Advertisement

 

Tune it: Κατανομή βάρους-Μεταφορά Βάρους

Tune it: Κατανομή βάρους-Μεταφορά Βάρους

Να ‘μαστε πάλι εδώ να ξαναμπαίνουμε στο χειμώνα και ένα από τα λίγα καλά της εποχής είναι ο… τουρμπόκαιρος. Πραγματικά, είναι σαν να ζωντανεύουν τα άτιμα τα μοτόρια με τους σαλίγκαρους! Πάνε οι καύσωνες και τα 35άρια, πάνε όμως και τα οφθαλμόλουτρα στην παραλία! Δεν πειράζει, όμως, τι να κάνουμε, αυτές είναι οι εναλλαγές της ζωής και χρειάζονται! Οπότε, καλά να ’ναι ο Βαγγέλας με την κολασμένη προβατίνα τώρα που δρόσισε….

Αυτό το μήνα, θα συνεχίσουμε με το δεύτερο μέρος της ισορροπίας των φρένων για όσους έχουν «σώας τας φρένας» και όλους τους υπόλοιπους, που σίγουρα είναι περισσότεροι… Μιλούσαμε συγκεκριμένα για την κατανομή της δύναμης φρεναρίσματος στον εμπρός και πίσω άξονα του αυτοκινήτου.

 

Τι επηρεάζει την κατανομή?

Εάν εξετάσουμε τις περιστάσεις, βλέπουμε ότι οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν το βάρος σε κάθε άξονα και ανά πάσα στιγμή:

· Κατανομή του βάρους του οχήματος σε κατάσταση ηρεμίας (ακίνητο).
· Ύψος που βρίσκεται το Κέντρο Βάρους, όσο υψηλότερα είναι τόσο περισσότερο βάρος μεταφέρεται κατά τη διάρκεια της επιβράδυνσης.
· Μεταξόνιο, όσο μικρότερο τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταφορά βάρους κατά τη διάρκεια της επιβράδυνσης.

Γνωρίζουμε επίσης από το βασικό σχεδιασμό συστημάτων φρένων ότι οι ακόλουθοι παράγοντες θα επηρεάσουν το πόση ροπή πέδησης αναπτύσσεται σε κάθε γωνία του οχήματος και το πόση από αυτή τη ροπή μεταφέρεται στο σημείο επαφής με το έδαφος:

· Διάμετρος δίσκου.
· Διάμετρος εμβόλων δαγκάνας.
· Συντελεστής τριβής που έχουν τα τακάκια.
· Συντελεστής πρόσφυσης ελαστικών.

Είναι ο συνδυασμός αυτών των λειτουργιών-δύναμη πέδησης στον τροχό και βάρος που σηκώνει ο τροχός, που καθορίζουν την κατανομή που ζητάμε. Αν αλλάξει το ύψος του ΚΒ, το μεταξόνιο ή ο ρυθμός επιβράδυνσης,  θα απαιτηθεί διαφορετική κατανομή των πιέσεων στο σύστημά μας. Αντιστρόφως, μεταβάλλοντας την αποτελεσματικότητα των φρένων μπροστά (μεγαλύτερες δαγκάνες/δίσκοι,) χωρίς να αλλάξει τίποτα πίσω, αλλάζει εκ των πραγμάτων η κατανομή. Δείτε αμέσως πώς οι συνηθισμένες μετατροπές αλλάζουν δραστικά την κατανομή της δύναμης πέδησης.

