Круг камма что это
Окружность профессора Камма
А теперь ещё раз поговорим о самом главном в физике движения. Все неприятности начинаются, когда на автомобиль действуют сразу несколько сил. Представьте себе такую ситуацию: автомобиль тормозит, потом поворачивает, причём вершина поворота находится на холме.
Значит, на шины действуют силы отрицательного продольного ускорения, то есть торможения, бокового ускорения в повороте, да ещё и вертикального, так как машину подбросило на холме. Причём не строго по указанным векторам, а во всех направлениях.
Силы, действующие на шину в повороте можно представить в виде графического изображения, но сначала, чтобы лучше понять график, рассмотрим такой пример. Представьте себе, что хозяйка налила вам тарелку борща на кухне и вам следует проследовать с неё в столовую. «Хорошо, что ещё не до краёв налила!» — бормочете вы и внимательно смотрите на тарелку, чтобы не пролить суп. А он так и норовит пролиться через край по направлению вперёд и влево. Стоп! Почему вперёд и влево? Да потому что вы только что «затормозили» в конце коридора и повернули вправо. Точно так же и запас сцепления шин устремляется вперёд и вправо при торможении и повороте влево на нашем графическом изображении.
Посмотрите, как только вы снова пошли, суп устремился назад, точно так же как у автомобиля, трогающегося с места, загружается задняя ось, из-за чего сцепление задних шин возрастает. Первым предложил использовать окружность для графического изображения работы шины в повороте профессор Вунибальд Камм (1893-1966). Ученый работал в техническом университете города Штутгарта, что в Германии, на кафедре автомобили.
Можно предположить, что прежде чем господину Каму пришла в голову идея графически изобразить запас сцепления шины в повороте, он так же покружил с тарелкой супа в руках. Только это был не борщ, а немецкий гороховый «айнтопф», но на результаты эксперимента это не повлияло. Итак, силы, действующие на шину в повороте можно изобразить векторами. Эта сила может быть большой, средней или нулевой. Измерять её сейчас нет никакой необходимости, для нашего графика это неважно. Важно только что длинна стрелки изображает — «максимум», половина стрелки — «середину максимума» и ноль – «ничего». Направление стрелки возможно из центра ( это и есть центр масс автомобиля) в любую сторону, поэтому обведём вокруг окружность.
Конечно, это голая теория, на практике всё немного иначе, но окружность профессора Камма помогает понять, как работает шина в повороте. Если мы пойдем несколько дальше, в третье измерение, то нам придётся иметь дело с полусферой профессора Камма. Её поверхность показывает вертикальное ускорение. Вспомним, что мы говорили о том, что вершина поворота может находиться на холме или на изломе. В этот момент машина станет легче, а вектор устремится в направлении поверхности полусферы, снижая сцепление шины с покрытием дороги. В этот момент способность шины поворачивать, разгоняться или тормозить будет сильно ограничена. А потом за разгрузкой подвески последует её сжатие и неизбежно возникнет прижимная сила. В этот момент вес машины увеличится, сцепление шин улучшится. Как это изобразить графически? Очень просто – увеличением окружности, отодвигающей зону начала скольжения. И это самый подходящий момент чтобы тормозить или поворачивать.
Подведём итог и суммируем вышесказанное. Управление автомобилем в движении создает силы, действующие на машину. Водитель может эти силы в процессе своей «борьбы» с дорогой и с машиной увеличивать или уменьшать, но они всё равно будут соответствовать различным законам физики. Эти законы изменить нельзя. Физика движения объясняет всё, что происходит с автомобилем на дороге. Грамотное управление автомобилем состоит в умении водителя понимать и не нарушать эти законы, а умело их использовать. Быстро, но безопасно ехать на автомобиле, это значит, умело балансировать на границе окружности профессора Кама. А в балансе главное чувствовать перемещение веса и не перебарщивать с ним. Иначе ваш борщ выплеснется из тарелки!
Секреты от М. Горбачева
Окружность Камма
А теперь ещё раз поговорим о самом главном в физике движения. Все неприятности начинаются, когда на автомобиль действуют сразу несколько сил. Представьте себе такую ситуацию: автомобиль тормозит, потом поворачивает, причём вершина поворота находится на холме. Значит, на шины действуют силы отрицательного продольного ускорения, то есть торможения, бокового ускорения в повороте, да ещё и вертикального, так как машину подбросило на холме. Причём не строго по указанным векторам, а во всех направлениях.
Посмотрите, как только вы снова пошли, суп устремился назад, точно так же как у автомобиля, трогающегося с места, загружается задняя ось, из-за чего сцепление задних шин возрастает. Первым предложил использовать окружность для графического изображения работы шины в повороте профессор Вунибальд Камм (1893-1966). Ученый работал в техническом университете города Штутгарта, что в Германии, на кафедре автомобили.
Конечно, это голая теория, на практике всё немного иначе, но окружность профессора Камма помогает понять, как работает шина в повороте. Если мы пойдем несколько дальше, в третье измерение, то нам придётся иметь дело с полусферой профессора Камма. Её поверхность показывает вертикальное ускорение. Вспомним, что мы говорили о том, что вершина поворота может находиться на холме или на изломе. В этот момент машина станет легче, а вектор устремится в направлении поверхности полусферы, снижая сцепление шины с покрытием дороги. В этот момент способность шины поворачивать, разгоняться или тормозить будет сильно ограничена. А потом за разгрузкой подвески последует её сжатие и неизбежно возникнет прижимная сила. В этот момент вес машины увеличится, сцепление шин улучшится. Как это изобразить графически? Очень просто – увеличением окружности, отодвигающей зону начала скольжения. И это самый подходящий момент чтобы тормозить или поворачивать.
Подведём итог и суммируем вышесказанное. Управление автомобилем в движении создает силы, действующие на машину. Водитель может эти силы в процессе своей «борьбы» с дорогой и с машиной увеличивать или уменьшать, но они всё равно будут соответствовать различным законам физики. Эти законы изменить нельзя. Физика движения объясняет всё, что происходит с автомобилем на дороге. Грамотное управление автомобилем состоит в умении водителя понимать и не нарушать эти законы, а умело их использовать. Быстро, но безопасно ехать на автомобиле, это значит, умело балансировать на границе окружности профессора Кама. А в балансе главное чувствовать перемещение веса и не перебарщивать с ним. Иначе ваш борщ выплеснется из тарелки!
Популярные автомобили
Как же все-таки правильно ездить
Я читаю книжку, не простую а автомобильную. Как я до такого докатился? Сейчас расскажу.
Началось с того, что я читал сегодня приключения «тапка», там @Boomburum упомянул термин «Круг Камма». Я первый раз об этом услышал, хоть и читал раньше Циганкова. Мне стало интересно и после недолгого гугления нашел книгу «Новейший самоучитель безопасного вождения» тоже авторитетного автора Горбачева М.А.
Там есть несколько неоднозначных моментов и мне хотелось ими поделиться и обсудить.
Если вам как и мне стало интересно, процитирую момент касающийся круга Камма:
«чтобы было понятнее, рассмотрим такую ситуацию: хозяйка налила вам в тарелку борщ, и вам следует проследовать с тарелкой в столовую. «Хорошо, что еще не до краев налила!» – бормочете вы и внимательно смотрите на тарелку, чтобы не пролить суп. А он так и норовит пролиться через край по направлению вперед и влево. Стоп! Почему вперед и влево? Да потому что вы только что затормозили в конце коридора и повернули вправо. Точно так же запас сцепления шин устремляется вперед и вправо при торможении и повороте влево на нашем графическом изображении. Посмотрите, как только вы снова пошли, суп устремился назад, точно так же как у автомобиля, трогающегося с места, загружается задняя ось, из-за чего сцепление задних шин возрастает.
Первым предложил использовать окружность для графического изображения работы шины в повороте профессор Вунибальд Камм (1893–1966), работавший в техническом университете в городе Штутгарт, в Германии. Вероятно, прежде чем господин Камм пришел к выводу, что можно графически изобразить запас сцепления шины в повороте, он так же покружил с тарелкой супа в руках. Только это был не борщ, а немецкий айнтопф, но на результаты эксперимента это не повлияло.
Итак, силы, действующие на шину в повороте, можно изобразить векторами. Эта сила может быть большой, средней или нулевой. Измерять ее нет никакой необходимости, для нашего графика это неважно (рис. 1). Важно только что длина стрелки изображает – максимум, половина стрелки – середину максимума и ноль – ничего. Направление стрелки возможно в любую сторону, поэтому обведем вокруг окружность. Расстояние от центра до окружности изображает в данном случае максимальное боковое или продольное ускорение. Что происходит на линии окружности? Это и есть зона турбулентности, здесь силы сцепления иссякают и уступают место силам скольжения. В этой зоне достигается максимальное сцепление шины с дорожным покрытием, шины находятся в состоянии контролируемой нестабильности. Окружность профессора Камма наглядно показывает, что тормозить и разгоняться в повороте можно, важно только правильно распределить соотношение сил продольных и поперечных ускорений. Конечно, на практике все намного сложнее, но это помогает понять принцип работы шины в повороте. Скажу по секрету, что благодаря этой теории и была изобретена антиблокировочная система тормозов.
Рис. 1
Поверхность полусферы профессора Камма (рис. 2) показывает вертикальное ускорение. Мы говорили о том, что вершина поворота может находиться на холме или на изломе. В этот момент машина станет легче, а вектор устремится в направлении поверхности полусферы, снижая сцепление шины с покрытием дороги. В этот момент способность шины поворачивать, разгоняться или тормозить сильно ограничена. За разгрузкой подвески последует ее сжатие, и неизбежно возникнет прижимная сила – вес машины увеличится, сцепление шин улучшится. Графически это показывается увеличением окружности, отодвигающей зону начала скольжения. Это самый подходящий момент, чтобы тормозить или поворачивать.
Рис. 2
При проезде бугра автомобиль становится легче, и его возможности тормозить и поворачивать снижаются.
При проезде впадины – наоборот, окружность полусферы становится больше, значит, сцепление шин увеличивается под воздействием дополнительной нагрузки.
Подведем итог и суммируем вышесказанное. Управление автомобилем в движении создает силы, действующие на машину. Водитель может эти силы в процессе «борьбы» с дорогой и машиной увеличивать или уменьшать, но они все равно будут подчиняться законам физики. Грамотное управление автомобилем состоит в умении водителя понимать и не нарушать эти законы, а умело их использовать. Быстро, но безопасно ехать на автомобиле – значит умело балансировать на границе окружности профессора Камма. А в балансе главное чувствовать перемещение веса и не перебарщивать с ним. Иначе ваш борщ выплеснется из тарелки!»
Много раз обсуждалось, да и я спорил на эту тему:
«Автогонщики уже давно знают, что при экстренном торможении выжимать педаль сцепления – грубая ошибка. Сначала сцепление, потом тормоз – только для очень маленькой скорости, а во всех остальных случаях надо действовать наоборот: сначала тормоз, а потом сцепление. Выжимая сцепление при экстренном торможении, вы теряете время и резко снижаете сцепление колес с дорогой, делая автомобиль практически неуправляемым. При резком нажатии на тормоз, если ведущие колеса отключены от двигателя, они моментально блокируются в юз, и контролировать поведение машины на дороге становится практически невозможно.
Все это было абсолютно справедливо, пока на автомобильной сцене не появилась антиблокировочная система. Специалисты выяснили, что на автомобилях с АБС сцепление выжимать при экстренном торможении не только можно, но и должно.»
«Сразу трогаться на машине, не прогревая двигатель, рекомендуют и специалисты, так как моторные и трансмиссионные масла позволяют делать это без ущерба для агрегатов автомобиля. Кроме того, двигатель, работающий под нагрузкой, нагреется в несколько раз быстрее, чем «молотя» на холостых оборотах. А значит, и повышенный износ деталей двигателя, неизбежно сопутствующий работе на холодном масле, будет минимальным. В сильный мороз, конечно, не стоит сразу пускать своего неразогретого стального коня в галоп. Разумно начать поездку с неспешного движения на первой передаче на дистанцию в два-три километра.
