Что такое радиус разворота, каким он бывает, и почему он важен?
При выборе автомобиля обычно смотрят на его ключевые характеристики: размер, объем и мощность двигателя, тип трансмиссии и так далее. Однако в повседневной жизни есть и другие показатели, которые оказываются весьма важными – к примеру, радиус разворота. На что влияет это значение, как его замеряют, и почему важно не запутаться в этом, казалось бы, элементарном понятии?
К ак нетрудно догадаться, радиус разворота – это радиус полуокружности, которую описывает автомобиль при развороте с места на 180 градусов при условии, что руль повернут до упора. Правда, как мы убедимся чуть ниже, само словосочетание «радиус разворота» весьма коварное.
Радиус разворота – показатель, во многом отражающий маневренность автомобиля. Чем он больше, тем больше места требуется автомобилю для совершения полного разворота на 180 градусов – то есть, в условиях, когда ширина дороги известна и ограничена, этот показатель отражает то, сможете ли вы развернуться на ней в один прием, или же придется сдавать назад и быстро крутить рулем на втором (а то и третьем) заходе. Однако очевидно, что сам по себе радиус разворота говорит не только о способности развернуться, но и о том, насколько маневренным является автомобиль: чем меньше это значение, тем удобнее будет управлять машиной в стесненных условиях и легче парковаться.
Даже для замера этого элементарного на первый взгляд показателя существует две методики: «от бордюра до бордюра» и «от стены до стены».
Первый отражает радиус полуокружности, которую описывают колеса автомобиля при развороте: то есть, чтобы его замерить, нужно отметить мелом стартовое положение наружного (относительно поворота) колеса, затем вывернуть руль до упора, развернуться на 180 градусов, отметить мелом конечную точку, замерить расстояние между ними и разделить его пополам. Соответственно, эта методика замера отражает, какой должна быть ширина гладкой дороги, чтобы автомобиль смог развернуться, не съехав с нее.
Однако в реальной жизни стоит учитывать тот факт, что у автомобиля есть передний свес – то есть, расстояние от оси передних колес до конца переднего бампера. И если дорога, к примеру, ограничена высокими бордюрами, то развернуться на ней, даже «укладываясь» по показателю от бордюра до бордюра, не выйдет: автомобиль упрется в препятствие выступающим вперед бампером. Для отражения этого «реального» радиуса разворота используют показатель «от стены до стены»: соответственно, чтобы замерить его, нужно закрепить мел на стержне, установленном на наружном (относительно поворота) углу бампера автомобиля, затем выполнить разворот, замерить диаметр получившейся полуокружности и разделить его пополам.
Разумеется, автопроизводители стремятся показать свои автомобили максимально маневренными, так что в брошюрах и списках характеристик практически всегда указывается радиус разворота от бордюра до бордюра, так как он меньше, чем от стены до стены. В реальной жизни, сравнивая машины по показателю маневренности, стоит учитывать не только на эту цифру, но и длину переднего свеса.
Главная проблема, связанная с радиусом разворота, заключается в том, что само словосочетание «радиус разворота» является скорее разговорным, ведь реальный показатель, отражающий расстояние, необходимое для разворота «от упора до упора» – это диаметр. Соответственно, при перечислении габаритных и технических характеристик автомобиля зачастую указывают именно его, хотя можно встретить и радиус. Но главное при этом – не перепутать эти два показателя. Ведь даже сами производители порой ошибаются: к примеру, в пресс-релизе о новом Land Cruiser Prado в Toyota говорят о том, что он «сохранил удобный диаметр разворота, составляющий всего 5,8 м», что для машины длиной в 4,84 метра выглядит явно невозможным. А вот в брошюре по модели указано, что это «минимальный радиус разворота по колесам», что уже похоже на правду. Чтобы в этом убедиться, можно заглянуть, к примеру, на австралийский официальный сайт, где указан уже не радиус, а диаметр разворота, равный 11,6 метра.
