ПОДВЕСКА
Правильная настройка пружин и стабилизатора важна не только для комфортной езды, но и для хорошего сцепления. До сих пор многие водители не совсем понимают, что чем мягче подвеска, тем выше сцепление. Мягкое движение и хороший крен в повороте обеспечивают меньшее давление на шины, чем, когда машина практически не наклоняется.
Если это действительно так, почему же подвеска современных автомобилей высокого класса такая жесткая? Дело в том, что если уйти дальше от нерабочего положения машины, то меняется геометрия подвески и ее работа становится менее эффективной.
Следовательно, мы стремимся двигаться как можно меньше, а это приводит к дополнительной нагрузке на шины. Решение — заменить шины на другие. Чем более высокое сцепление обеспечивают шины, тем жестче может быть подвеска.
Есть также нюансы с аэродинамикой, мы обсудим это позже. Крылья машин, участвующих в Формуле 1, наиболее эффективны, когда они расположены под особым углом. Достичь такого угла можно только за счет очень жесткой подвески.
Что это такое и как влияют данные параметры на движение?
Дорожным зазором (клиренсом, дорожным просветом) называют расстояние от плоскости полотна проезжей части до низшей точки кузова автомашины.
Колесной базой является величина, измеренная между центром колес передней и задней осей.
Колеей автомобиля принято считать поперечное расстояние между центральной частью колес, расположенных на одной и той же оси. Если колесная пара имеет сдвоенное строение, например, как у задних колес грузовых машин, то для определения размера колеи необходимо провести замер между точками примыкания смежных колес друг к другу. Колея имеет прямое влияние на качество управляемости и величину поперечных кренов, возникающих во время прохождения поворотов. Думаем, всем понятно, что чем больше величина колеи транспортного средства, тем оно устойчивее к опрокидыванию.
Если с ездой по ровным асфальтированным дорогам все предельно понятно, то движение в условиях бездорожья подвержено значительно большему влиянию перечисленных нами параметров. Разумеется, все они оказывают определенное влияние на проходимость. Для езды по природным ландшафтам требуется увеличенный дорожный зазор, иначе автомобиль рискует повиснуть на днище, что сделает невозможным дальнейшее движение
Ширина колеи в данном случае будет не слишком важной, главное, чтобы её размер был одинаков для обеих пар колес. Если их величина будет разниться, поездка будет осложняться необходимостью прокладывания новой колеи каждым колесом
Величина колесной базы прямым образом влияет на диагональное вывешивание автомашины. Чем колесная база больше, тем легче вывешивается автомобиль, что, само собой, не добавляет ему проходимости.
На миксте тормозите плавно
Многие на снежной дороге переоценивают силы и совершают многократные обгоны. Бывает, что, выскочив на встречную полосу, за снежной пылью не видишь автомобиль, и приходится отказываться от манёвра. Летом удар по тормозам позволяет быстро занять прежнее положение. Зимой же торможение между полос, когда одно колесо режет снежный бруствер, а другое стоит на асфальте, опасно. Один бок встаёт намертво, а другой проскальзывает. Машина без АБС развернётся, как танк, подставив бок под удар встречному автомобилю. Поэтому на миксте, то есть на поверхности с переменными сцепными свойствами, лучше оттормаживаться плавно, попеременными нажатиями на педаль. Нажал-отпустил — и так несколько раз. Если есть электронная антиблокировочная система АБС, это упрощает дело. Автомобиль не развернёт. Однако и с ней можно проделывать такой же финт, хуже не будет. Для верности перед манёвром рекомендуется включить пониженную передачу, чтобы при случае оттормаживаться и двигателем тоже.
Может ли в стране быть два типа ЖД колеи
Важна ли ширина колеи железной дороги
Ширина колеи железной дороги в России
Изначально ширина железнодорожной колеи в России (позже и в СССР), а заодно в Финляндии и Монголии, составляла 1524 мм или 5 английских футов. Во второй половине прошлого века, примерно с 1970 по 1990 года, колея немного изменилась и составила 1520 мм. Такое, кажущееся незначительным, изменение понадобилось для того, чтобы сделать стабильность движения тяжелых грузовых поездов. Это было особенно актуально на фоне роста скоростей подвижного состава.
Все страны, входившие состав СССР, до сих пор используют принятый тогда стандарт ширины колеи, а в других странах, например, в Финляндии до сих пор колея составляет прежние 1524 мм. Даже вагоны метро имеют такую же колею. Некоторые дороги в России и других бывших странах СССР тоже по-прежнему имею ширину колеи 1524 мм. В основном это встречается на некоторых отстойных путях или ветках, проложенных до предприятий. Менять их не имеет смысла, а поезда по ним почти не ездят.