Παράγοντες που θα αυξήσουν τη δύναμη εμπρός

 

 

Παράγοντες που θα αυξήσουν τη δύναμη πίσω

Μεγαλύτεροι δίσκοι εμπρός

 

Μεγαλύτεροι δίσκοι πίσω

Μεγαλύτερος συντελεστής τριβής στα εμπρός τακάκια

 

Μεγαλύτερος συντελεστής τριβής στα πίσω τακάκια

Έμβολα μεγαλύτερης διαμέτρου στις εμπρός δαγκάνες

 

Έμβολα μεγαλύτερης διαμέτρου στις πίσω δαγκάνες

Μικρότεροι δίσκοι πίσω

 

Μικρότεροι δίσκοι εμπρός

Μικρότερος συντελεστής τριβής στα πίσω τακάκια

 

Μικρότερος συντελεστής τριβής στα εμπρός τακάκια

Μικρότερα έμβολα στις πίσω δαγκάνες

 

Μικρότερα έμβολα στις εμπρός δαγκάνες

Χαμηλότερο κέντρο βάρους

 

Ψηλότερο κέντρο βάρους

Περισσότερο βάρος στον πίσω άξονα

 

Λιγότερο βάρος στον πίσω άξονα

Λιγότερο βάρος στον εμπρός άξονα

 

Περισσότερο βάρος στον εμπρός άξονα

Σκληρότερα ελαστικά (με λιγότερη πρόσφυση)

 

Πιο μαλακά ελαστικά (για καλύτερη πρόσφυση)

 

Τέλεια ισορροπημένο σύστημα στη …θεωρία

Ενώ μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της βέλτιστης κατανομής της δύναμης πέδησης εμπρός/πίσω κάτω από όλες τις συνθήκες, το δύσκολο είναι να φτιάξουμε πρακτικά ένα τέτοιο σύστημα που θα ανταποκρίνεται σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας! Στο σημείο αυτό, καλό είναι να μελετήσουμε λίγο τα διαγράμματα (και εκείνα από το προηγούμενο τεύχος) για να αντιληφθούμε καλύτερα πώς συμπεριφέρεται το σύστημα με διάφορα ποσοστά κατανομής. Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιήσουμε το ίδιο σύστημα φρένων εμπρός/πίσω, κάθε άξονας θα φρενάρει με το 50% της δύναμης πέδησης. Αξιολογώντας το, βλέπουμε ότι το αυτοκίνητο θα φρενάρει πάντα με περισσότερη δύναμη πίσω απ’ όση μπορεί να αντέξει η πρόσφυση ελαστικών/εδάφους στον πίσω άξονα, με αποτέλεσμα να «λοκάρει» και να σέρνει τους τροχούς, κάτι που σίγουρα δεν θέλουμε.

Τα περισσότερα όμως αυτοκίνητα έχουν πίσω φρένα που είναι μικρότερα από τα εμπρός. Υπάρχουν πολλοί λόγοι που γίνεται αυτό και ένας από αυτούς είναι να βοηθήσει το σύστημα να παρέχει τη σωστή κατανομή φρεναρίσματος. Επίσης, τα περισσότερα -αν όχι όλα- τα αυτοκίνητα έχουν έναν ειδικό κατανομέα πίεσης, μία βαλβίδα δηλαδή, η οποία περιορίζει την πίεση στις πίσω δαγκάνες.

Τέλεια κατανομή στο φρενάρισμα επιτυγχάνεται όταν η κατανομή της δύναμης επιβράδυνσης εμπρός-πίσω συμβαδίζει με τη μεταφορά βάρους στο αυτοκίνητο.  Κοιτάζοντας, όμως, τα διαγράμματα, βλέπουμε πόσο δύσκολο είναι κάτι τέτοιο. Το πιο εύκολο είναι να βελτιστοποιήσουμε ένα σύστημα φρένων για ένα συγκεκριμένο ρυθμό επιβράδυνσης, κάτι που όμως δεν είναι πρακτικό. Στην πράξη, προσπαθούμε να σχεδιάσουμε το σύστημα ώστε να συμπεριφέρεται με αποδεκτό τρόπο σε όλες τις πιθανές συνθήκες επιβράδυνσης, κάτι που για ένα καθημερινό αυτοκίνητο είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί, διότι τα επίπεδα επιβράδυνσης είναι πάρα πολλά. Και -κάτι που μπορεί να μην είναι γνωστό- η λάθος κατανομή «τρώει» πιο γρήγορα τα τακάκια! Αν η κατανομή είναι «μπροστόβαρη», θα δουλεύουν περισσότερο τα εμπρός φρένα και θα φθείρονται πιο γρήγορα τα αντίστοιχα τακάκια ενώ τα πίσω… δεν θα τα αλλάζετε ποτέ!

