Πλαίσιο-ανάρτηση-φρένα: Το αυτοκίνητο σε ετοιμότητα

Η καλύτερη άμυνα είναι η επίθεση. Τα δομικά στοιχεία που διασφαλίζουν την  κίνηση και τον έλεγχο του οχήματος μπορούν να λειτουργήσουν και με τους δύο τρόπους. Η πρώτη και σημαντικότερη γραμμή άμυνας στην ανάγκη διαχείρισης οποιασδήποτε κρίσεις προκύψει αιφνίδια στο δρόμο είναι ο συνδυασμός πλαίσιο – τιμόνι – φρένα – ανάρτηση, αλλά και τα επί μέρους ηλεκτρονικά συστήματα. Ο τρόπος που αντιδρά το σύνολο, αποτελεί σημαντικό παράγοντα αποφυγής ενός ατυχήματος σε δύσκολες συνθήκες. Η ενεργητική ασφάλεια επηρεάζεται σημαντικά από τις ρυθμίσεις των κατασκευαστών σε αυτούς τους τομείς, βοηθώντας τον οδηγό να προσπεράσει τον κίνδυνο και να διατηρήσει τον έλεγχο του οχήματος.

Πλαίσιο, το σώμα του αυτοκινήτου

Χωρίς μια καλή βάση, δεν μπορεί να δημιουργηθεί ένα αξιόλογο σύνολο. Το πλαίσιο είναι η κεντρική δομή του αυτοκινήτου, το «σασί» όπως έχουμε συνηθίσει να το λέμε και να είστε σίγουροι, ότι είναι πολλά περισσότερα από μερικά συμπιεσμένα φύλλα λαμαρίνας. Η αντοχή του, δοκιμάζεται κυρίως στον τομέα της παθητικής ασφάλειας, αυτό όμως δεν σημαίνει ότι δεν έχει ρόλο και σε αυτόν της ενεργητικής. Στα αυτοκίνητα που βλέπουμε γύρω μας, υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη πλαισίων, όπως τα τύπου σκάλας που χρησιμοποιούν τα καθαρόαιμα 4x4 ή το αυτοφερόμενο αμάξωμα που σήμερα είναι το πιο διαδεδομένο. Όσο πιο άκαμπτο και στιβαρό είναι το πλαίσιο του αυτοκινήτου, τόσο καλύτερα διαχειρίζεται την πίεση.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, με τη λέξη «πίεση» αναφερόμαστε στην ενεργητική ασφάλεια και την περίπτωση που θα απαιτηθεί να πραγματοποιήσουμε ξαφνικές εναλλαγές πορείας για να αποφύγουμε ένα εμπόδιο. Ένα άκαμπτο πλαίσιο επιτρέπει στην ανάρτηση να δουλέψει πολύ καλύτερα και τη βοηθά να διαχειριστεί το βάρος του οχήματος. Πολύ μεγάλο ρόλο εδώ παίζει το βάρος, η κατανομή του και η απόσταση από το έδαφος. Ένα χαμηλό και ελαφρύ αυτοκίνητο, με αντίστοιχα χαμηλό κέντρο βάρους, ανάρτηση φτιαγμένη να αποδίδει ακόμη και στη γρήγορη οδήγηση, ανάλογα φρένα και λάστιχα, θα ανταποκριθεί καλύτερα στον ελιγμό αποφυγής ενός ατυχήματος. Όταν μιλάμε για την ενεργητική ασφάλεια πάντως πρέπει να έχουμε στο μυαλό μας ότι το αποτέλεσμα προκύπτει από την αλληλεπίδραση ενός συνόλου παραμέτρων, από την  ίδια τη φύση του οχήματος και όχι από μεμονωμένα συστήματα.

Η ανάρτηση κρατά τις ισορροπίες

H ανάρτηση είναι στην ουσία ένας μηχανισμός διαχείρισης των νόμων της Φυσικής που διέπουν την κίνηση του οχήματος. Οι κατασκευαστές συνήθως προσπαθούν να τη ρυθμίσουν με τέτοιο τρόπο, ώστε να προσφέρει άνεση στις μετακινήσεις, αλλά και σωστό έλεγχο του αμαξώματος όταν το σύνολο πιέζεται. Για να κατανοηθεί καλύτερα ο τρόπος που λειτουργεί, αρκεί κάποιος να φανταστεί ότι η ανάρτηση είναι εκείνη που φροντίζει για την ισορροπία του πλαισίου πάνω στους τέσσερις τροχούς. Αν είναι πολύ μαλακή τότε σε απότομες αλλαγές πορείας, το αμάξωμα θα αντιδρά με υστέρηση, θα παίρνει κλίση και θα ταλαιπωρείται από την αδράνεια καθώς η μεταφορά βάρους θα φορτίζει υπερβολικά τους εξωτερικούς ως προς τη στροφή τροχούς (κυρίως τον εμπρός).

Αντίθετα, αν η ανάρτηση είναι σφικτή τότε ελέγχει καλύτερα το αμάξωμα και δεν επιτρέπει αυξημένες κλίσεις, έχοντας όμως ενδεχομένως αρνητικό αντίκτυπο στην άνεση. Λύση στο πρόβλημα αυτό προσπαθούν να δώσουν εφαρμογές όπως τα αμορτισέρ τεχνολογίας FSD που προσαρμόζουν την απόσβεσή τους, τα οποία έχον την ιδιότητα να σκληραίνουν όταν είναι απαραίτητο και να είναι άνετα όταν το αυτοκίνητο κινείται χαλαρά. Αν και με αυξημένη μηχανική πολυπλοκότητα και κόστος, ακόμη πιο αποτελεσματικές είναι οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενες αναρτήσεις που συνδυάζονται και με τα προγράμματα οδήγησης. Για παράδειγμα το σύστημα PASM της Porsche (Porsche Active Suspension Management) έχει τη δυνατότητα να προσαρμόζεται ανάλογα με την επιλογή του οδηγού. Τα αμορτισέρ έχουν δύο ρυθμίσεις και ελέγχονται μέσα από μια βαλβίδα. Στη ρύθμιση Normal, η βαλβίδα είναι ανοικτή και επιτρέπει την ελεύθερη ροή του λαδιού μέσα στο αμορτισέρ, ενώ στο Sport, η βαλβίδα κλείνει και περιορίζει τη ροή με αποτέλεσμα η ανάρτηση να γίνεται πιο σφικτή. Φυσικά, εκτός από τα αμορτισέρ, μεγάλο ρόλο παίζει και η δομή της ανάρτησης. Στη συντριπτική πλειονότητα των αυτοκινήτων συναντάμε γόνατα MacPherson στον εμπρός άξονα και ημιάκαμπτο ή πολλαπλούς συνδέσμους στον πίσω.

Το μόνο σύστημα μη ανεξάρτητης ανάρτησης είναι ο ημιάκαμπτος, ενώ σε όλα τα υπόλοιπα, η ανάρτηση είναι ανεξάρτητη σε κάθε τροχό. Εκτός από τους τύπους που αναφέρουμε ήδη, υπάρχει και η ανάρτηση με διπλά ψαλίδια που θεωρείται ως η ανώτερη αρχιτεκτονικά δομή, ωστόσο αυτή υιοθετείται συνήθως σε ακριβότερα μοντέλα ή εξειδικευμένες σπορ κατασκευές.

Κλείνοντας, πολύ σημαντικό είναι και το ζήτημα της κατανομής του βάρους ανάμεσα στους δύο άξονες. Όσο περισσότερο πλησιάζει το ιδανικό 50-50, το έργο της ανάρτησης γίνεται ευκολότερο. Το ίδιο και ο έλεγχος του οχήματος σε έναν ελιγμό αποφυγής ατυχήματος. Η κατανομή βάρους έχει σε μεγάλο βαθμό να κάνει με τη θέση των σημαντικών μηχανικών μερών, του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων. Στα περισσότερα καθημερινά αυτοκίνητα αυτά βρίσκονται εμπρός. Στα σπορ μοντέλα, όσο πιο εστιασμένα τόσο περισσότερο, η κατανομή πλησιάζει το «50άρι» της απόλυτης ισορροπίας. Υπάρχουν βέβαια και εξαιρέσεις, όπως η θρυλική 911. Με τον κινητήρα στην ουρά, έχει όλο το βάρος πίσω. Μια αρχιτεκτονική η οποία δίνει συγκεκριμένα πλεονεκτήματα στη γρήγορη οδήγηση, αλλά αντικειμενικά κάνει το αυτοκίνητο δυσκολοδήγητο. Αυτό στη θεωρία… Γιατί στην πράξη οι μηχανικοί της Porsche έχουν εξελίξει σε τέτοιο βαθμό την 911 η οποία σήμερα είναι ένα από τα πιο ευκολοδήγητα και ασφαλή σπορ αυτοκίνητα, χωρίς τον παραμικρό συμβιβασμό στην απόλυτη οδηγική ευχαρίστηση και τις επιδόσεις στην πίστα. 

