Начну со ставшей уже банальной истины: самая важная деталь в автомобиле – прокладка… между рулём и сидением.
Я сомневался, стоит ли писать эту статью, ведь на эту тему написано уже немало. С одной стороны, формально я не профессионал. С другой, с учётом юношеских прав я за рулём уже полвека. Не буду утверждать про миллион километров, но с Луны я уже точно вернулся. И в моём арсенале было немало разных машин (извините, займу ваше время перечислением): вся ВАЗовская классика от копейки до шестёрки, их же переднеприводные, в основном Гранта, но не только, ГАЗ-51-52-53, Волга ГАЗ-24, Додж Сейбер, Вольво S40, Субару Forester, по мелочам Москвич 408 и 2140, оба Запорожца горбатый и ушастый, даже автобус Кубань (типа ПАЗика на базе ГАЗ-52), трактор Беларус и трелёвочник. Ах, да ещё мотоциклы CZ-350, Минск ММВЗ-3.115, питбайк IRBIS TTR-125R и мопед Рига-4. Последней каплей, подвигнувшей меня к этой статье, была поездка в конце февраля из деревни в Москву, в которой я затратил 2 часа на 20 км. Три аварии, перегородившие половину проезжей части – вот причина. И не из-за плохой дороги. Таковые в Ярославской области сейчас отличные и регулярно убираются. Но против природы бороться сложно, особенно тем, кто плохо учился в школе и все предметы проходил. Естественно, мимо. Вот об этом и будет речь.
Начнём с физики. Кто забыл, напомню, что сила трения (сцепления колёс с дорогой) определяется формулой F = kP, где k – коэффициент сцепления, P – вес. Не путать с массой. Масса неизменна и является мерой инерции. А вот вес зависит от условий. Груженый ж/д вагон на земле будет весит под 100 тонн, в Юпитере – в 2.5 раза больше, а на орбите искусственного спутника земли не будет весить ничего. Можно ли на земле увеличить “вес” при неизменной массе? Да, можно. Надо поставить на автомобиль антикрыло, и тогда автомобиль будет прижиматься к дороге с большей силой. Только вот скорость для этого должна быть приличная, что на скользкой дороге нежелательно. Коэффициент сцепления зависит в первую очередь от состояния дороги и, в меньшей степени, от шин. Даже в мокрую летнюю погоду он заметно уменьшается, что уж говорить про зиму. И ещё одно замечание. Различают трение покоя и трение скольжения. Вспомните, как трудно сдвинуть с места санки или коляску. Но как только это сделано, дальше движение идёт гораздо легче. Соответственно отличаются и коэффициенты сцепления. Колесо, когда оно катится, находится в состоянии покоя (точка соприкосновения с дорогой). Поддерживать это состояние на современных машинах помогают различные системы: полный привод, антиблокировочная система (ABS), система курсовой устойчивости (EPS). Увы, проблема в том, что они действуют только в направлении движения, но не вбок. Зато при повороте на машину действует сила инерции, направленная как раз по радиусу поворота. Причём, чем выше скорость, тем больше эта сила. И я не раз наблюдал зимой, как дорогие мощные машины, уверенно и быстро двигающиеся по прямой, благополучно улетали либо в отбойник, либо в кювет на повороте. Не знаю, что лучше. Наверно оба варианта хуже.