Несложно догадаться, что радиус разворота зависит прежде всего от габаритных размеров автомобиля и угла поворота передних колес. Габариты машины поменять, очевидно, нельзя, а угол поворота колес на гражданских автомобилях ограничен параметрами работы рулевого управления, а на машинах с приводом на переднюю ось еще и рабочими диапазонами шарниров равных угловых скоростей (ШРУС, или «гранат»), которые крайне не любят работать при вывернутых колесах. Поэтому, не углубляясь в теорию, можно ответить так: без вмешательства в конструкцию с потерей гарантии нормальной работоспособности изменить радиус разворота машины нельзя.
Наглядным примером «вмешательства в конструкцию» можно считать автомобили, подготовленные для соревнований по дрифту: у них угол поворота передних колес («выворот») стараются сделать максимальным. Но нужно это уже не для уменьшения радиуса разворота, а для того, чтобы поддерживать как можно больший угол заноса при движении в повороте – то есть, это делается отнюдь не для улучшения показателей «гражданской» эксплуатации.
Радиус поворота автомобиля: как измерить и можно ли изменить
Вопросы, рассмотренные в материале:
Выбирая новую машину, человек обращает внимание на ее главные параметры, например, сколько литров мотор, какова его мощность, автоматическая, роботизированная или механическая коробка передач и тому подобное. Но во время эксплуатации транспортного средства не менее важны и другие характеристики, такие как радиус поворота автомобиля. На что оказывает влияние данный параметр? Как его измерить? В нашей сегодняшней статье разбираемся в этом непростом понятии.
Что такое радиус поворота автомобиля
Название данного параметра говорит само за себя. Радиус поворота автомобиля — это полуокружность, описываемая машиной при совершении маневра, когда рулевое колесо полностью вывернуто.
Необходимо знать данное значение. Кроме того, следует видеть разницу между разворотом по малому и большому радиусу. Иногда в руководстве по эксплуатации указывается два параметра, которые разделены дробью.
Минимальный радиус поворота автомобиля — это след от наружного колеса, оставляемый машиной при совершении маневра. Еще этот параметр называют «от бордюра до бордюра». Но в этом показателе не учтены габариты переднего свеса, а от его длины зависит точность значения. В реальной жизни лучше всего пользоваться радиусом «от стены до стены». В нем учтены препятствия, которые включены в минимальное пространство по наружным размерам и которые может задеть бампер.
Однако сложности на этом не заканчиваются. Есть еще одна особенность, про которую необходимо помнить, когда вы совершаете маневр в стесненных обстоятельствах. Когда машина поворачивает, происходит смещение части кузова внутрь. Поэтому, если вы выезжаете со стоянки, не следует резко выворачивать рулевое колесо в крайнее положение. Так может произойти столкновение со стоящим рядом транспортным средством.
Как рассчитать радиус поворота автомобиля? Узнайте минимальный габаритный коридор для своего авто. Для этого придется определить расстояние, отделяющее наименьшую и наибольшую окружности. Обладая этой информацией, вы сможете выполнять сложные маневры в стесненных обстоятельствах, например на узком дорожном полотне, а также поворачивать, не нарушая правил дорожного движения.
Сегодня управлять машиной нелегко, ведь дороги загруженны, и места для маневров недостаточно. Например, если вы живете в большом городе и вам нужно припарковать автомобиль, то наверняка придется располагать машину вплотную к другим транспортным средствам и производить сложнейшие маневры.
Радиус поворота легкового автомобиля показывает, насколько машина маневренная, получится ли на ней поворачивать на узком дорожном полотне или когда пространство ограниченно.
Управление автомобилем даже в ограниченном пространстве окажется более комфортным, если данный показатель будет наименьшим. Когда вы знаете минимальный радиус поворота автомобиля, а также ширину дороги, то сможете рассчитать, можно ли за один раз выполнить маневр.