Все из-за того, что 4 мм это не не такая разница, которая требует переоборудования тележек вагонов. Правда, на начальном этапе новые участки приводили к ускоренному износу гребня и поверхности качения колесных пар вагонов. Позже, когда стандарт был введен повсеместно, проблема постепенно ушла. Хотя многие эксперты, техники, путейщики и ремонтники утверждали, что связь смены колеи и повышенного износа надуманная.
Когда дорога износилась ее надо ремонтировать, но это не из-за смены колеи.
Ширина колеи 1524 метра впервые была применена при строительстве Николаевской железной дороги. У железнодорожников, к коим в свое время относился и я, есть даже байка, что Николаю I предложили сделать дорогу с шириной колеи полтора метра (для ровного счета), на что он ответил что-то в духе ”ну и … с ним”. В итоге, добавили еще 24 мм. Конечно, это все шутки, ведь 1524 мм это ровно пять английских футов, то есть красивое круглое число. Зато Николаевская дорога стала первой двухпутной дорогой в России, связав между собой Москву и Санкт-Петербург.
Теперь она называется Октябрьская железная дорога, и волевым решение ее создателей именно она задала стандарт на столетия вперед. До этого самая первая железная дорога в России, называвшаяся Царскосельской, имела колею 1829 мм. Это, кстати, шесть английских футов — еще одно круглое число.
Снабжение — всему голова!
В военном деле снабжение зачастую важнее любых характеристик техники. Порой даже важнее полководческого таланта!
В XX веке самый умелый военачальник с совершенной техникой был не способен победить без эффективного подвоза всего необходимого для своих войск. Но для масс вся эта логистика и транспортная сеть остаётся на втором плане, затмеваемая интересом к военной технике и личности. А ведь интересного очень много даже в таком, на первый взгляд, скучном предмете. Чего стоят только одни проекты железных дорог с сверхширокой колеёй!
Поясню. Ширина колеи в железнодорожном деле — это расстояние между рельсами. Сейчас почти во всём мире она примерно равна полутора метрам. У нас чуть шире — в начале века 1524 миллиметров, а сейчас 1520. Европейская колея, самая распространённая в мире, немного уже — 1435 миллиметров. От этого значения зависит размер вагонов, используемых на железной дороге: чем колея шире, тем больше и их габариты.
Ещё в девятнадцатом веке появилась идея создать специальные сверхширокие дороги, по которым будет легче перевозить грузы.
Но, конечно, самым известным из подобных проектов стал немецкий Breitspurbahn(на русский так и переводится:ширококолейная железная дорога»).
Как поезда ездят в другие страны
Признаки следов транспортного средства
Колея железных дорог стран бывшего СССР, Монголии и Финляндии
С середины XIX века стандартом на железных дорогах Российской империи, позже — СССР и Финляндии, а впоследствии и Монголии, была выбрана ширина колеи 1524 мм (5 английских футов). С мая 1970 года до начала 1990-х годов железные дороги СССР были переведены на колею 1520 мм. Это было сделано с целью увеличения стабильности пути при эксплуатации грузовых поездов, повышения их скорости движения без модернизации самого подвижного состава. После распада СССР это — стандарт ширины колеи на железных дорогах всех стран, образовавшихся на его месте. Железные дороги Финляндии и метрополитен Хельсинки до настоящего времени продолжают использовать прежний стандарт — 1524 мм.
Разница в 4 мм не требует переоборудования подвижного состава, но на переходном этапе вызвала серьёзные проблемы с резко увеличившимся износом колёсных пар подвижного состава.
Впрочем, до конца взаимосвязь ширины колеи или, более корректно, зазора между внутренней гранью головки рельса и гребнем колеса (ребордой) колёсной пары с интенсивностью их износа установить не удалось.
Эта же ширина колеи (1520 мм) используется во всех метрополитенах России и СНГ. На большинстве трамвайных линий СНГ применяется колея 1520 мм (хотя есть и узкоколейные трамвайные системы с шириной колеи в 1 метр, например в Калининграде, Пятигорске, Львове, Виннице, Житомире, Евпатории, в селе Молочное и в Лиепае). Трамвай в Хельсинки также имеет метровую колею.
Трамвай в Евпатории
В Таллине ширина трамвайной колеи составляет 1067 мм. В Ростове-на-Дону для трамвая используется европейская колея 1435 мм.
Интересно отметить, что самая первая железная дорога России — Царскосельская — имела ещё более широкую колею: 1829 мм.