И опять мы поговорим о трении покоя, только теперь мы будем стоять. В яме или в снегу. Наверняка многие наблюдали, как водители, попав в такую ситуацию отчаянно газуют. Машины при этом не двигаются и ещё глубже закапываются в грунт или снег. Зачем? Ведь трение покоя, то есть когда колесо не проскальзывает, заметно больше трения скольжения. Значит, нужно двигаться так, чтобы колёса не проворачивались, то есть на малом газу. Но в таком режиме у двигателя едва хватает мощности, чтобы крутить самого себя, а на груз уже сил может не хватить. Не говоря уже о сопротивлении среды. Как же быть? Идеальный вариант – полный привод. И даже не только потому, что ведущими являются все колёса. Все дело в раздаточной коробке, той самой, что обеспечивает привод на оба моста. В ней обычно есть понижающая передача, фактически это ещё одна первая передача. В итоге скорость вращения колёс сильно понижается, а усилие на них кратно возрастает, что позволяет двигателю тянуть машину на холостых оборотах. Если же её нет, остаётся только один вариант. Установить обороты немного выше холостых и, работая сцеплением, раскачивать машину, не давая колесу провернуться. Вот такая физика.
Первые, ещё юношеские права я получил в 14 лет во Дворце Пионеров. Нас там учили не только правилам и рулить, но и основательно обучали устройству автомобиля. Вот им мы и займёмся. Неважно какой у вас двигатель, бензиновый или дизельный, в любом случае это двигатель внутреннего сгорания. Значит, пришла пора заняться химией. Я буду говорить о бензиновом двигателе, но и в дизельном, и в газовом происходит принципиально то же самое с некоторыми техническими вариантами.
В цилиндрах сгорает воздушно-топливная смесь. Объемное соотношение воздух – бензин примерно 15:1. Это оптимальное, для полного сгорания смеси. В старых двигателях за процесс составления смеси отвечал карбюратор, в современных – система впрыска. Хотя конструкционно они существенно отличаются, результат их работы идентичен. Просто вторая система делает это более точно. Объем поступающей воздушно-топливной смеси регулируется дроссельной заслонкой, называемой в просторечии газом. На самом деле состав такой смеси может варьироваться и варьируется в процессе работы двигателя. При езде с постоянной скоростью смесь немного обедняется, что обеспечивает полное её сгорание. Но вот вы нажали на педаль, и дроссельная заслонка открылась. Ни одна система не успевает мгновенно обеспечить дополнительное поступление топлива и смесь обедняется. Причем, обедняется настолько, что уже не поджигается искрой, и двигатель начинает тормозить. Чтобы этого избежать, в систему дополнительно выпрыскивается небольшое количество бензина, примерно 0.2-0.4 мл. Казалось бы немного, но посчитайте, сколько раз вы нажимаете на педаль газа за поездку. Если за короткую поездку вы нажали даже 100 раз, вы сократили свой пробег на почти на километр. А если вы путешествуете на 1000 км?
Конечно, это небольшой расход, и вы вправе спросить, зачем мне это знать? Затем, что это знание может вам сэкономить время, а, возможно и деньги. Вот пример. Забрал я машину с последнего ТО в фирменном центре. Сначала все было хорошо, но под конец дороги у самого дома у машины появились провалы при нажатии на газ. Всё это напоминало поломку ускорительного насоса карбюратора. На непрогретом двигателе электроника обогащала смесь, и машина сначала шла нормально, но на полностью прогретом двигателе и начались провалы. На впрыске дозировку определяют несколько датчиков, коих минимум пять: положение коленчатого вала, температуры входного воздуха и выхлопа, температуры двигателя, скорости потока воздуха и положения дроссельной заслонки. Я звоню мастеру: какие датчики отключали? Оказалось никакие. И назвать предполагаемую причину он не может и предлагает мне приехать. А по пробкам это минимум полтора часа в один конец! Одновременно я открываю капот и вдруг замечаю, что патрубок от воздушного фильтра не надет, а приставлен, причем косо. А как раз в корпусе воздушного фильтра находится датчик потока. То есть, электроника “не знала”, что режим работы двигателя поменялся. В итоге знание устройства и принцип работы двигателя позволил мне сэкономить 4-5 часов своего времени. И кучу нервов: на следующий день мне предстояло 200-километровое путешествие. Таких мелких ситуаций может быть немало. Даже если вы не в состоянии починить самостоятельно, ваши наблюдения помогут быстрее это сделать мастеру.