Кстати, во многих странах работа двигателя на холостых оборотах в населенных пунктах в целях защиты окружающей среды запрещена, а за несоблюдение данного правила полагается солидный штраф.»
Прочитана третья часть книги, так что пока все. Интересно ваше мнение.
This image is hidden for guests.
Please log in or register to see it.
Сила торможения, которую проводит через себя колесо (1), показанна вектором вверх. (2) При ускорении, направление этого вектора вниз. Боковые силы показанны горизонтальными векторами, относительно направления поворота направо (6) или налево. Чем больше определённая сила, тем больше отрезок вектора. Выходит этот отрезок за приделы „трения-сцепки“ – на схмеме это окружность (3) – тогда прокручивается колесо и „трение-сцепки“ переходит в „трение-скольжения“.
Диаметр этого круга определяется действующими на этот момент условиями трения-сцепки. Круг трения-сцепки при дожде, взависимости от дорожного покрытия, лежит в граница от 60% до 70% и показан цифрой (4). Круг трения-сцепки при гололёде показан цифрой (5) – маленьким кружком в середине рисунка.
Боковые силы (6) на рисунке ещё не достигли границы окружности, но в данном примере поизводится торможение (2) а потому, отрезок вектора общей силы (результирующая) находится на границе круга, из чего следует, что малешее дополнительное торможение или боковое ускорение (наклон) выведет результирующую силу за приделы круга, что может привести к падению.
Круг Камма говорит нам, что при максимальном изпользовании боковых сил, другие силы, входящие в окружность, не могут быть изпользованны. Но даже при 99%ном изпользованния боковых сил (7) остаются 10% запаса трения-сцепки для торможения или ускорения. При 50% изпользовании возможных боковых сил (8), мы разпологаем примерно 85% сил, для вожможного ускорения или торможения.
На этом месте мы должны обратить внимание на две, часто возникающие непонятки.
1. 50%ное изпользование боковых сил не означает 50% максимальной возможной скорости прохождения поворота. При прохождении поворота, который к примеру допускает максимальную скорость прохождения 80км/ч, это будут вычислительно 56км/ч или в процентах 70%.
2. Показанный результирующий вектор, который в нашем примере имеет наклон в 45°, не имеет ни чего общего с наклоном мотоцикла при прохождении поворота. Не возпринимайте этот рисунок так, что при наклоне мотоцикла в 45° мы ещё разпологаем запасом для торможения или ускорения в 70%. При наклоне мотоцикла в 45° мы изпользуем почти все боковые силы и при черезмерном торможении или ускорении мы просто соскользнём.
.
На этих рисунках на показанно изпользование сил различными водителями от начинающего до проффесионала.
Привод, трансмиссия и немного физики!
Ниже на ваш суд предлагается пара статей о разнице в приводе, трансмиссии и немного физики…
Как говорил один мой знакомый — страстное желание валить на трассе нужно подпитывать теоритическими знаниями… итак. читаем и ищем отличия.)))
Вся информация честно спи***на на другом сайте посвещеном картингу у пользователя sokolov_drive…
Мои простые колонки, опубликованные в журнале «Автомобили» об особенностях коробок передач и типов привода.
ПЕРЕДНИЙ ПРИВОД И МЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ
Переднеприводные машины наиболее просты в управлении, они самые стабильные и самые однозначные в своих реакциях. Совсем не обязательно начинать свою учебу с переднеприводного автомобиля, но часто получается именно так. Не в последнюю очередь оттого, что большинство недорогих массовых автомобилей – переднеприводные. Такая компоновка позволяет сделать машину простой, дешевой и вместительной, однако о каких-либо преимуществах переднего привода, применительно к спортивному вождению, говорить трудно (только в случаях езды по грунту и снегу переднеприводные машины часто имеют преимущество перед заднеприводными).
Передние колеса такого автомобиля выполняют львиную часть работы – они и разгоняют машину и заставляют ее поворачивать. Нагрузка на колеса передней оси – огромная. В то же время задние шины не заняты ничем, кроме удержания легкого задка машины на траектории. Под тягой (см. круг Камма) баланс переднеприводного автомобиля тем сильнее меняется в сторону недостаточной поворачиваемости, чем сильнее пилот давит на газ.