 

Τέλεια ισορροπία, στην πράξη

Η κατανομή στα φρένα εμπρός/πίσω μπορεί να μετρηθεί με διάφορους τρόπους. Μία μέθοδος -που χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές αυτοκινήτων- είναι να τοποθετούν αισθητήρες ροπής στους τροχούς, έτσι ώστε η πραγματική ροπή σε κάθε τροχό να μπορεί να μετρηθεί σε όλη τη διάρκεια της επιβράδυνσης. Αυτή είναι η πιο ακριβής μέθοδος μέτρησης. Ωστόσο, υπάρχουν και απλούστερες και φθηνότερες μέθοδοι  που μπορεί να είναι εξίσου αποτελεσματικές.

Οι περισσότεροι κατασκευαστές ρυθμίζουν τα συστήματα πέδησης των αυτοκινήτων τους, ώστε να είναι λίγο «μπροστόβαρα», για λόγους ασφάλειας. Κλασσικά, τα συστήματα τους είναι 5-10%  μπροστόβαρα.

Αν τώρα θελήσουμε εμείς να κάνουμε αλλαγές/μετατροπές στα φρένα, καλό είναι να μπορέσουμε να μετρήσουμε τις νέες αποστάσεις ακινητοποίησης για να δούμε αν έχουμε θετικό ή όχι αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, δεν είναι σπάνιο να βάλετε αναβαθμισμένα τακάκια μπροστά και ύστερα να δείτε την απόσταση ακινητοποίησης να αυξάνεται 5% ή και περισσότερο! Άμα μάλιστα μιλάμε και για αγωνιστικά τακάκια…. προσθέστε αρκετά ακόμα μέτρα μέχρι να ακινητοποιηθεί το εργαλείο!

Όπως αντιλαμβάνεστε, η μεγαλύτερη αλλαγή στο ποσοστό κατανομής γίνεται με τα «μεγάλα φρένα εμπρός» που σχεδόν όλοι βάζουμε. Κάθε φορά που μπαίνει μεγαλύτερος δίσκος, υπάρχει ταυτόχρονη ανάγκη να μειωθεί η πίεση της δαγκάνας για να αντισταθμίσει την αυξημένη ροπή που δημιουργήθηκε από τη μεγαλύτερη ακτίνα του νέου δίσκου. Ο στόχος είναι να διατηρήσουμε μία σταθερή ροπή για μία δεδομένη πίεση στο κύκλωμα. Δυστυχώς, πάρα πολλές αναβαθμίσεις δεν λαμβάνουν αυτόν τον παράγοντα υπόψη και πολλά από τα αυτοκίνητα με τόσο μεγάλους δίσκους και δαγκάνες μεταβάλλουν δραστικά την κατανομή της δύναμης προς τα εμπρός. Αποτέλεσμα? Ενώ φρενάρουν δυνατά και σταθερά, οι αποστάσεις ακινητοποίησης στην πραγματικότητα αυξάνονται σημαντικά! Είναι παράδοξο να το ακούμε αυτό, αλλά, όταν το δούμε στην πράξη, σίγουρα μας κάνει μεγάλη εντύπωση! Γι’ αυτό πρέπει τα ολοκληρωμένα kit με τα υπερ-φρένα που αγοράζουμε να είμαστε βέβαιοι ότι είναι καλά μελετημένα από τις εταιρείες. Βρήκαμε φθηνές «γαϊδουροδαγκάνες» και δίσκους «χαρακτοτρυπητούς» στο Car και τα τσιμπήσαμε? Μπράβο. Πριν ξηλώσετε τα παλιά σας, κάντε μία δοκιμή ακινητοποίησης και γράψτε την απόσταση. Μόλις βάλετε τα μεγάλα και παίξουν, όπως ελπίζατε, κάντε πάλι μία δοκιμή ακινητοποίησης -με τα ίδια λάστιχα. Δεν έχετε περιέργεια? Να έχετε όμως και λίγο κολλύριο μαζί, γιατί μπορεί …να σας βγούνε τα μάτια μ’ αυτά που θα δείτε!