Поехали дальше, буквально. Теперь будем разгоняться. При разгоне неизбежно происходит обогащение воздушно топливной смеси. Во-первых, электроника реагирует на степень открытия дроссельной заслонки, во-вторых, обогащённая смесь горит быстрее, что и нужно при разгоне. Только вот теперь кислорода не хватает для полного сгорания топлива, и часть его превращается в сажу, и чем сильнее вы давите на газ, тем больше сажи образуется, что не есть хорошо. Увы, этого не избежать. Значит, надо выбрать какой-то оптимальный вариант.
Здесь я начну “лирическое” отступление о рекламе. Есть правда, есть ложь, а есть реклама. Нет, реклама не лжёт. Она нам просто говорит совсем не о том, что надо. Вы не обращали внимание, что реклама лекарств всегда нам говорит об устранении СИМПТОМОВ болезни? То есть болезнь останется, исчезнут только его симптомы. То же самое касается фотокамер, в том числе и в смартфонах: 18 мегапикселей! 24 мегапикселя! Только специалисты знают, что при прочих равных условиях 12 Мп на матрице 15х24 мм дадут более качественный кадр, чем 24 Мп камера с матрицей 6х8 мм. Я уже не говорю про оптику смартфонов и даже мыльниц и настоящих камер. Всё то же самое и в рекламе автомобилей: 200 лошадей! 400 лошадей! Помимо мощности не меньшее (а может и большее) значение имеет крутящий момент и его обороты. То есть обороты, при которых мотору легче всего выполнять свою работу. Если максимальная мощность достигается на максимальных оборотах, то обороты максимального крутящего момента обычно составляют примерно 2/3 от максимальных. И величина этих оборотов выбирается от функционала транспортного средства. У легковых машин, для которых важна скорость, они обычно лежат в интервале 3000-4000 оборотов в минуту, а у тракторов – около 1500. А ещё эта величина напрямую связана с выбором схемы разгона и скорости равномерного движения.
Ещё в советское время журнал “За рулём” провёл исследование оптимального разгона в режиме городского движения. Изменяемыми параметрами были степень нажатия на педаль (степень обогащения смеси!) и обороты переключения на повышающую передачу. Самый быстрый разгон оказался при 50% нажатии на педаль и оборотах переключения немного ниже оборотов максимального крутящего момента. Это ожидаемо. Самое удивительное то, что этот режим оказался и самым экономичным. Хотя исследование проводилось на карбюраторном двигателе, почти уверен, что и на современных впрысковых двигателях этот режим скорее всего будет таким же. Ведь при таких оборотах двигателю легче всего тянуть, а, значит, время разгона будет меньше.
Примерно такие же обороты лучше всего выбирать для равномерного движения. Во-первых, это самый экономичный режим для двигателя на единицу мощности, с другой – у вас есть запас для разгона при обгоне. Однако здесь опять вмешивается физика. Интуитивно понятно, что чем больше скорость, тем выше сопротивление воздуха. Но оказывается, что это сопротивление растет нелинейно. На скорости выше 90 км/час начинается степенной рост, причём, чем выше скорость, тем больше показатель степени. Значит, степень обогащения смеси и расход топлива тоже будет расти. На Гранте при скорости 90-100 расход составляет примерно 6 л/100 км, при 100-110 – 6.6, 110-120 – выше 7. Поэтому выбор скорости будет сильно зависеть от задачи. Если вы едете на 100 км, разница в 20 км/час даст вам выигрыш не более 15 минут. Стоит игра свеч? А вот на 1000 км – до двух часов. Последнее существенно, поскольку после 10-го часа езды начинаешь считать каждый километр и каждую минуту.
И всё же я не порекомендую превышать обороты максимального крутящего момента. Это обеспечит вам безопасность при обгоне, а главное – на современных машинах это будет заведомо соответствовать скорости больше 110 км/час. Вам не жалко тратить свой карман на штрафы?