Для иллюстрации распределения сцепных свойств шин при движении автомобиля часто пользуются этой диаграммой. Окружность показывает весь потенциал сцепных свойств шины в пятне контакта. Равнодействующая поперечной и продольной составляющей может быть направлена в любую сторону (1). Так можно видеть, что когда водитель действует
газом или тормозом, поперечная составляющая неизбежно уменьшается (2), снижая способность автомобиля держаться на дуге поворота и изменяя баланс сцепных свойств между осями. Вплоть до полной потери способности прикладывать усилие в поперечном направлении (3), если ведущие колеса повернулись, или оказались заблокированы тормозом, то есть все сцепные способности шин оказались использованы в продольном направлении. Благодаря этому, например, можно легко развернуть машину, дернув «ручник» с приводом на задние колеса
Таким образом, для стабилизации переднеприводного автомобиля достаточно просто не бросать газ. Это упрощает пилотирование. С другой стороны, способность машины удерживаться на дуге поворота под тягой сравнительно мала, особенно в крутых медленных поворотах – это ограничивает возможности пилотирования. Для того, чтобы обеспечить мощный выход из поворота на переднеприводных автомобилях приходится делать более глубокий вход и поздний апекс, жертвуя скоростью в повороте.
sokolov-drive.com/livejournal/fwd.jpg
Переднеприводный автомобиль имеет ограниченную способность одновременно разгоняться и поворачивать из-за того, что под газом сцепные свойства передних шин в поперечном направлении малы и автомобиль стремится распрямлять свою траекторию. Для обеспечения мощного выхода имеет смысл делать глубокий вход и поздний апекс, чтобы сделать дугу выхода возможно более пологой
Недостатки переднего привода можно отчасти компенсировать применением самоблокирующихся дифференциалов или систем, имитирующих их работу, и максимальной загрузкой колес передней оси. Впрочем, с каждым новым поколением спортивных переднеприводных автомобилей, врожденные недостатки их ком-
поновки все менее заметны, благодаря работе инженеров и настройщиков.
МЕХАНИКА
Простая «механика» дает пилоту максимальный контроль над автомобилем. Он может включить любую передачу в любой момент и может использовать тонкие манипуляции с педалью сцепления по своему вкусу. До сих пор принято было считать, что механическая трансмиссия и самая быстрая, применительно к езде по треку. Сегодня это не так. Современные коробки передач без третьей педали зачастую работают быстрее, чем человек, переключающий «механику». Кроме того, механическая трансмиссия требует и больше всего внимания водителя и самых серьезных навыков. Фактически, использование «механики» на треке на мощном заднеприводном автомобиле — искусство, а не ремесло. Использование механической трансмиссии в автоспорте требует устойчивых – выведенных на уровень рефлексов – навыков перегазовок и операций с двойным выжимом сцепления, перегазовок боком ступни с одновременным торможением и высокой чувствительности левой ноги, способной одинаково хорошо управляться и со сцеплением, и с тормозом. Для тех, кто в совершенстве владеет этими – не самыми простыми – операциями и хорошо чувствует автомобиль, езда на «механике» – отдельное удовольствие. Однако если мы говорим об автоспорте, то с точки зрения достижения результата любой пилот будет комфортнее себя чувствовать, если избавится от необходимости сложных манипуляций ногами, осложняющих точное дозирование газа и тормоза. Главные преимущества механической трансмиссии сегодня – ее дешевизна, простота и малая масса.
АВТОМАТ и ЗАДНИЙ ПРИВОД
Бессмертная классика. Спортивные автомобили в классическом европейском понимании были, есть и будут заднеприводными. На качественных покрытиях, на машинах с цепкими шинами и спортивными самоблокируемыми дифференциалами они не испытывают недостатка в использовании высоких мощностей и обеспечивают не только отличный баланс автомобиля под тягой, но и разумное распределение нагрузки между осями. Они же дают и максимальные возможности контроля профессиональным пилотам. Они же и наиболее требовательны к уровню водителя.