Κανονίζουν την πορεία μας!

Με το τιμόνι αλλάζουμε την κατεύθυνση του αυτοκινήτου που οδηγούμε, όμως εδώ οφείλουμε να σημειώσουμε πως όλα τα τιμόνια δεν είναι ίδια. Τόσο ως προς τη δομή τους, όσο και στα υπόλοιπα χαρακτηριστικά τους. Στα νέα αυτοκίνητα το σύστημα διεύθυνσης είναι υποβοηθούμενο, είτε με υδραυλικά συστήματα (παλαιότερα) είτε με ηλεκτρικά (εδώ και περίπου 15 χρόνια). Αυτό που αναβαθμίζει την ενεργητική ασφάλεια που προσφέρει το τιμόνι, είναι κυρίως η αμεσότητά του. Γενικά θεωρείται πλεονέκτημα μια κρεμαγιέρα με κοντό βήμα. Είναι αυτή που δίνει στους τροχούς μεγαλύτερη γωνία για την ίδια κίνηση των χεριών. Ενώ όμως το τιμόνι πρέπει να είναι γρήγορο, δεν θέλουμε να είναι νευρικό. Πρέπει δηλαδή να μεταφέρει την εντολή κατ’ αναλογία της κίνησης των χεριών (άρα και της εντολής του εγκεφάλου) αλλά να μην προκαλεί στο αυτοκίνητο απότομες αλλαγές της κινητικής του κατάστασης με το παραμικρό.

Να φιλτράρει κάποιες από τις ανωμαλίες του δρόμου ώστε να μη μεταφέρει στον οδηγό κραδασμούς, αλλά ταυτόχρονα να μη χάνεται η πολύ σημαντική πληροφόρηση για την πρόσφυση των τροχών. Η μεταβαλλόμενη υποβοήθηση είναι μια λύση που έχου υιοθετήσει αρκετοί κατασκευαστές για να συνδυάσουν την άνεση από ένα ελαφρύ τιμόνι στις χαμηλές ταχύτητες με την πληροφόρηση που μεταφέρει στον οδηγό μέσω της αυξημένης αντίστασης όταν τα χιλιόμετρα ανέβουν. Η λειτουργία αυτή μπορεί να είναι αυτόνατη ή να ρυθμίζεται χειροκίνητα μέσα από τα προγράμματα οδήγησης. Μια πιο εξελιγμένη παραλλαγή είναι το σύστημα διεύθυνσης μεταβλητού βήματος, το οποίο κάνει το τιμόνι πιο γρήγορο όσο περισσότερο στρίβεις, για τις στιγμές της δράσης. Αλλά στη θέση της ευθείας η αργή απόκριση είναι που εξασφαλίζει την ηρεμία από τις ανωμαλίες του οδοστρώματος.