Ширина колеи в 1524 мм впервые стала использоваться в России в ходе постройки Николаевской железной дороги (середина XIX века). Существует мнение, что это было связано с работой на строительстве дорог консультантов из США, и прежде всего Дж. В. Уистлера (в то время эта колея была популярна в южных штатах США). Возможно также, что использовать эту ширину колеи предложили русские инженеры П. П. Мельников и Н. О. Крафт, посетившие Америку перед началом строительства Николаевской железной дороги. Кроме того, эта ширина колеи была удобна тем, что выражалась круглым числом — 5 футов.
Существует распространённое мнение, что при выборе ширины колеи сыграл роль и военный аспект — отличная от европейской ширина колеи затруднила бы гипотетическому противнику снабжение войск в случае вторжения в Россию (так было во времена Великой Отечественной войны, когда наступающим войскам приходилось менять ширину колеи для своего подвижного состава). С другой стороны, скорость колеи железнодорожными войсками составляет, по различным оценкам, до 20—50 км в сутки.
Кроме того, на момент установления в России стандарта на единую ширину колеи общеевропейский стандарт отсутствовал. Сама по себе колея 1520 мм не имеет больших преимуществ перед 1435 мм, кроме чуть большей устойчивости поездов, разница между ними невелика — 85 мм (≈6 %). Европейская колея пригодна для движения подвижного состава колеи 1520 мм с теми же габаритами, нагрузками и скоростями после замены колёсных пар (и наоборот). Кроме того, движение поездов в странах с евроколеёй зачастую происходит с гораздо бо́льшими скоростями, чем в СНГ.
До начала 1980-х годов второй по распространённости в СССР шириной колеи была 750 мм, использовавшаяся для промышленных, торфо- и лесовозных узкоколеек, а также на детских железных дорогах. Строительство и обслуживание железных дорог с узкой колеёй значительно дешевле. Кроме того, узкоколейная железная дорога позволяет делать более крутые повороты, однако скорости прохождения поездов на ней существенно ниже. Поэтому за последние десятилетия протяжённость железных дорог этой колеи резко уменьшилась. Некоторые, наиболее оживлённые, узкоколейки были перешиты на стандартную колею, но большая часть узкоколеек просто была закрыта, часто из-за банкротства обслуживающих предприятий или замены технологических железных дорог автотранспортом и промышленными конвейерами.
Проблемы стыковки
Поскольку наиболее распространёнными типами ширины колеи в современном мире являются европейская колея и русская колея, при стыковке железных дорог с этими типами колеи возникают наибольшие проблемы. В настоящее время наибольшее число стыковочных узлов сосредоточено на границе Украины (русская колея — 1520 мм) с Польшей, Словакией, Венгрией и Румынией (европейская колея 1435 мм) — около 15 стыковочных узлов. В этих местах на многие десятки километров в обе стороны от границ сопредельных государств имеются железнодорожные пути, как русской, так и европейской колеи. В части из этих стыковочных узлов осуществляется перегрузка груза и (или) пересадка пассажиров, а в некоторой части — перестановка вагонов (замена вагонных тележек).
Перестановка вагонов пассажирского поезда занимает около двух часов. Замена грузовых вагонных тележек может занимать несколько дней и даже недель с учётом очереди. Многие пункты перестановки способны обрабатывать лишь несколько десятков вагонов в день. Это существенно увеличивает время нахождения в пути в международном сообщении. Так, к примеру, современный поезд Санкт-Петербург — Хельсинки «Аллегро» не останавливается на границе России и Финляндии благодаря тому, что в этих странах используется очень близкая ширина колеи (1520 и 1524 мм соответственно — разница в ширине менее 0,3 %), а поезд рассчитан на среднюю величину. В то же время пассажирские поезда, следующие из России, Белоруссии, Украины в другие европейские страны теряют по времени не менее двух часов на перестановку вагонов.
Кроме замены колёсных пар переход между путями с различной шириной колеи возможен с помощью специальных раздвижных колёсных пар. Используется несколько систем раздвижных колёсных пар, например испанская Talgo-RD (активно эксплуатируется с 1960-х годов; используется на маршруте Москва — Берлин, пункт смены ширины колеи — Брест) и польская SUW 2000 (используется на на маршруте Краков — Львов, ранее на маршруте Варшава — Вильнюс и др.).
|
|
|
Участок пути с системой изменения ширины колеи в Льейда, Испания. |
Немецкое чудо: проект Breitspurbahn
Как и многие другие мегаломанские проекты Третьего рейха, идея Breitspurbahn шла напрямую от Адольфа Гитлера. По его мечтам, гигантская железная дорога должна была связать Германию с покорёнными ею территориями и союзниками, облегчая перемещение ресурсов сначала по Европе, а потом и по всей Евразии. Задуманная ширина колеи соответствовала названию всего проекта — три метра. Это позволило бы увеличить вагоны минимум в четыре раза, а огромные локомотивы могли тянуть поезда длиной в десяток километров.
