Samochód terenowy – podstawy [część 2]

Czas opisać podstawowe parametry samochodów terenowych i geometrię terenową. Każdy z Was pewnie słyszał o prześwicie, kącie natarcia czy głębokości brodzenia. Geometria terenowa obejmuje jednak znacznie więcej pojęć. Warto je omówić nie tyle z teoretycznego, co z praktycznego punktu widzenia.

Już na samym początku musimy uświadomić sobie, że parametry określające możliwości samochodu do pokonywania przeszkód terenowych są czysto teoretycznymi danymi. Nie oznacza to, że są nieprzydatne. Wręcz przeciwnie. Niestety niemożliwe jest określenie parametrów terenu, w jakim znajdzie się samochód. Nie będziemy przecież biegać z olbrzymim kątomierzem i linijką do każdej przeszkody.

Samochód terenowy – podstawy [część 1]

Musimy jednak poznać wszystkie parametry, aby lepiej zrozumieć temat w dalszych częściach cyklu. Podobnie jak z matematyką. W pierwszej klasie podstawówki pojęcia liczby naturalnej, wymiernej czy rzeczywistej wydają się zupełnie nieprzydatne, ale w liceum po prostu trzeba wiedzieć, czym są te liczby.

Parametry samochodu terenowego, poza tymi wspólnymi dla wszystkich samochodów, można podzielić (oczywiście na potrzeby naszego cyklu) na dwa rodzaje:

• Geometrię terenową
• Parametry (zdolności) terenowe

Geometria terenowa jest czystą teorią nieuwzględniającą żadnych innych czynników poza ściśle określonymi wymiarami pojazdu. Co więcej, nie poruszającego się, lecz stojącego na twardym podłożu. Bliższe praktyki są zdolności terenowe, ponieważ dotyczą samochodu poruszającego się. Są wielkościami niemożliwymi do osiągnięcia, gdyż odnoszą się do warunków idealnych. Czasem zaufanie tym parametrom może być zgubne. Dlatego opisując geometrię i parametry terenowe, uwzględnimy również praktyczne zastosowanie i warunki wpływające na konkretne wyniki.

Geometria terenowa

Prześwit poprzeczny

Teoria

Zacznijmy od tego, że w geometrii terenowej występuje prześwit poprzeczny i podłużny, stąd różne informacje z różnych źródeł na temat niektórych samochodów. Prześwit poprzeczny to odległość od podłoża do najniżej położonego punktu samochodu znajdującego się na osi pomiędzy kołami. Prześwit poprzeczny w samochodzie z zawieszeniem opartym na sztywnych mostach napędowych ogranicza obudowa mechanizmu różnicowego, zwana też „gruszką”. W przypadku zawieszenia niezależnego jest to po prostu podwozie.

GMC Sierra All Terrain HD Concept w Detroit

Najczęściej jest tak, że samochody z zawieszeniem niezależnym mają większy prześwit niż te z zawieszeniem zależnym. Dotyczy to niestety tylko samochodu stojącego i nieobciążonego. Warto jeszcze zwrócić uwagę, że nie zawsze prześwit dotyczy środka osi. W niektórych samochodach gruszka mostu znajduje się nieco z boku.

Praktyka

W praktyce prześwit nie jest parametrem, który w dużej mierze decyduje o wartości samochodu w terenie. Trzeba być szczególnie ostrożnym w ocenie prześwitu poprzecznego w samochodzie z zawieszeniem niezależnym. Podczas jazdy w terenie lub pod obciążeniem zawieszenie, uginając się, powoduje zmniejszenie prześwitu.

SUV Maserati z silnikiem Ferrari?

Zaletą zawieszenia zależnego jest jego stały prześwit poprzeczny – bez względu na warunki. Trzeba też pamiętać o takich elementach zawieszenia jak wahacze. Jeśli pokonujemy przeszkodę, przejeżdżając kołem tuż obok niej, może się zdarzyć, że to dolne mocowanie wahacza w postaci sworznia będzie decydowało o prześwicie.

Samochód terenowy – gatunek zagrożony?

Praktyka najbardziej weryfikuje prześwit pod kątem przygotowania auta. Odpowiednio zabezpieczone przed uszkodzeniem podwozie jest lepsze niż nie przygotowane, choć ze znacznie większym prześwitem. Zasada jest prosta: Nie sztuką jest wjechać w teren, ale wyjechać z niego o własnych siłach. Niestety uszkodzenie zawieszenia w terenie może przynieść naprawdę dużo problemów.

Prześwit podłużny

Teoria

Prześwit podłużny jest (podobnie jak w poprzecznym) odległością między podłożem a najniżej położonym punktem samochodu, ale pomiędzy osiami pojazdu (nie kołami). Upraszczając, prześwit podłużny określa się, patrząc na auto stojące bokiem do obserwatora. Zazwyczaj prześwit podłużny jest większy niż poprzeczny, stąd wspomniane różnice. Różnica polega również na tym, że bez względu na konstrukcję zawieszenia prześwit ten będzie się zmieniał w zależności od obciążenia i warunków jazdy.

Praktyka

Do czego nam potrzebny ten parametr? Przykład – leżące w poprzek drogi bale lub drzewo. Zatem analogia jest prosta. Prześwit poprzeczny umożliwia pokonanie bali leżących wzdłuż drogi, natomiast prześwit podłużny leżących w poprzek drogi.

Kąty

Kąt natarcia

Teoria

Jest to kąt pomiędzy płaszczyzną jezdni a styczną do kół przednich i do obrysu przedniej, dolnej części nadwozia (rys. Approach Angle).

Praktyka

W praktyce kąt natarcia (zwany też potocznie najazdowym) określa zdolność samochodu do najazdu na pochyłość nawierzchni (np. na wzniesienie) lub wjazdu do poprzecznego rowu przednimi kołami. Rzeczywistość szybko weryfikuje przedni zderzak, przy większym niż pełne wykorzystaniu tego parametru.

Układy zawieszenia w samochodach osobowych

Nieco inaczej wygląda sprawa, gdy elementem ograniczającym kąt natarcia są wieszaki resorów. Jeśli nacieramy na miękką przeszkodę (piaskowa górka), to nie ma obaw. Należy jednak unikać pełnego wykorzystania kąta natarcia w stosunku do podłoża skalistego z obawy przed uszkodzeniem zawieszenia.

Wysokość progu

Teoria

Wysokość progu to wysokość przeszkody pionowej, którą pojazd jest w stanie pokonać, stykając się z nią wyłącznie kołami. Inaczej – odległość od podłoża do najniższego punktu samochodu umieszczonego przed kołami przedniej osi, patrząc z boku.

Praktyka

Wyobraźmy sobie, że bal leżący w poprzek drogi ma kwadratowy przekrój. Zatem wysokość progu decyduje o tym, na jak gruby (wysoki) bal będziemy w stanie najechać, dotykając go jedynie kołami. Jest to parametr uzupełniający kąt natarcia, gdyż może być tak, że samochody o tym samym kącie natarcia będą miały różne wysokości progów. Wyjątkowym przykładem może być Hummer H1 bez zderzaków. Jak pokazuje poniższy film, samochód ten nie ma ograniczeń w postaci kąta natarcia i wysokości progu.

Zagadka: Jaki parametr nie pozwolił wjechać Hummerowi na murek?

Kąt rampowy

Teoria

Jeśli pociągniemy dwie styczne do kół przednich i tylnych do środka rozstawu osi, to kąt rampowy (rys. Break Over-Angle) jest kątem zawartym pomiędzy jedną ze stycznych a przedłużeniem drugiej stycznej. Druga definicja: kąt rampowy (rysunek poniżej) to suma kątów zawartych pomiędzy płaszczyzną jezdni a stycznymi do kół przednich i tylnych, biegnących do podwozia, stykających się w punkcie środkowym rozstawu osi. Obie definicje są dobre. Drugą łatwiej zrozumieć, czytając, natomiast pierwsza jest łatwiejsza do zobrazowania.

Kąt rampowy jest zatem zdolnością samochodu do pokonania rampy o jak najostrzejszym wierzchołku. Dwa czynniki wpływające na wartość kąta rampowego to poznany już prześwit podłużny i rozstaw osi.

Awarie i problemy: Nissan Murano I 

Praktyka

Jak to zwykle bywa w praktyce off roadowej, teoria nie ma dużego znaczenia. Czy jest to kąt mierzony jedną lub drugą metodą – i tak wszystko zweryfikuje teren. Tak jak w przypadku prześwitu na wagę złota jest tu przygotowanie podwozia. Nikt nie jest w stanie dokonać pomiarów, choćby przybliżonych, przed pokonaniem przeszkody. Można tego dokonać w przypadku prześwitu czy progu, ale w przypadku kąta rampowego jesteśmy zdani na wprawne oko.

W praktyce samochód nie pokonuje żadnej rampy, tylko wzniesienia. Jeśli kąt natarcia pozwala na wjazd na wzniesienie, to nie oznacza, że wjedziemy na jego wierzchołek. Kąt rampowy decyduje o tym, czy samochód zawiśnie na podwoziu. Doskonale obrazuje to poniższe zdjęcie. Niestety, w wielu przypadkach punktami ograniczającymi ten kąt są ważne podzespoły (np. skrzynia rozdzielcza) lub takie, które łatwo uszkodzić (np. układ wydechowy).

Kąt zejścia

Teoria

To kąt (rys. Deperture Angle) pomiędzy płaszczyzną jezdni a styczną do kół tylnych i do obrysu tylnej, dolnej części nadwozia. Jak nietrudno zauważyć, jest to analogiczne do kąta natarcia.

Jeep Compass – wół roboczy w ładnym opakowaniu

Praktyka

Praktyka jest nieco inna. Kąta zejścia „używamy” często podczas pokonywania wzniesień. Jeśli zjeżdżamy, nie musimy się zbytnio martwić o pokonanie przeszkody, o ile kąt natarcia jest wystarczający. Jest tylko jeden problem. Ze względu na luźne podejście do tego parametru często dochodzi do uszkodzeń. Pół biedy, jeśli jest to hak holowniczy. Gorzej, jeśli jest to zbiornik paliwa.

Kąta zejścia nie należy lekceważyć z jednego ważnego powodu. Kąt natarcia nie pozwoli pojechać dalej, jeśli trafimy na zbyt ostre wzniesienie. Wtedy trzeba wybrać inną drogę. Gorzej, jeśli kąt natarcia pozwoli, a przed wjazdem na wzniesienie tylnymi kołami okaże się, że zbyt długi tył spowoduje zawiśnięcie ich w powietrzu.

Taka sama sytuacja może się zdarzyć podczas zjeżdżania ze wzniesienia. Niestety zawiśnięcie tylnymi kołami jest o tyle problematyczne, że przednie raczej nie robią,¹ a to zazwyczaj na tylnej osi jest blokada mechanizmu różnicowego.

VW poszerzy ofertę SUVów specjalnie dla USA

To tyle o geometrii samochodu terenowego. W dalszej części poznamy parametry (zdolności) samochodu terenowego jeszcze bliższe praktyce, choć nadal teoretyczne. Opiszę też dwa najczęściej występujące rodzaje układów napędu na cztery koła.

Objaśnienia:

¹Robić – to charakterystyczne określenie używane przez użytkowników terenówek. Robić to określenie wieloznaczne i oznacza dobrą pracę w każdym aspekcie. Opony robią, gdy łapią przyczepność. Blokada mechanizmu różnicowego robi, gdy jest włączona. Robi wyciągarka, gdy dobrze wyciąga. Silnik, gdy nie gaśnie i ma wystarczającą moc. Napęd na cztery koła czy kontrola trakcji robią tym lepiej, im więcej kół wyciąga samochód z błota.