Автопроизводители всегда указывают радиус поворота для каждой машины. Чтобы узнать это значение, нужно изучить технические характеристики машины или инструкцию по эксплуатации Однако тут важно не ошибиться. Дело в том, что чаще всего указывается именно наименьший показатель, то есть разворот по малому радиусу. Делается это для того, чтобы машина в глазах покупателя выглядела маневреннее, чем это есть в реальности. Как определить настоящий радиус поворота легкового автомобиля? Для этого нужно учесть размеры свеса машины.
Как измерить радиус поворота автомобиля
Чтобы рассчитать радиус поворота автомобиля, можно использовать два способа: «от бордюра до бордюра» либо «от стены до стены».
В первом случае мы получим значение радиуса полуокружности, описываемой колесами машины, когда она разворачивается. Таким образом, для измерения необходимо сделать меловые отметки стартового положения внешнего колеса. После этого выворачиваем рулевое колесо до предела и совершаем поворот на 180°. Снова делаем меловую отметку конечной точки. Затем измеряем расстояние между отметками, делим получившиеся число на 2. С помощью данного способа можно узнать, какая минимальная ширина дорожного полотна должна быть, чтобы можно было совершить разворот.
Нельзя забывать про то, что у машины есть передний свес (промежуток от оси передних колес до конца переднего бампера). И когда дорожное полотно ограничивается бордюром с большой высотой, водитель не сможет совершить разворот, даже если уложится в радиус «от бордюра до бордюра». Произойдет следующее: машина упрется передним бампером в препятствие.
Поэтому, чтобы узнать настоящий показатель радиуса, придется измерять его по способу «от стены до стены». Как это делается? Мел закрепляют на стержне, который размещен на наружном углу бампера (по отношению к повороту). После этого водитель разворачивается и замеряет диаметр полученной полуокружности. Затем полученное число делится на 2.
Так как производители авто хотят, чтобы их творения выглядели наиболее маневренными, то в характеристиках и рекламных проспектах обычно указывают радиус поворота «от бордюра до бордюра». Ведь его значение меньше по сравнению с показателем «от стены до стены». На практике же, если вам нужно выбрать наиболее маневренный автомобиль, важно учесть также и длину переднего свеса.
Обратите внимание! Есть одна особенность, которая связана с радиусом поворота легкового автомобиля. На самом деле это понятие используется в разговорной речи. Потому что настоящий параметр, который отражает расстояние, требуемое для совершения маневра от упора до упора, — диаметр. Поэтому в габаритных и технических характеристиках обычно указан именно диаметр. Здесь важно не запутаться в этих понятиях.
Нередко даже автопроизводители допускают ошибки. Так, в пресс-релизе нового «Ленд Крузер Прадо» в «Тойота» отметили, что машина сохранила отличный диаметр разворота, который составляет только 5,8 метров. Но это нереально, потому что длина автомобиля 4, 84 метра.
Но если вы изучите рекламный проспект к этой машине, то там уже будет сказано «минимальный радиус разворота автомобиля по колесам», это уже соответствует действительности. Для подтверждения этого просто зайдите на официальный портал. Там отмечен именно диаметр, а не радиус поворота легкового автомобиля, который составляет 11,6 м.
Можно ли изменить радиус поворота автомобиля
Очевидно, что радиусы поворота грузовых автомобилей, седанов или кроссоверов определяются габаритами транспортного средства, а также углом поворота передних колес. Изменить размеры авто невозможно. При этом угол поворота колес на стоковой машине ограничивается параметрами функционирования руля. Если на авто передний привод, при этом рабочие диапазоны ШРУС, или «гранат», это значит, что выворачивать до упора колеса не стоит. Чтобы не запутаться в теории, запомните, что изменить радиус можно, но для этого придется менять конструкцию транспортного средства, а это ухудшит его работу.
Не боитесь потерять гарантию? Тогда радиус можно сделать меньше.
Насколько маневренность машины улучшится после вмешательства? Это определяется конструктивными особенностями авто. Однако чаще всего заметно улучшается запас хода руля, в результате радиус поворота автомобиля становится меньше.
