Технический анализ: как устроена хитрая рулевая система Mercedes W11

Технический анализ: как устроена хитрая рулевая система Mercedes W11

Недавняя находка Motorsport.com наделала много шума. Ниточка, которая потянулась от системы DAS, привела к раскрытию удивительного механизма индивидуального управления колесами в поворотах.

Неудивительно что многим читателям было интересно узнать подробности конструкции и принципа работы этого устройства, позволяющего улучшить управляемость машины и снизить нагрузку на резину.

Оно появилось у Mercedes еще в 2019 году, внеся значимый вклад в оба титула и 15 побед Льюиса Хэмилтона и Валттери Боттаса в Гран При. Давайте рассмотрим, как устроена система регулировки углов Аккермана, показанная на иллюстрации выше.

Для начала стоит отметить, что нынешнюю машину Mercedes можно с полным правом назвать инновационной лабораторией. По всей видимости, учитывая последние успехи, преимущество над соперниками в конце 2019-го и скорую смену регламента, в Брэкли решили посвятить сезон-2020 смелым экспериментам.

Но прежде чем переходить к особенностям конструкции W11, возьмем в качестве точки отсчета 2018 год, где на модели W09 все было устроено традиционно.

В 2019 году серебристый цилиндр, заключающий в себе механизм рулевого управления, внезапно сильно увеличился в размерах. Это сделали для того, чтобы разместить внутри две рейки, дающие возможность обеспечить каждому из колес собственные характеристики перемещения при поворотах руля.

Смысл этой затеи состоял в том, чтобы вне зависимости от крутизны поворота каждое из колес преодолевало его по оптимальной траектории. В классической кинематической схеме с единой рулевой рейкой добиться этого нереально. Однако придуманная в бюро Джеймса Эллисона схема дала возможность менять углы поворота каждого переднего колеса – то есть углов Аккермана – по отдельности.

Нельзя сказать, что система Mercedes является совершенно уникальной. Этот принцип уже используется на некоторых дорожных машинах, производимых малыми сериями. Но решение, которое придумали в Брэкли, во много раз сложнее.

Две рулевые рейки позволяют полностью отвязать управление правым колесом от управления левым. На рулевом валу установлены две шестерни. Та, что сзади, приводит в движение рейку правого колеса, а передняя – левого.

Разумеется, реальная система гораздо сложнее этого описания. Каждая рейка имеет дополнительную степень регулировки. Благодаря рокерному шарниру и рулевой тяге инженеры могут добиваться более предпочтительных характеристик отклика.

Теперь становится понятно, как Льюису Хэмилтону в прошлом сезоне удавалось сохранять такую высокую скорость под конец гонок. Система изменения углов обеспечивала меньший износ мягкой резины и повышала уровень сцепления жесткой благодаря оптимальному положению колес.

Разумеется, у разработанного Mercedes устройства нашлись и недостатки. Оно требует больше места в носовой части машины и весит больше традиционных рулевых механизмов. Но к сезону-2020 конструкторы из Брэкли существенно продвинулись в минимизации обоих недостатков.

Обратите внимание на иллюстрацию выше. Если провести линии от мест входа в корпус машины двух рулевых тяг, окажется, что они не образуют единой прямой (как, по идее, должно быть). Во врезке можно рассмотреть рокерный шарнир, соединяющий рейку с соответствующей рулевой тягой.

Добившись успеха с пассивной системой, которая настраивается заранее и сама выполняет заложенные функции по ходу круга, конструкторы решили сделать шаг вперед – и пришли к активной DAS, которая стала сенсацией недавних зимних тестов. С ее помощью пилот может менять угол схождения передних колес прямо по ходу движения машины.

Это обеспечивает существенную выгоду с точки зрения лобового сопротивления, износа резины и поддержания в ней верной температуры. Речь не только о перегреве: на длинных прямых в Монце и Мехико шины чересчур остывают – и это тоже можно скорректировать при помощи DAS.

Первоначальная система контроля за углами Аккермана не вызвала (в отличие от DAS) никаких претензий в плане соответствия правилам. А о ее эффективности говорит тот факт, что Ferrari оперативно заимствовала идею и в кратчайшие сроки внедрила ее на своей машине.

Что до Red Bull, то в Милтон-Кинсе в этом сезоне сместили механизмы рулевого управления назад, что делает крайне сложной переход на схему с двумя рейками. Пока же на RB16 используется классическая конфигурация – это прямо следует из компактности ее элементов.

Источник