Σημαντικό ρόλο στην κατευθυντικότητα παίζει φυσικά το διαφορικό (ή τα διαφορικά). Σε μια δύσκολη στιγμή ένα ελεγχόμενο διαφορικό θα φροντίσει να μοιράσει την ισχύ του κινητήρα ιδανικά, βοηθώντας τη διόρθωση και τη διατήρηση της ισορροπίας. Πλέον, τα εξελιγμένα συστήματα ESC έχουν τη δυνατότητα σε μεγάλο βαθμό να προσομοιώνουν τη λειτουργία του μπλοκέ, όχι απαραίτητα με έμφαση στα ακραία σπορ χαρακτηριστικά. Η διαφορά μπλοκέ και ελεύθερου διαφορικού θα φανεί στην απότομη αλλαγή πορείας, όταν το όχημα με το ανοικτό διαφορικό θα στείλει την ισχύ στον τροχό που έχει λιγότερη πρόσφυση, προκαλώντας το σπινάρισμά του. Αντίθετα, αυτό με το διαφορικό περιορισμένης ολίσθησης (μπλοκέ) θα στείλει ένα μέρος της ισχύος στον τροχό που δεν πατάει καλά, αλλά θα μοιράσει και αρκετή από αυτή σε εκείνον με σταθερή επαφή στην άσφαλτο, βοηθώντας στη διατήρηση του ελέγχου. Παλαιότερα, το ελεγχόμενο διαφορικό αφορούσε μόνο τη γρήγορη οδήγηση και έκανε το αυτοκίνητο πιο απαιτητικό. Τα σύγχρονα μπλοκέ όμως (και) με ηλεκτρονικό έλεγχο, σε συνδυασμό με τα συστήματα ηλεκτρονικού ελέγχου ευστάθειας εγγυώνται αποτελεσματικότητα, ευκολία οδήγησης και ασφάλεια. 

Κλείνοντας, στο κομμάτι της διεύθυνσης, δεν μπορούμε να μην αναφερθούμε στα συστήματα τετραδιεύθυνσης. Το όνομα, αποκαλύπτει περί τίνος πρόκειται. Τα αυτοκίνητα που εφοδιάζονται με τετραδιεύθυνση δεν χρησιμοποιούν μόνο τους εμπρός τροχούς για την κατεύθυνσή τους, αλλά και τους τέσσερις. Στις πιο πολλές εφαρμογές, η τετραδιεύθυνση στρίβει τους πίσω τροχούς αντίθετα από τους εμπρός για αυξημένη ευελιξία και μικρότερο κύκλο στροφής όταν το αυτοκίνητο κινείται με χαμηλή ταχύτητα, ενώ όταν η ταχύτητα ανέβει, οι πίσω τροχοί ακολουθούν την ίδια κατεύθυνση με τους εμπρός για σταθερότητα και καλύτερο έλεγχο. Με τον τρόπο αυτό είναι σαν να μικραίνει και να μεγαλώνει, αντίστοιχα, το μεταξόνιο του αυτοκινήτου. Το Rear-Αxle steering της Porsche που προσφέρεται στην 911 λειτουργεί ακριβώς έτσι και την καθιστά ακόμη πιο ευέλικτη. Η 911 με την τετραδιεύθυνση μπορεί να αλλάξει κατεύθυνση ακόμη πιο γρήγορα, ελεγχόμενα και με ασφάλεια, αναβαθμίζοντας σημαντικά την ενεργητική ασφάλεια που προσφέρει.

Φρένοοο!

Στις περισσότερες περιπτώσεις, η πρώτη αυθόρμητη αντίδρασή μας για να αποφύγουμε ένα ατύχημα είναι να φρενάρουμε. Για αυτό, οφείλουμε να κάνουμε σωστή συντήρηση των φρένων, σύμφωνα με τις υποδείξεις του κατασκευαστή και των επίσημων επισκευαστών. Η απόσταση ακινητοποίησης είναι μια συνάρτηση του χρόνου αντίδρασής μας, της ισχύος των φρένων μας, της ποιότητας ασφάλτου και αυτής των ελαστικών μας. Άρα, εύκολα καταλαβαίνουμε πόσο σημαντικά είναι όλα αυτά! Τα φρένα είναι από μόνα τους κομμάτι της ενεργητικής ασφάλειας.

Δείτε ακόμη: Πώς καταλαβαίνω ότι τα φρένα μου χρειάζονται συντήρηση

Αναφέρουμε πολύ συχνά ότι τα σπορ αυτοκίνητα τα καταφέρνουν πολύ καλύτερα στην αποφυγή ενός ατυχήματος και το σύστημα πέδησης είναι ένας από τους λόγους. Σε αντίθεση με τα συμβατικά μοντέλα, σε ένα σπορ συχνά βρίσκουμε πολυπίστονες δαγκάνες και μεγάλους αεριζόμενους δίσκους. Μια δαγκάνα με πολλά έμβολα έχει μεγαλύτερη δύναμη η οποία απλώνεται σε μεγαλύτερη επιφάνεια των υλικών τριβής. Η καλύτερη κατανομή του θερμικού φορτίου αυξάνει την αντοχή στη σκληρή χρήση.