Причем изменить этот параметр на некоторых моделях авто бывает достаточно просто, особенно если конструкция рулевого управления позволяет сделать это.
Пластиковые ограничители определяют то, каким будет запас хода рулевой рейки. Как сделать угол поворота колес больше? Для этого уменьшаем толщину распорок или же подпиливаем их (стачиваем). Также можно монтировать не оригинальные тонкие проставки из пластика.
К сожалению, после такого вмешательства колеса станут задевать подвеску и кузов авто. Что делать?
Можно воспользоваться тонкими пластиковыми ограничителями, которые вы сделаете своими руками. Потребуется заготовка с таким же диаметром, как у оригинального ограничителя хода рулевой рейки.
Не хотите, чтобы колеса во время маневров задевали подвеску и кузов? Тогда монтируйте проставки на ступицы для выноса колес. Так вы увеличите ширину между передними колесам. В результате радиус станет больше, при этом колеса не будут ничего задевать.
Влияет ли изменение угла кастора на радиус поворота автомобиля
Для примера возьмем автомобиль УАЗ Patriot, который имеет следующие характеристики:
Какой вид имеет формула влияния кастора на реальный угол поворота колеса:
a’ = tan-1((SIN(a) * COS(caster))/COS(a))
В ходе эксперимента найдем нужные показатели, построим 3D-модель, а затем измерим реальный угол пересечения плоскостей дороги и колеса.
В результате у нас получились нижеследующие параметры a’:
Воспользуемся формулой R = L \ tan(А), в которой:
А — угол поворота колеса.
Чтобы схему было проще понять, дополним ее:
R1 — минимальный радиус поворота автомобиля;
R2 — радиус пути заднего наружного колеса;
R3 — максимальный радиус поворота автомобиля;
Прямоугольный треугольник образуется передним внутренним колесом, задним внутренним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается. В этом треугольнике:
угол А — угол поворота колеса;
катет а — колесная база (2760 мм) — L;
катет б — минимальный радиус поворота автомобиля — R1;
Как найти минимальный радиус R1:
R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,968) =
R1 = L / tan(A) = 2760 / tan(26,774) =
Приступим к определению R2, то есть радиусу пути заднего внешнего колеса.
R2 = радиус внутреннего колеса + ширина колеи моста.
R2 = R1 + H = 5424 + 1600 = 7024 мм
R2 = R1 + H = 5470 + 1600 = 7070 мм
В завершение найдем R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.
В нашем примере прямоугольный треугольник описан передним внешним и задним внешним колесом, а также точкой, вокруг которой машина разворачивается.
Что получится здесь:
Катет а = L(колесная база) = 2760 мм
Катет б = R2 = радиус пути заднего внешнего колеса
Гипотенуза = R3, то есть максимальный радиус поворота автомобиля.
Теорема Пифагора определяет соотношение между сторонами прямоугольного треугольника, в котором сумма квадратов длин катетов равняется квадрату длины гипотенузы.
R3 = SQRT(2760^2 + 7024^2) =
R3 = SQRT(2760^2 + 7070^2) =
Конечно, полученные показатели немного не соответствуют радиусу поворота автомобиля УАЗ Patriot, которые содержатся в руководстве (6,5 м против 7,5 м). Это объясняется погрешностями в методике расчета, а также исходных данных. Однако если рассчитать среднее значение между минимальным и максимальным радиусом (5,5 м и 7,5 м соответственно), в результате у нас будет 6,5 м.
Так или иначе, но можно прийти к выводу, что кастор влияет на радиус. То есть для нас важнее не абсолютные значения, но их относительная разница. В нашем примере она составит:
R3(для кастора +8°) — R3(для кастора +3°) = 7589 — 7546 = 43 мм, то есть меньше чем 5 см
При этом если будет отклонение ограничения поворота колеса на 1°, то это повлияет в 5 раз сильнее на радиус поворота по сравнению с отклонением кастора на 1°.
Что автомобилисты говорят про радиус поворота автомобиля
«Чтобы сделать радиус меньше, ограничительные болты выставляю на глаз, после того как установил новые ШОПКи. Главное, чтобы они не соприкасались с кулаками».