 

Κατανομέας πίεσης

Όπως είπαμε πιο πάνω, τα περισσότερα αυτοκίνητα παραγωγής διαθέτουν κάποιο σύστημα ρύθμισης της δύναμης πέδησης μεταξύ των εμπρός και των πίσω τροχών. Ο κατανομέας πίεσης κάνει αυτή τη δουλειά με αρκετή επιτυχία για πολλές δεκαετίες τώρα και δύο είναι οι πιο κοινοί τύποι σε χρήση. Ο ένας είναι καθαρά υδραυλικός και λειτουργεί με βάση την πίεση στο κύκλωμα φρένων. Όταν η πίεση είναι μεγάλη κατά την αρχική πίεση του πεντάλ και έχουμε τη μεγαλύτερη μεταφορά βάρους στον εμπρός άξονα, η βαλβίδα δεν ανοίγει για να λειτουργήσουν τα πίσω φρένα. Μόλις πέσει η πίεση στο κύκλωμα -και η ταχύτητα του αυτοκινήτου- σε κάποια προκαθορισμένη τιμή, η βαλβίδα του κατανομέα ανοίγει για να λειτουργήσουν και τα πίσω φρένα.

Ο δεύτερος κοινός τύπος κατανομέα είναι μηχανικός. Πρόκειται για μία βαλβίδα που διαθέτει ένα μοχλό ενεργοποίησης. Η βαλβίδα είναι τοποθετημένη στο αμάξωμα κοντά στον πίσω άξονα, ο μοχλός της όμως ακουμπά στον άξονα. Κατά το φρενάρισμα και με τη μεταφορά βάρους, το πίσω μέρος του αυτοκινήτου ανασηκώνεται. Κατά τη φάση αυτή, ο μοχλός κλείνει τη βαλβίδα μη επιτρέποντας τη λειτουργία των πίσω φρένων. Όταν μειωθεί η ταχύτητα και κατέβει η καρότσα κοντά στο στατικό ύψος της, ο μοχλός ενεργοποιεί τη βαλβίδα και λειτουργούν τα πίσω φρένα.

Και οι δύο παραπάνω τύποι σχεδιάζονται για το αυτοκίνητο, όπως το πουλάει ο κατασκευαστής. Όταν αρχίσουμε να αλλάζουμε δαγκάνες και να βάζουμε σκληρές αναρτήσεις …όλα αλλάζουν. Αν είμαστε τυχεροί και συνεχίσουμε να βρισκόμαστε μέσα στα σχεδιαστικά όρια λειτουργίας των κατανεμητών, δεν υπάρχει πρόβλημα. Αν όμως κάπου, σε κάποια στροφή χρειαστεί να φρενάρουμε λίγο ζόρικα και βγούμε αναπάντεχα στα χωράφια… ίσως θα ξέρουμε το γιατί!

   

Το ηθικό δίδαγμα της ιστορίας

Τι μάθαμε λοιπόν? Μάθαμε ότι κάθε αυτοκίνητο έχει ένα ιδανικό σημείο όπου παρατηρείται η μικρότερη δυνατή απόσταση ακινητοποίησης. Συνήθως, όμως, οι κατασκευαστές σχεδιάζουν τα αυτοκίνητά τους να έχουν 5% έως 10% περισσότερη μπροστόβαρη ρύθμιση από την άριστη δυνατή για μέγιστη επιβράδυνση, παρέχοντας όμως περισσότερη σταθερότητα σε αντάλλαγμα, κάτι που ωφελεί το ευρύ αγοραστικό κοινό.