Η κορυφαία επιλογή για μοντέλο παραγωγής είναι το σύστημα με κεραμικούς δίσκους. Η Porsche ονομάζει το δικό της σύστημα PCCB (Porsche Ceramic Composite Brakes), με το σύνολο να αποδεικνύεται απίστευτα αποδοτικό ακόμη και κάτω από τις πιο δύσκολες συνθήκες. Η παροιμιώδης αντοχή τους κατά την παρατεταμένη πίεση τα καθιστά την κορυφαία τεχνικά λύση για οδήγηση στην πίστα. Για κάποιον που κινείται αποκλειστικά στο δρόμο τα κεραμικά φρένα ίσως δεν αξίζουν το επιπλέον κόστος καθώς η διαφορά στην απόδοση δεν είναι καθοριστική. Την οποία για να δεις θα πρέπει να είναι ζεστά, οπότε και αποδίδουν στο μέγιστο. Αυτό δεν συμβαίνει στις καθημερινές μετακινήσεις. Από την άλλη, λόγω του χαμηλότερου βάρους τους συνεισφέρουν στη μείωση της μη αναρτώμενη μάζας, δηλαδή του βάρους που βρίσκεται μετά την ανάρτηση του αυτοκινήτου. Το χαμηλό μη αναρτώμενο βάρος έχει σαν αποτέλεσμα αυξημένη άνεση και επιτρέπει καλύτερη απόκριση στις εντολές του οδηγού άρα ταχύτερη αλλαγή κατεύθυνσης. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ότι η Porsche προσφέρει μέχρι και… δεκαπίστονες δαγκάνες (!!) σε πολλά από τα μοντέλα της.

Σημείο επαφής

Σκεφτείτε ένα κορυφαίο αυτοκίνητο με εξαιρετική ανάρτηση, άμεσο τιμόνι, φανταστικά φρένα, ιδανικό ζύγισμα, χαμηλό κέντρο βάρους και στιβαρό πλαίσιο. Αν φοράει ξεραμένα ή φθαρμένα ελαστικά, δεν μπορεί να αξιοποιήσει το κορυφαίο επίπεδο ενεργητικής ασφάλειας. Όταν ο οδηγός θα αποφασίσει να πραγματοποιήσει έναν ελιγμό αποφυγής, τα ελαστικά θα γλιστρήσουν και δεν θα δώσουν την απαιτούμενη τριβή (πρόσφυση) για να διατηρηθεί ο έλεγχος. Για να είναι σε καλή κατάσταση εκείνη τη μια φορά που θα χρειαστούμε τη μέγιστη απόδοσή τους πρέπει πάντα να φροντίζουμε να αλλάζουμε τα ελαστικά στην ώρα τους, το πολύ κάθε δύο χρόνια ή 40.000 km.

Όσο είναι φρέσκα και έχουν επαρκές βάθος πέλματος, η δική μας υποχρέωση είναι να τσεκάρουμε συχνά την πίεσή τους, σύμφωνα με τις συστάσεις του κατασκευαστή και ανάλογα το φορτίο του οχήματος (επιβάτες – αποσκευές). Μετράμε την πίεση με κρύα ελαστικά, πριν από κάθε μεγάλο ταξίδι, αλλά και συστηματικά, κάθε 1-2 εβδομάδες. Αν το ελαστικό δεν έχει αρκετή πίεση τότε σε μια δύσκολη στιγμή παραμορφώνεται και ο τροχός δεν ακολουθεί την πορεία που υποδεικνύει το τιμόνι. Αντίστοιχα, με περισσότερη πίεση από το φυσιολογικό, το πέλμα δεν πατά σωστά στο δρόμο και το γλίστριμα έρχεται νωρίτερα. Να θυμάστε πάντα: τα ελαστικά, είναι το μοναδικό σημείο επαφής του αυτοκινήτου μας με το δρόμο και πρέπει να βρίσκονται σε εξαιρετική κατάσταση.