Главным направлением для Breitspurbahn должен был стать Восток — территории, захваченные у Советского Союза. На Запад бы шли грузовые поезда, забитые выкачиваемыми из Украины, Кавказа, Урала ресурсами, а навстречу им двигались уже пассажирские составы с немецкими колонистами для освоения очищенных земель.
Карта первого этапа Breitspurbahn — в дальнейшем были планы дойти до Китая, Индии и Южной Африки
Breitspurbahn даже на картинках поражает своими размерами и роскошностью. Гигантские пассажирские вагоны, первые классы которых напоминают особняки на колёсах, жуткого размера грузовые вагоны, перевозящие тысячи тонн за раз, до безумного большие и пафосные вокзалы размером чуть ли не с мелкий город. Ну и, конечно же, предельно милитаризированный Третий рейх не мог забыть и о военном применении этих дорог.
Проще всего было использовать их для переброски обычных войск. Один состав может перевезти чуть ли не целую армию сразу, а для военной техники снимаются ограничения по габаритам, задаваемые обычной железной дорогой.
Но после победы над СССР на континенте для рейха не осталось бы серьёзных наземных врагов, против которых требовались огромные сухопутные армии. Да и Breitspurbahn казались безумно дорогими в постройке: они были магистралями, а массовыми стали бы дороги с обычной колеёй.
Один из проектов локомотивов для Breitspurbahn
Но был ещё флот. После немецкой победы именно море стало бы главным направлением развития — ведь оставались далёкие и могущественные США, да и с Японией отношения перестали бы казаться безоблачными. У обеих этих стран уже были могущественные военно-морские силы, и, чтобы с ними потягаться, пришлось бы приложить серьёзные усилия.
Проект Breitspurbahn открывал в этом направлении новые возможности, ведь его колея позволяла перевозить по железной дороге целые боевые корабли. Конечно, не крейсеры или линкоры с авианосцами, но вот эсминец весом в тысячу тонн или полноценную подводную лодку — вполне. Так можно было перебрасывать целые эскадры с одного театра боевых действий на другой, если действия противника препятствовали самостоятельному переходу.
Другой вариант — перенести сборку малых кораблей и подлодок с уязвимого побережья вглубь территории Третьего рейха и доставлять по Breitspurbahn к портам уже полностью готовые боевые единицы, которые оставалось бы лишь спустить на воду. Это повысило бы не только защищённость процесса сборки, но и его скорость — теперь верфь могла быть ближе к основным заводским комплексам.
Проект платформы для перевозки тысячетонного корабля по Breitspurbahn
Работы над Breitspurbahn продолжались даже в 1945 году, но так и не завершились — как и многие другие безумные проекты Третьего рейха.
Остаётся только порадоваться, что этот проект так и не получил шансов на реализацию. После окончания войны материалы по Breitspurbahn попали и в США, и в СССР — уже в 50-е годы и там и там появились свои проекты ширококолейных дорог. Правда, связано это было с другой безумной идеей — атомным поездом.
Атомная эпоха: проект Х-12
Пятидесятые годы стали временем повсеместного увлечения атомной энергетикой. Казалось, пройдёт немного времени, и по небу полетят атомные самолёты, дороги заполонят атомные машины, а в каждом доме будет свой маленький атомный реактор. Не прошла эта мода и мимо железных дорог.
Атомный локомотив не требует заправки и может работать круглосуточно — успевай только менять уставших машинистов. Кроме того, для него не нужна сложная инфраструктура и электрификация путей.
Вот только была одна маленькая проблема: реактор безбожно фонил. Максимум можно было экранировать машинистов, но не весь атомный котёл. В итоге такой локомотив неизбежно бы превратил железнодорожные пути в гигантскую зону заражения. Такая перспектива никого не устраивала, но запихнуть нужную защиту в существующие габариты поездов было просто невозможно.
Атомный локомотив Х-12
В 1954 году в инженерном сообществе США проект атомного локомотива Х-12 для обычной колеи вызвал особый интерес, ведь в его реализации не было ничего невозможного. Вот только никто из железнодорожников не впечатлился — издержки от загрязнения территории превышали все возможные прибыли. Но если бы можно было радикально увеличить размер локомотива… Благо такой проект существовал.
