Hvordan affjedringskinematik kan forbedre ydeevnen

Hvordan affjedringskinematik kan forbedre ydeevnen

For at få en bil til at køre hurtigere rundt på en bane, er der et par ting, vi kan gøre, som generelt vil forbedre omgangstiderne. Vi kan sænke vægten, øge motorkraften, øge downforcen, reducere modstanden, øge dækgrebet. Desværre kommer alle disse ændringer typisk med ulemper, for eksempel:

  • Lavere vægt – nedsat holdbarhed, dyrere materialer/processer
  • Øget motorkraft – øget energiforbrug, sværere at køre
  • Mere downforce - kommer normalt på bekostning af mere træk
  • Mindre træk – kommer normalt på bekostning af mindre downforce
  • Bedre dæk – mere klæbrige dæk slides normalt hurtigere

For at forbedre ydeevnen bliver vi altid nødt til at foretage en afvejning. I udholdenhedsløb for eksempel vil det at have mere motorkraft reducere omgangstiden, men øge brændstofforbruget – hvilket igen ville kræve hyppigere pitstop (software til simulering af omgangstid) OptimumLap kan for eksempel bruges til at bestemme disse sammenhænge).

Et andet område, der er fyldt med afvejninger, er suspensionskinematik. Om det drejer sig omdesign af et nyt ophæng eller opsætning af et eksisterende design, vil stort set enhver beslutning være en afvejning. Skal mit rulningscenter være lavt for at sænke chassisets reaktion, eller høj for at fremskynde chassisets reaktion? Skal jeg have masser af camber gain i roll eller ingen? Vil det at have et ikke-lineært bevægelsesforhold hjælpe mig med at kontrollere kørehøjden, eller vil det ændre bilens balance for meget, når bilen ruller?

Det er tydeligtophængsdesignog opsætning er et minefelt af kompromiser, men hvad med præstationsgevinsterne? Hvor meget kan man vinde ved at optimere et ophængsdesign?



I dette eksempel skal vi se på en frontaffjedring for en generisk racerbil . Bilen har to mulige konfigurationer til forhjulsophænget. En baseline-indstilling og en option-indstilling, sidstnævnte sænker de indenbords pickup-punkter for de øvre kontrolarme omkring 20 mm (3/4 in).

kinematiske designs OptimumG

Basislinjen og indstillingsdesignet er vist i denne animation. I optiondesignet er de øverste styrearme indenbords punkter blevet flyttet 20 mm ned.

Ved brug af OptimumKinematics , disse to kinematik-indstillinger simuleres for typiske lavhastighedshjørner. Midt i hjørnet vil bilen rulle og styre. Animationen nedenfor viser de to designs i midthjørnetilstanden. Den opmærksomme læser vil bemærke, hvordan dækkenes camber-vinkel er en smule anderledes mellem de to designs. Option-designet resulterer i lidt mere negativ camber for yderdækket (ca. 0,25 grader mere negativ camber på yderdækket og 0,25 grader mere positiv camber på indersiden).

kinematiske designs OptimumG 2

De to designs er vist i midten af ​​hjørnet. Den lille ændring i camber-vinklen mellem baseline og option kan ses.

Ved hjælp af dækdata og dækmodeller , kan den effekt, denne ændring i camber vil have på grebet, beregnes. Uden at gå i detaljer, resulterer de mere gunstige camber-vinkler i en stigning på 2,1 % af sidegrebet i midten af ​​hjørnet. Dette betyder reelt, at for det lavhastighedshjørne, vi så på i dette eksempel, kan bilen køre omkring 1 km/t (0,6 mph) hurtigere (94 km/t i stedet for 93 km/t). Den eneste forskel mellem disse to designs var at flytte to afhentningspunkter ned omkring 20 mm.

Dette er blot et eksempel på, hvordan kinematik kan bruges til at forbedre ydeevnen; men det, vi ikke har dækket, er, hvilke andre effekter at flytte afhentningspunkterne vil have. Der er en række afvejninger, vi skal overveje.