«Помимо Volvo, еще у Lexus поперечное расположение силового агрегата. Но здесь и габариты, а также база отличаются. На других машинах мотор расположен продольно. Поперечное расположение приводит к тому, что коробка передач и трансмиссия размещаются определенным образом. В результате вывернуть колеса сильнее просто не получится».
«Раньше немецкие производители поставляли автобусы MAN, у которых были 2 соединенных полуприцепа длиной 23 метра. Такой автобус во время маневров мог достать себя за хвост 1 м, ездил змейкой, при этом мосты шли по одной колее. Ни разу не был за рулем такого авто, но несколько раз наблюдал».
«Каждый водитель должен знать радиус поворота автомобиля. Я вот, например, спустя 3 часа после покупки поцарапал новенькую машину при развороте. Но с опытом стал аккуратнее».
«Я не переживаю во время разворотов. Потому что даже если ты делаешь его медленно, другие участники дорожного движения все равно подождут. А вот умение поворачивать на большие углы в ограниченном пространстве это действительно важно.
Например, в самом центре мегаполиса, где улочки узкие, а парковки забиты, необходимо уметь поворачивать на 90, когда ширина свободной проезжей части на дороге практически равна ширине машины. Или, например, если вам надо выехать с парковки, на которой автомобили прижаты друг к другу, а противоположный ряд слишком близко. Да существует множество ситуаций, когда небольшой радиус просто необходим».
Развернемся на пятачке
 | | Заполненные транспортом узкие улицы городов, а также теснота на парковках вызвали повышенный интерес водителей к такой характеристике авто, как радиус разворота. От чего он зависит? |
Проблема маневрирования на автомобиле в стесненных условиях существовала всегда. Но если в 20-30-е годы прошлого столетия она хоть частично компенсировалась небольшим количеством автомобилей, то сейчас, когда на тех же улицах ездит в десятки раз больше машин, приходится втискиваться буквально в игольное ушко. От чего зависит способность автомобиля маневрировать в стесненных условиях, каковы отличия у разных моделей и какими показателями это определяется?
Оценочные показатели
Наиболее простым является такой показатель, как радиус разворота автомобиля (за рубежом – диаметр минимальной окружности, по которой может двигаться авто). Он определяется как расчетным путем, так и посредством замера. Величина, полученная в ходе замера, более точная, так как в этом случае учитываются и углы увода колес (см. схемы).
Но почему в характеристике некоторых автомобилей указывают два значения минимального радиуса поворота через дробь?
Дело в том, что обычно указывают минимальный радиус разворота по следу наружного переднего колеса (его еще называют «радиус от бордюра до бордюра»). Но в узком дворике или при наличии препятствий сразу возле бордюра иногда развернуться не удается. Есть еще передний свес, то есть расстояние от передней оси до крайней точки переднего габаритного размера. И чем он длиннее, тем больше будет неточность. Поэтому используют второй показатель, показываемый через дробь, а именно минимальный радиус разворота по наружному габариту («от стены до стены»). Этот показатель говорит о следующем: автомобиль может развернуться на дороге, если в пределах минимального радиуса по наружному габариту нет препятствий, которые можно задеть бампером.
Чтобы полностью оценить способность автомобиля ездить в стесненных условиях, нужно учитывать еще один нюанс. Часть кузова между передними и задними колесами смещается внутрь поворота, и если, выезжая со стоянки, сразу повернуть руль до упора, можно задеть соседнюю машину бортом. Поэтому обычно определяют наименьший габаритный коридор, необходимый автомобилю для поворота (расстояние между самой большой и самой малой окружностями).
Особенности конструкции
В идеале минимальный радиус поворота можно обеспечить, если угол поворота передних колес близок к 90°, то есть если колеса повернуты почти поперек машины. Но такое решение сложно реализовать на практике. Во-первых, появятся определенные проблемы с приводом, во-вторых, намного увеличатся размеры колесных арок и под капотом почти не останется места для двигателя. Наконец, для того, чтобы разместить детали рулевой трапеции, которая обеспечивает нужное соотношение между углами поворота правого и левого колес, тоже необходимо место.