Я здесь дал самое общее описание принципов работы машины, но не это главное. Я попытался привлечь ваше внимание к тому, что знание законов физики, химии, устройства автомобиля и умения их применять, позволит вам полнее использовать его возможности при сохранении его эксплуатационных характеристик. Но есть ещё один важный момент, не связанный с природными и техническими законами, а зависящий исключительно от той самой важнейшей прокладки.
У нас с женой периодически возникает спор. Я её убеждаю, что перед поездкой в деревню надо мысленно проехать всю дорогу (около 200 км) и представить проблемные места (не только камеры). На что слышу в ответ: “Зачем? Доеду – увижу”. Вроде бы так, но всё-таки есть “но”. На Ярославке есть несколько мест, где в сильный дождь в левом ряду образуются огромные лужи. И почему-то эти места находятся как раз на поворотах дороги. Думаю, что очень многие слышали об аквапланировании, и дальнейших объяснений не требуется.
Это только часть задачи. Во время движения старайтесь видеть не только идущую перед вами машину, но хотя бы на одну вперед. Это даст вам дополнительное время при экстренном торможении. Но и этого мало. Обязательно отмечайте и анализируйте, что творится с боков и даже сзади. Зачем? Ведь проблемы будут у того, кто нарушает правила. Финансовые – да. Только ремонт вашей машины будет и вашей проблемой. И хорошо, если только машины. А если… Впрочем, не будем о грустном. Вот два примера.
Сосед ехал из деревни в Москву. Время было раннее, машин немного, но перед Пушкино всё-таки образовалась небольшая пробка. Сосед остановился, и через несколько секунд от его Патриота осталась ровно половина. Всё до передних сидений было смято в лепёшку: водитель фуры уснул за рулём. И это ему ещё повезло, он был последним. До этого фура раскидала ещё пять машин, да так, что одна женщина провела в больнице больше двух месяцев. “А что он мог сделать? - ” спросите вы. Не знаю, я там не был. Но, может быть, вы сами сделаете вывод, прочитав вторую историю.
Завсегдатаи Ярославки должны помнить светофор примерно на 60-ом километре между Говырино и развилкой на Сергиев Посад. По дороге из Москвы он хорошо виден в конце длинного прямого участка на взгорке. Увы, на обратном пути он находится сразу за поворотом дороги на склоне. Светофор “по требованию”, красный горит редко, и водители воспринимают его как часть интерьера. Раз мне “повезло” – загорелся красный. Я заметил его заранее, увидел стоящую перед ним машину в правом ряду и начал плавно тормозить в левом. И вдруг меня как током ударило. Я же только что обогнал фуру, которая ехала не сильно медленнее меня. Судя по посадке, фура пустая, и идёт дождь. Что будет, если он не заметит красный. Быстрый взгляд в зеркало заднего вида – машина сзади относительно далеко, и я начинаю интенсивно тормозить, прижимаясь как можно ближе влево к разделительному ограждению. Буквально через секунду мимо меня проносится фура с диким визгом резины, почти не снижая скорости. Ещё две-три секунды, и он сомнёт легковушку на светофоре. Надо отдать водителю должное, хоть он и вел себя безалаберно. Увидев, что я остановился, он бросил тормоза, резко взял влево и пролетел переход. На красный свет. Хорошо хоть там никого не было…
Размер статьи не позволяет распространяться далее, это должна быть книга. И даже она не может пересказать всё разнообразие ситуаций. Действия в каждом конкретном случае зависит от вас, вашего опыта (а не желания), от вашего автомобиля, от погодных условий и множества других, иногда вроде бы мелких причин. Например, от состояния дворников. Поэтому в движении слушайте машину (а не радио), она вам всегда подскажет своё самочувствие. И анализируйте обстановку, делая выводы.
Лёгкой вам дороги!