Устройство атомного локомотива Х-12
В то же время шло активное обсуждение строительства Панамериканского межконтинентального шоссе для связи Северной и Южной Америки, а вместе с ним рассматривалась идея межконтинентальной ширококолейной железной дороги. Она должна была пройти от Аляски до Аргентины и превратить оба континента в единую экономическую зону.
Атомные локомотивы как нельзя лучше подходили для этого проекта. Вскоре начались переговоры с создателями Х-12 о разработке подобного локомотива для сверхширокой колеи.
Однако был у проекта не только мирный экономический аспект, но и военный. В США опасались, что СССР использует слабые государства Латинской Америки в качестве плацдарма против Штатов. Потому в случае чего по межконтинентальной железной дороге отправились бы составы не с товарами, а с американскими войсками — для подавления коммунистических мятежей или противодействия советскому десанту. Но ценник проекта оказался неприлично огромным даже по меркам богатых США — дальше разговоров и расчётов дело не пошло.
Не забыли о сверхширокой колее и в СССР. Предполагалось, что постройка такой железной дороги вместе с атомными локомотивами для неё поможет решить одну из главных проблем нашей страны — транспортную связанность европейской части, Сибири и Дальнего Востока. По ней пошли бы и ресурсы, и уже готовые товары, и конечно, её можно было бы использовать в военных целях. По такой железной дороге быстро и без проблем удалось бы перебросить войска из Европы на восточные границы страны и наоборот. Но, ровно как и в США, ценник оказался неподъёмным — и проект остался лишь на бумаге.
Художественное представление о советской атомной ширококолейной железной дороге
В конце концов, ни экономические, ни военные плюсы так и не перевесили главного минуса проектов сверхширокой колеи — цену. В наше время интерес к этой идее совсем пропал, и маловероятно, что он снова появится в обозримом будущем.
Жесткие ограничения по ключевым параметрам
Если сравнивать колею с колесной базой, то колея не может быть больше определенного значения. Так, (база/колея) находится в границах 1, 7 — 1,8 и не может быть меньше чем 1.6 практически для всех автомобилей.
Чем выше соотношение база/колея, тем автомобиль более устойчиво ведет себя на больших скоростях и, стало быть, он более комфортабелен.
При наличии на автомобиле различной колеи передних и задних колес, ему приходится, как уже сказано выше, прокладывать дополнительную колею для колес заднего моста при движении по песку, рыхлой почве или снегу. Это в свою очередь требует более мощного двигателя и как следствие дополнительные затраты энергии. К тому же в этом случае снижается проходимость, возрастает расход топлива из-за повышения сопротивления движению автомобиля.
Колея автомобиля задана конструкцией, разработанной изготовителем, и под этот размер рассчитаны основные узлы и детали подвески. Когда же производят самостоятельный тюнинг автомобиля, то зачастую стараются вынести колеса немного за пределы колесной арки, увеличивая тем самых колею колес.
Это в свою очередь увеличивает нагрузку на подвеску автомобиля, изменяя его характеристики. Так повышается нагрузка при торможении и штатная тормозная система уже не сможет эффективно выполнять торможение автомобиля. По этой причине помимо увеличения колеи необходимо установить и более мощную тормозную систему. Помимо всего прочего увеличение колеи отразится и на сроке службы подшипников ступиц, существенно сократив их ресурс.
В автоспорте при подготовке серийного автомобиля обычно увеличиваю колею колес не установкой проставок или дисков, а демонтируют балку, разрезают ее и вставляют новую часть и обваривают. Обязательным условием в таких случаях, является применение для вставки того же материала, что и материал самой балки.
Автомобиль, имеющий большую базу более устойчив на трассе даже при неблагоприятных дорожных условиях (ярко выраженная колейность или скользкое покрытие). Длинно базовый автомобиль равнодушен к мелким неровностям дороги, но при прохождении крупных колдобин растет риск задеть их днищем или оторвать глушитель, а также застрять в снегу или грязи.
Чем шире колея, тем безопаснее и устойчивее автомобиль в крутых поворотах и при маневрировании. Однако если автомобиль широкий, но короткий, то при попадании на заледенелый участок или глиняную или заснеженную обочину, она может просто слететь с дороги. Например, автомобиль «Нива» при отключенном полном приводе. Поэтому очень важен выбор соотношения параметров базы и колеи, которые определяют характеристики автомобиля. Это, конечно же, не единственные факторы, влияющие на поведение автомобиля и его управляемость – важна и компоновка авто (расположение двигателя), его привод, распределение веса по осям и т.д.