Didėjantys ratai: kaip dėl grožio nepaaukoti komforto

Auga kaip ant mielių

Kaip keičiasi mados tendencijos, lengviausia pastebėti pagal Lietuvoje populiariausius modelius. Pavyzdžiui, jau kelis dešimtmečius lietuvių pripažinimą pelnęs automobilis „Toyota RAV4“ ne tik tobulėja technologiškai, bet ir stiebiasi į aukštį. 2001 m. gamybos visureigis buvo komplektuojamas su 16 colių ratais, o naujos kartos modeliai jau puikuojasi 19 colių ratlankiais.

Masyvių proporcijų miesto visureigiams reikalingi itin dideli ratai, todėl jau nieko nebestebina „Hyundai Santa Fe“ ar „Volvo XC90“ papildomai siūlomi 20 colių ratlankiai. 2018 m. debiutavęs „Lamborghini Urus“ neoficialiai laikomas pirmuoju serijinės gamybos automobiliu, kurio standartinėje įrangoje buvo net 23 colių ratlankiai.

Ratų didėjimo tendencija fiksuojama jau nuo aštuntojo dešimtmečio, todėl ji apima visus segmentus, įskaitant miesto hečbekus, prabangius sedanus ir sportines kupė.

Išvaizda ar patogumas?

Vilniaus Gedimino technikos universiteto („Vilnius Tech“) docentas dr. Vytenis Surblys atkreipė dėmesį į tai, kad technikos entuziastų dėl estetinio vaizdo pamėgtas didelio skersmens ratlankių ir žemo profilio padangų derinys turi neigiamą įtaką komfortui.

Tokie ratai yra ypač standūs, todėl pakabai tenka atlaikyti stipresnius smūgius ir bent jau teoriškai komfortas turėtų suprastėti. Taip pat šiais laikais pastebima priešinga tendencija – vis dažniau automobiliams montuojami dideli ratai, bet keleiviai nesiskundžia važiavimo kokybe.

„Viena priežasčių, kodėl taip yra, – pakabos konstrukcijos pokyčiai. Ilgą laiką naudotas visiškai ar iš dalies priklausomas konfigūracijas keičia daugiasvirtės pakabos. Šiuo metu tai labiausiai paplitęs variantas. Vienam ratui naudojant keturias ar penkias svirtis, užtikrinamas aukštas komforto lygis net ir montuojant didesnio skersmens ratlankius“, – dėstė inžinierius.

Dideli ratai neturi neigiamai paveikti stabilumo įveikiant posūkius. Tam taip pat taikomi įvairūs inžineriniai sprendimai. Sportiškuose visureigiuose itin svarbu kontroliuoti kėbulo svyravimus, todėl nuo 2014 m. gamintuose BMW X6 ir X5 modeliuose buvo montuojami elektrohidrauliniu būdu valdomi stabilizatoriai. Ši ganėtinai brangi technologija buvo siūloma kaip papildoma įranga.

Brangu, bet efektyvu

Galimi ir šiek tiek paprastesni sprendimai. Pavyzdžiui, tobulinant naujos kartos automobilio „Santa Fe“ priekinę pakabą buvo pastebimai pakoreguotas atraminių guolių tvirtinimo kampas. Tai leido iki minimumo sumažinti papildomą pakabos detalių apkrovą, kylančią keičiant kryptį, ir pagerinti stabilumą darant posūkius.

Ratų didėjimo tendencija fiksuojama jau nuo aštuntojo dešimtmečio, todėl apima visus segmentus, įskaitant miesto hečbekus, prabangius sedanus ir sportines kupė.

V. Surblio teigimu, aukšto lygio komfortą šiais laikais padeda pasiekti ir vis plačiau naudojami kintamųjų charakteristikų amortizatoriai. Dažniausiai jie yra hidrauliniai su papildomai įrengtais vožtuvais. Taip pat montuojami jutikliai. Remiantis jų perduodama informacija apie vertikalų automobilio kėbulo ir ratų judėjimą, daugiau arba mažiau atidaromas vožtuvas ir pagal tai keičiasi slopinimo jėga.

„Įprastai standartiniuose automobiliuose montuojami pasyvieji amortizatoriai, kurie veikia pagal numatytas slopinimo jėgas, o pusiau aktyviuose jų analoguose slopinimo jėgų dydžiai kinta. Tai leidžia pagerinti komfortą arba prireikus išgauti kietesnę pakabą. Darbinės charakteristikos kinta priklausomai nuo to, ko reguliuodamas parinktis siekia gamintojas ar vairuotojas“, – aiškino mokslininkas.

Naujovės: komfortą padeda pasiekti ir vis plačiau naudojami kintamųjų charakteristikų amortizatoriai./ Eriko Ovčarenko / BNS nuotr.

Aukščiausio lygio universalumu išsiskiria visiškai aktyvios arba pneumatinės pakabos. Aktyviosios pakabos konstrukcija suteikia galimybę keisti ne tik slopinimo jėgas, bet ir standumą. Anot V. Surblio, nors pneumatinė pakaba nenaujas inžinerinis išradimas, ji rečiau naudojama naujuose automobilių modeliuose dėl gerokai didesnės kainos ir sudėtingesnės techninės priežiūros.

