Теория управления скутером

       При кажущейся простоте управления скутером оно таит немало «подводных камней». Первые выезды на скутере требуют особой внимательности и осмотрительности поскольку многое придется осваивать на «ходу».

Величина вылета АВ существенно влияет на управляемость скутера

Силы, действующие на скутер

       Во время движения на скутер действует объединенная сила сопротивления движению, состоящая из сил сопротивления качению, сил сопротивления движению на подъеме и сил аэродинамического сопротивления. При разгоне и торможении к ним добавляется сила инерции скутера. Способность скутера преодолевать эти силы сопротивления зависит, в первую очередь, от мощности двигателя.

       Важную роль играет вес скутера. Различают сухой вес - без топлива, масла, инструмента, и полный вес - с топливом, маслом и инструментом. Под полной нагрузкой понимают вес водителя, груза и пассажира (если скутер не одноместный). Принимают, что вес скутера приложен в его центре тяжести. Центробежная сила, возникающая при вхождении скутера в поворот, прикладывается к центру тяжести. Помимо веса, на поведение скутера на дороге оказывают влияние его габаритные размеры (длина, ширина и высота), колесная база (расстояние между центрами колесных осей) и угол наклона рулевой колонки (обычно он составляет около 60°). За счет того, что ось рулевой колонки расположена не вертикально, воображаемая точка пересечения этой оси с дорогой оказывается смещенной от точки касания земли передним колесом. Расстояние между названными точками называется вылетом передней вилки (1), и этот параметр оказывает существенное влияние на поведение скутера в поворотах.

       Высота седла тоже имеет значение с точки зрения управляемости, так как она влияет на расположение общего центра тяжести связки «скутер-водитель». Чем ниже седло, тем лучше управляемость скутера.

Характеристики двигателей скутеров

       К основным характеристикам двигателей относятся мощность и крутящий момент. Мощность - это отношение полезной работы, совершенной двигателем, ко времени, в течение которого она была совершена. Мощность любого двигателя внутреннего сгорания прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению газов в цилиндре. Давление с ростом частоты вращения несколько снижается, поскольку уменьшается продолжительность рабочих циклов в цилиндре. При этом ухудшаются условия протекания циклов, а также увеличиваются различные потери. В результате при постоянном увеличении частоты вращения коленчатого вала мощность двигателя в какой-то момент достигает своего максимума, после чего начинает уменьшаться. Еще одним важным термином в теории двигателей является крутящий момент, величина которого пропорциональна среднему давлению газов в цилиндре.

       Протекание характеристик мощности и крутящего момента в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, а также их максимальные значения играют существенную роль в формировании динамических показателей скутера. Однако на скутерах с вариатором задачу оптимального сочетания характеристик двигателя и трансмиссии решают производители техники. Водителю остается лишь открывать «газ» и не забивать голову мыслями о характеристиках мотора. Лишь искушенные водители могут совершенствовать системы двигателя или искать другие настройки трансмиссии, занимаясь тюнингом.

Силы, действующие на скутер в повороте: Y - вертикальная составляющая опорной реакции колеса; Z - горизонтальная составляющая опорной реакции колеса; R, - результирующая опорной реакции колеса; Rz - результирующая центробежной силы и веса скутера; G - вес скутера с водителем; Р, - центробежная сила; р - угол наклона скутера.

Устойчивость скутера

       Устойчивостью называется способность скутера во время движения при небольшом внешнем воздействии (неровности дороги, порыв ветра и т. п.) сохранять заданное водителем направление. При неустойчивом движении скутер начинает рыскать из стороны в сторону. Хороший критерий устойчивости - возможность езды «без рук», что на правильно сконструированном и отрегулированном скутере не представляет труда, даже для начинающего водителя (помните, что действующие ПДД запрещают это делать!). Двухколесный скутер не может стоять на месте без подставки, он устойчив лишь в движении. На малых скоростях устойчивость скутера зависит от опыта водителя. С повышением скорости конструкция исправного скутера сама обеспечивает устойчивость движения за счет действия так называемого гироскопического эффекта. Гироскопом называют всякое твердое и круглое тело, ось вращения которого совпадает с осью симметрии. Наиболее мощные гироскопы на скутере - колеса с шинами. Поскольку у скутера колеса небольшого диаметра, то и гироскопический эффект не так велик, как у мотоцикла. Этим объясняется тот факт, что мотоциклисту скутер кажется не столь устойчивым.