У переднеприводных автомобилей предельный угол поворота управляемых колес ограничивается возможностями шарниров равных угловых скоростей. Современные шарниры допускают поворот управляемого колеса на 43–45°, но в действительности этот показатель составляет примерно 40-41°, так как при максимальных углах поворота значительно уменьшается долговечность шарниров и ухудшается их работа.
На заднеприводных автомобилях угол поворота управляемых колес может быть и несколько больше, особенно на крупных машинах, где размеры колесных арок можно несколько увеличить, но в жизни – опять-таки те же 40-41°. Причиной таких ограничений в данной ситуации чаще всего являются особенности конструкции передней подвески автомобиля, а именно перемещение деталей рулевой трапеции. Сказывается и общая тенденция к увеличению ширины колес, что приводит к увеличению размеров колесных арок.
Поэтому на современных моделях (как на переднеприводных, так и на заднеприводных) максимальный угол поворота колеса приблизительно одинаков. Но в чем тогда причина разной величины радиуса разворота автомобилей? Если внимательно посмотреть на схему, нетрудно заметить, что радиус разворота зависит еще и от размеров базы и колеи авто. Чем они больше, тем больше радиус. Характерный пример – автомобили BMW разных семейств. Угол поворота внутреннего колеса у «тройки», «пятерки» и «семерки» – 41°, а радиусы разворота – от 5,5 до 6 м.
Если же посмотреть на некоторые 30-40-летние автомобили, у них угол поворота колес действительно на 5–10° меньше, чем у современных моделей. В результате у ВАЗ-2107 (максимальный угол поворота колеса 31°), радиус разворота (5,9 м) больше, чем у Mercedes-Benz E-Klasse (5,7 м, 40-41°), хотя последний намного длиннее.
Объективность и субъективность
Анализ технических характеристик нескольких десятков современных автомобилей привел к обескураживающему выводу. Разница между максимальным и минимальным значениями радиуса поворота по следу наружного переднего колеса составила всего-навсего 2,1 м! И это для таких автомобилей, как Smart (4,35 м) и Chevrolet Suburban (6,45 м), которые по наружным габаритам отличаются больше чем вдвое (соответственно 2,5 и 5,6 м).
Почему же одни машины кажутся «поворотливыми», а другие – нет? Видимо, человек подсознательно воспринимает большой автомобиль как неповоротливый. Сказывается также усилие на рулевом колесе, которое у субъективно «неповоротливых» машин обычно намного больше. Еще один фактор – видимость крайних габаритных точек с места водителя. Если вы хорошо видите край капота (например, на угловатом «дредноуте» 70-х годов выпуска) – поворачиваете спокойно. Но на современных «зализанных» с покатым капотом автомобилях полагаться приходится только на свое чутье, и вы подсознательно оставляете определенный запас места, так как не видно ни края капота, ни переднего крыла.
Некоторые хитрости
Поскольку нарисованная нами в начале статьи схема не учитывает податливость колес, она не объясняет, почему при движении задним ходом радиус поворота меньше, чем при развороте «носом» вперед. Все дело в соотношении углов увода колес передней и задней оси. В основном автомобили делают с небольшой недостаточной поворачиваемостью. При этом углы увода задних колес обычно меньше, чем передних, и автомобиль поворачивает на меньший угол, чем тот, который обеспечили бы жесткие колеса. А если разворачиваться задним ходом, машина будет иметь избыточную поворачиваемость, то есть будет поворачивать с меньшим радиусом, чем тот, который обеспечивается только углом поворота управляемых колес. Не верите – проверьте. На узкой дороге попробуйте развернуться сначала передним ходом, а затем – задним. В первом случае понадобится три приема (вперед – назад – вперед), а во втором – только два (назад – вперед).