Передние колеса такого автомобиля всегда работают в оптимальных условиях, позволяя (когда не нажат тормоз) все резервы сцепных свойств использовать для входа автомобиля в поворот. Колеса задней оси разгоняют автомобиль и являются важнейшим каналом управления в гоночном режиме. Когда автомобиль движется по дуге поворота на пределе сцепных свойств шин даже небольшой момент от двигателя, приложенный к задним колесам уменьшает их сцепные свойства в поперечном направлении, заставляя автомобиль дополнительно ввинчиваться в поворот. Таким образом, точно дозируя тягу, гонщик может одновременно и слегка разгоняться на всем протяжении дуги поворота и постоянно управлять балансом автомобиля.
sokolov-drive.com/livejournal/rwd2.jpg
Заднеприводные автомобили позволяют открывать газ еще на входе и проходить весь поворот, каким бы длинным он не оказался, под газом. Они позволяют использовать траектории с более ранним входом и проходить весь поворот на максимально возможной скорости. И чем активнее пилот использует двигатель, тем активнее автомобиль ввинчивается в поворот: до тех пор, пока не возникнет срыв задней оси, занос и, возможно, разворот.
sokolov-drive.com/livejournal/rwd1.jpg
В том, какие огромные возможности заднеприводные автомобили дают пилоту, кроется и их коварство по отношению к начинающим гонщикам: на мощных заднеприводных автомобилях при движении на пределе сцепления шин в каждый момент есть только одно — с точностью до миллиметра положение педали газа. Пилот должен балансировать постоянно, как канатоходец: и чуть-чуть лишняя подача и сброс газа в равной мере нарушают баланс автомобиля (см круг камма) в сторону избыточной поворачиваемости, вызывая занос и потерю контроля. Приходтся быть также и предельно внимательным, обеспечивая плавность смены передач. Сегодня езда на заднем приводе не так критична, благодаря электронике стабилизации, однако в большинстве ситуаций в автоспорте пилот все еще находится наедине с автомобилем. И заднеприводная машина предьявляет к нему самые серьезные требования. И она же дает наибольшую свободу в пилотаже.
АВТОМАТ
Традиционный «автомат» с гидротрансформатором принято считать самой не приспособленной для спортивного автомобиля трансмиссией, однако до сих пор эти коробки передач очень популярны. Конечно, тому есть объективные причины. Главной отличительной чертой трансмиссии такого типа является наличие гидротрансформатора, передающего крутящий момент от двигателя коробке передач. Это устройство, в классическом своем понимании, не обеспечивает жесткой связи между коленчатым валом двигателя и первичным валом коробки передач. Оно отвечает за преобразование разницы в скоростях вращения валов в дополнительный крутящий момент, а также за плавность трогания с места и смены ступеней. Также эти трансмиссии замечательны способностью работать в паре с самыми мощными и моментными двигателями. Лучшие свои качества они раскрывают на внедорожниках, однако их можно встретить и на спорткарах. Выбрать такую коробку передач можно по нескольким причинам.
Традиционные АКП по-прежнему обеспечивают самый высокий уровень комфорта и плавности работы: если спорткупе эксплуатируется в городе, это наиболее подходящая трансмиссия.
Трансмиссии такого типа очень надежны и подвергают и двигатель, и приводные валы наименее резким ударным нагрузкам, увеличивая ресурс машины. Переключение передач планетарной коробки, которые используются а АКП, происходит без разрыва потока мощности и плавно, благодаря работе гидротрансформатора. Современные АКП блокируют гидротрансформатор при движении на одной передаче, обеспечивая жесткую связь двига-
теля с ведущими колесами. Современные АКП позволяют переключать передачи вручную.
Таким образом, если вам не важны тонкие нюансы пилотирования на гоночном треке и вы готовы смириться с небольшой потерей мощности в гидротрансформаторе и ее расходом на работу гидронасосов, поддерживающих давление в системе, в качестве трансмиссии для спорткара «на каждый день» у современных АКП есть масса преимуществ перед коробками других
типов: прежде всего – комфорт, удобство, надежность. Против них работают вес, потери мощности и отсутствие постоянной
жесткой связи двигателя с ведущими колесами.