Καθώς οι περισσότεροι «Power» αναγνώστες «πειράζετε» με κάθε τρόπο τα εργαλεία σας (για αυτοκίνητα μιλάμε ρε…), να έχετε υπόψη ότι οι αλλαγές στο σύστημα πέδησης, καθώς και αλλαγές στο ύψος του αυτοκινήτου, στην κατανομή βάρους ή στις φυσικές διαστάσεις, μπορεί να επιφέρουν μεταβολές στην κατανομή από το Α ως το Ω. Ο μόνος και αλάνθαστος τρόπος να μάθετε τελικά αν βελτιώσατε κάτι, είναι να μετρήσετε την απόσταση ακινητοποίησης, τόσο πριν όσο και μετά τις μετατροπές, όποιος έχει άντερα, το κάνει! Εγώ βάζω και στοίχημα τα σουβλάκια!

Εν κατακλείδι, τα ελαστικά σας σίγουρα είναι αυτά που εξακολουθούν να σταματάνε το αυτοκίνητο, αλλά αν στο θέμα της κατανομής πιέσεων είστε για κλάματα, δεν θα μπορείτε να τα εκμεταλλευτείτε στο έπακρο. Το σύστημα φρένων είναι ακριβώς αυτό -ένα σύστημα- και προσέχοντας το θέμα κατανομής πέδησης, θα είστε με βεβαιότητα πιο ασφαλείς στο δρόμο, αλλά και πιο γρήγοροι στην πίστα.

 

MadeinGreece

Μιλήσαμε στην αρχή για ισορροπημένο φρενάρισμα και είπαμε πολλά για την απαραίτητη κατανομή των πιέσεων στο σύστημα. Φαίνεται όμως ότι στο Ελλαδιστάν υπάρχει περίσσεια γνώση και πολλοί …επιστήμονες -έπειτα βέβαια από σοβαρότατες μελέτες- αποφάσισαν ότι οι κατανεμητές που βάζουν τα εργοστάσια είναι …άχρηστοι και μειώνουν την αποτελεσματικότητα των φρένων! Κατάλαβαν μάλλον την κομπίνα ότι οι κατασκευαστές είχαν μερικές χιλιάδες κατανεμητές στοκ στα αζήτητα και, μη έχοντας τι να τους κάνουν, συνωμότησαν να τους τοποθετήσουν στα αυτοκίνητα για να τσιμπήσουν καμιά 100αρα ευρώ παραπάνω από τα θύματά τους! Εδώ όμως είναι Βαλκάνια και οι γάτοι έχουν πέταλα και φυσικά τους πήραν πρέφα! Έτσι, σε πολλά συνεργεία αφαιρούν τους κατανεμητές και ορκίζονται ότι τα αυτοκίνητα φρενάρουν καλύτερα! Αφού είναι έτσι, τους προτείνω να μαζευτούν και να κάνουν μία ξεγυρισμένη μήνυση στα εργοστάσια για εξαπάτηση του κοινού. Έτσι, θα αναδειχθούμε σαν χώρα και θα ξεφτιλίσουμε τους …κουτόφραγκους για μια ακόμα φορά, ύστερα από τις κλωτσιές που τους ρίξαμε για τα μνημόνια, έτσι, για να μη ξεχνιόμαστε! Καλά τα λέω, Φονσέ? Και τώρα που τελειώσαμε, δεν ξέρω τι κάνετε εσείς οι Γιώργηδες, εγώ πάντως την κάνω κατά Βαγγέλα μεριά για να δω τι έχει στα κάρβουνα…

 

Αρθρογράφος