„Automobilių pakabos tobulinamos abiem aspektais – atnaujinamos ir keičiamos svirtys ir jų išdėstymas, o greta to randama naujų, efektyvesnių amortizatorių ir spyruoklių sprendimų“, – pagrindines tobulinimo kryptis nubrėžė pašnekovas.

Netikėti sumanymai

Inžinierių paieškos kartais duoda įdomių rezultatų. Pavyzdžiui, tobulinant naujos kartos automobilio „Santa Fe“ pakabą nuo 13 iki 15 milimetrų padidintas galinių amortizatorių strypų skersmuo. Pietų Korėjos gamintojo teigimu, šis iš pažiūros ne itin pastebimas pakeitimas padėjo pagerinti gale sėdinčių keleivių važiavimo komfortą. To priežastis – dėl didesnio skersmens strypų amortizatoriai nesusispaudžia įveikiant menkus nelygumus.

Gigantomanija: „Lamborghini Urus“ tapo pirmuoju serijinės gamybos automobiliu, kurio standartinėje įrangoje montuojami net 23 colių ratlankiai./ Scanpix nuotr.

Siekiant sumažinti neamortizuojamą svorį, pasitelkiami ir netikėti sumanymai. Pavyzdžiui, visureigio „Volvo XC90“ gale vietoj spyruoklių įrengiama abu ratus jungianti skersinė lingė. Kitaip, nei gali atrodyti, tai nėra archajiškas sprendimas – sportinės kupė „Chevrolet Corvette Stingray“  galinė pakaba yra labai panaši. Tiesa, komplektuojant didįjį „Volvo“ visureigį su oro pagalvėmis galinėje pakaboje skersinė lingė nenaudojama.

Įtaką stabilumui įveikiant posūkius ir komforto lygiui turi amortizuotos masės sukimosi apie išilginę ašį centras (angl. roll center). Idealiu atveju šis taškas turėtų būti kaip įmanoma aukščiau ir kuo arčiau automobilio svorio centro, nes tai leidžia sumažinti kėbulo svyravimus ir padidina stabilumą posūkiuose. Tai daroma keičiant pakabos geometriją. Pavyzdžiui, naujos kartos „Santa Fe“ važiuoklę tobulinusiems inžinieriams priekinės ašies masės sukimosi centrą pavyko pakelti 2, o galinės – 8 milimetrais. Tai padidina stabilumą ir leidžia išvengti atvejų, kai, važiuojant siauru ir vingiuotu keliu, keleivius dėl supimo pradeda pykinti.

Rekomendacijos – ne šiaip sau

V. Surblys pastebėjo tendenciją, kad gamintojai vis dažniau pusiau aktyvias pakabas įtraukia į standartinę naujo modelio įrangą. Tiesa, tai vis dar labiau galioja kalbant apie prabangių automobilių prekių ženklus, kaip „Audi“, „Mercedes-Benz“ ar „Lexus“. Supaprastintą inžinerinį sprendimą galima rasti ir naujos kartos miesto visureigyje „Tucson“, tačiau tokios technologijos šiame segmente – dar retenybė.

„Priežastis paprasta – tokia technologija brangesnė. Taip yra todėl, kad patys amortizatoriai sudėtingesni ir vien tik jų neužtenka. Dar reikia gauti informaciją apie automobilio vertikalų judėjimą ir ją apdoroti. Vadinasi, prie kiekvieno rato reikalingi du jutikliai: vienas jų turėtų sekti rato, o kitas – kėbulo svyravimus“, – aiškino pašnekovas.

Bėda: važiuojant siauru ir vingiuotu keliu, kai kuriuos keleivius dėl supimo pradeda pykinti./ Kęstučio Vanago / BNS nuotr.

Pats mokslininkas ant savo asmeninio automobilio nemontuoja didesnių, nei rekomenduoja gamintojas, ratų. Šios taisyklės jis pataria laikytis ir kitiems vairuotojams, o jei vis dėlto labai norisi didesnių ratų, siūlo pernelyg nenutolti nuo gamyklos parametrų.

Galima nesunkiai surasti formulių, kaip apskaičiuoti padangų matmenis, panorus vietoj gamyklinių ratlankių montuoti didesnius.

„Laikantis gamintojo rekomendacijų, nereikės sukti galvos dėl to, ar tiksliai rodo spidometras. Atkris ir kiti rūpesčiai. Taip pat tokiu atveju techniškai tvarkingo automobilio važiavimo komfortas ir valdymo savybės bus tokios, kokias numatė gamintojas“, – aiškino V. Surblys.

Anot pašnekovo, galima nesunkiai surasti formulių, kaip apskaičiuoti padangų matmenis, panorus vietoj gamyklinių ratlankių montuoti didesnius. Tai suteikia galimybę kuo mažiau nutolti nuo gamintojo rekomenduojamų parametrų.