Почему колеса крутятся в разные стороны когда поднята машина

Обновлено: 04.07.2024

Если повернуть руль до упора, выйти из машины и посмотреть на нее спереди, можно заметить, что колеса повернуты под разными углами: одно вывернуто сильнее, чем другое. Но это не неисправность, а наоборот, точный инженерный расчет, который в этом году празднует свой юбилей – ему исполняется ровно 200 лет. Почему рулевое управление так спроектировано, и почему нельзя было бы сделать иначе?

О твет на этот вопрос лежит на поверхности: представьте себе, что автомобиль движется по кругу по часовой стрелке – в этом случае окружность, по которой будет двигаться переднее правое колесо, будет меньше, чем окружность, описываемая левым. Соответственно, при постоянной скорости автомобиля колеса на одной оси будут вращаться с разной скоростью. Если бы колеса были повернуты на одинаковый угол, то внутреннее колесо, стремясь двигаться так же, как наружное, постоянно проскальзывало бы и вызывало проскальзывание наружного – при этом поведение автомобиля в повороте было бы непредсказуемым, а износ шин – катастрофическим. Наглядно это можно видеть на многоосных тележках грузовиков и прицепов: не поворачивающиеся колеса в повороте движутся с проскальзыванием, и шины изнашиваются быстро и неравномерно. Соответственно, для решения этих проблем и обеспечения правильного движения управляемых колес по их траектории они и поворачиваются на разные углы.

Сама проблема проскальзывания внутреннего колеса в повороте была актуальна задолго до массового распространения автомобилей – ведь те же проблемы были и у конных повозок. Собственно, именно на конной повозке рулевое управление, решающее эту проблему, и дебютировало: в 1817 году его изобрел Георг Ланкеншпергер, а в 1918 году запатентовал в Англии его агент Рудольф Аккерман. С тех пор принцип поворота управляющих колес на разные углы в повороте так и называется – принцип Аккермана.

Чтобы обеспечить нужные углы поворота колес, геометрия рулевой трапеции рассчитывается по единой условной схеме. В ней поперечная рулевая тяга короче управляющей оси и смещена за нее, а поворотные рулевые рычаги лежат на линии между осью поворота передних колес и центром задней оси автомобиля. Для того, чтобы проще было понять это сложное на первый взгляд объяснение, достаточно взглянуть на простую схему ниже.

Соответственно, при повороте колес в такой схеме они оказываются повернуты на разные углы – внутреннее поворачивается больше, а наружное меньше. При этом центры окружностей, по которым движутся колеса, совпадают, а радиус окружности для наружного колеса — это фактически радиус разворота автомобиля "от бордюра до бордюра" с поправкой на ширину шины.

В автоспорте подход может меняться: к примеру, на некоторых гоночных автомобилях ситуация с углами поворота колес может быть даже обратной для компенсации бокового увода колеса в скоростных поворотах, а в дрифте передние колеса стараются сделать параллельными даже в поворотах, чтобы снизить износ передних шин при постоянном движении в управляемом заносе. Но это – крайности, не актуальные для обычных серийных машин.

Кстати, в самом начале мы не зря упомянули не только разные пути, которые проходят в повороте колеса, но и разные скорости их вращения. Для того, чтобы обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разными скоростями, как мы уже рассказывали, нужен дифференциал.

Когда автомобиль только начинает движение на малой скорости, колеса, как и положено, крутятся в одном направлении с ним. Но стоит ему только набрать солидную скорость, как наблюдателям начинает казаться, будто диски застыли или же вообще наплевали на все законы физики и решили крутиться в обратную сторону.

И подобный эффект мы можем наблюдать не только на дисках автомобиля. Если посмотреть на лопасти вертолета или вентилятора, тоже будет казаться, что они двигаются в обратную сторону.

Почему, когда машина едет вперед, кажется, что ее колеса крутятся назад? Смешной вопрос, который очень часто возникает как у детей, так и у взрослых. А главное, – мало кто может дать на него достойный ответ. Даже заядлые водители не могут объяснить природу этого феномена.

Действительно, глядя на движущееся по ровному асфальту авто, нам часто кажется, что его колеса либо стоят на месте, либо крутятся в противоположную сторону вопреки всем законам физики. Попробуйте снять это на камеру, и эффект никуда не исчезнет. Более того: именно на видеосъемке этот эффект чаще всего и замечают.

В чем секрет? Всегда ли работает этот эффект? Что на него влияет? Играет ли роль освещение?

Почему так происходит?

Обратите внимание на то, что когда машина едет медленно, ее колеса крутятся, как и подобает, вперед. Но стоит автомобилю разогнаться, и нам кажется, что диски сначала останавливаются, а потом начинают вращаться назад, в обратную сторону. Стало быть, скорость имеет значение?

Да, скорость играет роль, но не только она провоцирует этот эффект. Не последнее место в этом играет свет, но в то же время крутящиеся назад колеса вы можете увидеть при любом освещении.

В общем, вы смело можете называть это оптическим обманом зрения, иллюзией, искажением зрительного восприятия. Как хотите.

Научное название этого феномена – стробоскопический эффект, то есть искажение восприятия движения освещенных объектов. Он возникает, когда наблюдение за объектом идет с каким-то временным интервалом, пусть и крайне маленьким. Таким как, например, смена кадров на видеозаписи.

В случае с автомобилем мы также воспринимаем за единое целое кусочки того, что видим. Точнее, того, что показывает нам мерцающее освещение.

Когда машина едет, этот эффект возникает из-за движения спиц на диске. Пока авто движется медленно, мы видим, как эти спицы вращаются вперед, в соответствии с направлением движения автомобиля.

Потом водитель жмет на газ, и частота вращения колеса увеличивается до такой степени, что спицу мы видим в одной и той же точке. Для нас колесо как бы замирает.

В действительности спицы просто попадают в необходимую частоту, и потому в момент восприятия в нужной точке всегда оказывается какая-то из спиц. Картинка колеса для нас остается одинаковой, из-за чего мы воспринимаем это за отсутствие движения, за состояние покоя.

Кстати, этот эффект вы можете наблюдать не только на колесах автомобиля. Достаточно присмотреться к работе вентилятора или вертолетных лопастей.

Денис, ну тк мурик у тебя на пеньках стоит, поэтому колеса и крутятся в разные стороны, он так и должен, ты с пенька на землю поставь мурик и он поедит как надо. Походу впервые увидел что он в разные стороны должен крутится

Денис Гайков ответил Алексею

Денис, ты его юзом чтоль толкаешь , в смысле не заводишь ??
А на нейтрали как ?(на двигателе нейтраль).

Денис Гайков ответил Владимиру

Он не заводится, вот я и с толкача и пробовал потом брат заметил что колесо в обратную сторону крутит

Денис Гайков ответил Владимиру

Денис, это нормальная работа дифференциала . Которое колесо менее нагружено , оно будет крутиться(проскальзывать) назад.
Не парься , и почитай где нить про дифференциал .

Денис Гайков ответил Владимиру

Денис, нет ! - оба колеса вращаются с одинаковыми оборотами если они имеют одинаковую силу сцепления с грунтом . Если одно колесо в луже а другое на сухом , то в луже пробуксовывает а на сухом будет стоять ! - это нормальный процесс .
. почитай про дифференциал.

Читайте также: