 сезона. Ездил как на Hankook Ventus RS4, так и на Yokohama Advan a052.

Постепенно результаты становились лучше, никаких проблем с подвеской не возникало. В конце сезона 2024 года пришло понимание, что нужно бы чуть пожестче. Но тогда вместо ремонта и ревалва AST сложилось так, что я приобрёл подвеску BC racing, на которую молятся половина участников LTAC. Каких только лестных слов про неё не было сказано, поставил и поехал, чуть ли не на тумбу. Прямо из коробки. Раз выпал такой шанс, его упускать нельзя. Покупка BC, установка. Решил сразу поставить пружины 100/80, что стояли на AST. Первый выезд в Рязани, что то не то. Машина козлила из поворотов, после проезда поребриков был такой же эффект. Начал вникать, как так то. Вроде бы есть улучшение по времени, но езда стала невыносимой просто. И тут мне советую сделать ревалв. Но просто так его не сделать, нужен расчёт. Ого, думаю, что то новенькое, должно работать, раз все советуют и никто не жалуется. Делаю расчёт, под мою машину, под мою массу, под мою подрессорную массу, шину. Отвожу подвеску на ревалв с расчётами, забираю все, ставлю и с полным ажиотажем еду на гонку ставить рекорды. Но не тут то было. Все едет, все разгоняется, даже поворачивает. Время круга хуже, чем в предыдущей конфигурации.
И тут нужно начать теперь с самого начала, на чем были основаны мои предыдущие суждения и решения.
Когда был первый выезд на AST в её стоковой конфигурации, для 1150 кг она оказалась очень мягкой. Я обратился в KMS Motorsport (Ковальчук) с данным вопросом, как сделать пожестче. Он дал ответ, что нужно попробовать заменить пружины, предожил 70/80 кг перед/зад КАК ОТПРАВНУЮ ТОЧКУ под мой вес и шины. Так же привел в пример кольцевые Поло, которые ездят на 80/90 пружинах на 048 Advan. Масса авто в данном случае 980 кг. Так же он сказал, что если этого будет мало, надо сделать гидравлику амортизаторов с более кольцевой характеристикой. Я принял во внимание его рекомендации и так же поискал ещё соотношения веса к жестеости пружин и разных автомобилей под кольцо. Тогда и пришёл к 100/80 кг/см. Так и ездил, пока не пересел на 052 Advan. Эта шина более цепкая, нагрузка в повороте выросла, крены стали больше да и в целом при переносе массы на внешние колеса машина сползала наружу с траектории. Ну а далее, я был как пёс на поводке, пошёл за чужим мнением и купил BC. Обращаясь за расчётом характеристик амортизаторов к Белоцкому, после предварительного результата я конечно же удивился, ПРУЖИНЫ ПОД Advan 052 70/60 кг/см перед зад, НА МАССУ АВТО 1150 КГ. Но меня успокоили, мол жёстко это не всегда хорошо, расчёт идёт по колебаниям подвески 1-1,5 Гц (60-90 колебаний в минуту), да и жёсткие пружины ставят на плохую гидравлику, чтобы компенсировать её недостатки. Далее была рекомендация поставить самый мягкий стабилизатор, мол он мешает работе жёсткой подвески, он там не нужен. Но надо пробовать и тестировать. Так же, была рекомендация выставить ход штока не в рекомендуемые 1/3 хода на отбой и 2/3 на сжатие, а на 1/2, тоесть пополам.
И вот, сделав все это, за исключением стабилизатора (я его просто снял) я, будучи уверенным, что все будет отлично, поехал на 1 этап. Фиаско постигло меня, настало время поработать головой.
Что имеем по факту. После проезда поребрика, выпрямляем руль, машина имеет раскачку кузова. 3-4 колебания. На AST на более жёстких пружинах такого не было. Из-за этого разгон после поворота, при прохождении апекса невозможен. В затяжных поворотах проблем нет.
Теперь обратимся к физике из школьной программы.
Колебания:
Полным колебанием называют движение, за которое тело возвращается в исходную точку (из которой началось колебание). За одно полное колебание тело дважды максимально отклоняется от положения равновесия, поэтому один полный путь одного полного колебания равен четырём амплитудам.
Зависимость периода колебаний от жёсткости пружины и массы груза:
Период колебаний: связь между массой и жесткостью пружины
Период колебаний — это время, за которое тело совершает одно полное колебание. Период колебаний зависит от двух факторов: жесткости пружины и массы груза. Жесткость пружины определяет силу, с которой она сопротивляется деформации, а масса груза определяет его инерцию.
Формула для расчета периода колебаний выглядит следующим образом:
T = 2π√(m/k)
где T — период колебаний, π — число пи (приблизительно равно 3,14), m — масса груза, k — жесткость пружины.
Ничего не заметили? Жесткость пружины стоит в знаменателе. Чем БОЛЬШЕ жесткость пружины, тем МЕНЬШЕ период колебания. Иными словами, после проезда поребрика, время раскачки кузова на жёстких пружинах меньше, чем на мягких.
Далее — амплитуда.
Амплитуду колебаний (A) можно рассчитать по формуле: A = √(2E / k), где:
E — полная энергия системы (кинетическая + потенциальная);
k — жёсткость пружины.
Из этой формулы видно, что амплитуда определяется начальной энергией, сообщённой системе в момент начала колебаний.
Если попроще, амплитуда колебаний зависит от энергии (вес на скорость) и от жесткости пружины
Чем выше жёсткость пружины, тем меньше амплитуда колебания, так как коэффициент жесткости выступает знаменателем.
Ну что, физика нам говорит, что снижая жесткость пружины мы увеличиваем амплитуду и период колебаний, что и было доказано на практике ещё на подвеске AST.
Что имеем сейчас по факту с подвеской. По рекомендациям были установлены мягкие пружины, был сделан ревалв, который снизил усилие отбоя на высоких скоростях штока.

Результат можно увидеть, сравнив время с 1 этапа и с 5 прошлого сезона.
Очень хотелось бы получить график работы амортизаторов AST 4100 для Лады, чтобы сравнить их с BC. Из всего воспетого, BC для меня сейчас представляют собой обычную подвеску самого низшего покроя, чтобы сделать себе красивую посадку, похвастаться наличием регулировок перед друзьями и иногда выехать на трек на гражданской резине, почувствовать себя гонщиком.
По плану теперь нужно сделать следующее:
Заменить пружины на 120/120 кг/см, вернуть стабилизатор, установить хелперы на задние амортизаторы, чтобы сделать ход штока в нужных параметрах, доработать заднюю балку. Зачем на фултапах хелперы может у кого возникнет вопрос, так вот.
В стоке у BC стоят пружины 70/50 кг/см. Если мы возьмём приблизительную массу на колесо Приоры, для которых она была сделана, то получим, что ход штока на массе на колесо 330/185 кг прожмет штоки на амортизаторах на 47 и 37 мм. Это и есть тот ход, который подразумевает 1/3 хода штока на отбой, и 2/3 на сжатие, передние пружины там установлены с завода с преднатягом. Тоесть в BC тупо воткнули пружины, которые прожмут штоки на нужную величину под примерным весом на колесо. Если ставить более жёсткие пружины, без хелперов никак не представляется возможным выставить правильный ход штока. Массы на колесо просто не хватит продавить жёсткие пружины и утопить шток хотя бы на 1/3.