Повороты

       Прохождение поворота на скутере - это всегда совокупность действий водителя, которому приходится действовать не только рулем, но и ручкой «газа», тормозами, да вдобавок на определенный угол наклонять свой корпус вместе со скутером. Невозможно пройти поворот с зафиксированными органами управления.

       Рассмотрим поворот скутера, движущегося по дуге окружности с постоянной скоростью (2). Что происходит при этом? Если поворачивать руль, не нарушая вертикального положения скутера, из-за вылета передней вилки пятно контакта шины сместится относительно продольной оси машины и ее центра тяжести (3). Вследствие этого появится сила, которая стремится наклонить скутер в сторону поворота (момент этой силы называют опрокидывающим). Когда водитель поворотом руля искривляет траекторию движения скутера, возникает центробежная сила, способная опрокинет скутер в сторону, противоположную повороту. Момент, вызванный действием центробежной силы, называется удерживающим. При движении с малой скоростью центробежная сила настолько мала, что компенсируется эффектом смещения центра тяжести скутера (из-за вылета вилки). Таким образом, на малой скорости можно плавно повернуть без наклона скутера. С возрастанием скорости центробежная сила увеличится, и для ее компенсации мало эффекта смещения центра тяжести, потребуется дополнительный наклон скутера.

       Задача водителя сводится к тому, чтобы своими действиями вовремя сочетать влияние удерживающего и опрокидывающего моментов, сохраняя желаемую скорость и траекторию движения. Ограничивает предельную скорость в повороте коэффициент сцепления покрышек с дорогой. Если центробежная сила, зависящая от радиуса поворота и скорости скутера, преодолеет силу сцепления шин с дорогой, произойдет падение скутера.

       На поведение скутера в повороте оказывает влияние и гироскопический момент: он стремится повернуть переднюю вилку в сторону крена (4). Это явление имеет значение для управления скутером в теории, но на практике водитель не задумывается об этом.

Влияние гироскопического момента на движение скутера в повороте

Влияние прочих факторов на устойчивость скутера

       В движении устойчивость скутера в значительной степени определяется его исправностью. Ничто не должно мешать равномерному повороту руля. Даже небольшое заедание в подшипниках рулевой колонки способно ухудшить управляемость скутера - чем туже поворачивается руль, тем труднее совершать им точные движения. Если руль двигается скачками, машина будет «рыскать» из стороны в сторону. У скутеров с солидным пробегом могут быть изношены подшипники рулевой колонки. Устойчивость заметно ухудшается, если заднее колесо не идет строго по следу переднего. Такая неисправность возникает при деформациях рамы, передней вилки или маятника задней подвески. Снижает устойчивость скутера также неправильная (асимметричная) загрузка или боковой ветер.

       Важно запомнить, что устойчивость движущегося скутера во многом зависит от водителя. Чем больше его ездовая практика и правильнее приемы управления, чем лучше развиты органы зрения и вестибулярный аппарат, тем выше может быть безопасная скорость управляемого им скутера.

Активная и пассивная безопасность

       Активную безопасность скутера улучшают высокая удельная мощность двигателя, эффективность работы подвесок и тормозов, максимальный коэффициент сцепления шин с дорогой, эффективная работа светотехники, оптимальное расположение органов управления и удобство посадки водителя и работы с органами управления. Яркие, цвета одежды водителя и раскраски скутера также являются средствами активной безопасности.

       Пассивная безопасность - это способность конструкции скутера и экипировки водителя предотвращать или снижать тяжесть травм водителя, пассажира и других участников движения после того, как авария уже произошла. Уровень пассивной безопасности повышает отсутствие на внешней поверхности острых выступов, углов и кромок, наличие энергопоглащающих накладок. Наиболее современные скутеры начинают оснащать подушками безопасности.

Смещение пятна контакта шины из-за вылета передней вилки: В - точка касания колеса поверхности дороги при движении прямо; В, - точка касания колеса при повороте руля; А - точка пересечения продолжения оси рулевой колонки с поверхностью дороги; АВ - вылет передней вилки; ЦТ - центр тяжести.

Мир скутеров. Модели, выбор, тюнинг, ремонт и вождение. >> Теория управления скутером. Базовые приемы управления скутерами.