Технічка > Тюнінг
Как просто построить драговый автомобиль
Віталій Іванович:
Скопіпащу бортовий журнал однієї 2108 з драйв2. Дуже цікаві записи із практичними підтвердженнями. Можливо корчиводам це згодиться колись
Как просто построить драговый автомобиль. Часть 1.
С этого я начну вести записи о принципах проектирования и постройки переднеприводного драгового автомобиля, постараюсь максимально доступным языком, с цифрами и, по возможности, на примерах из жизни данного авто.
Сразу оговорюсь, что многое из сказанного во всех этих заметках до идиотизма просто, но к сожалению из-за своей простоты очень многим не доступно для понимания, или для осознания. Некоторые вещи и будут расценены как идиотизм, но тем мне интереснее :)
Лидером может быть только тот, кто идет своей дорогой, ибо все остальные на этом пути — догоняющие, а для этого надо понимать самые простые вещи, а это как показывает практика — сложно. В общем это было предисловие — мысль, которая так или иначе проходит во всем блоге.
Создадим в воображении виртуальный таз, который по мере написания новых заметок, будем шаг за шагом ускорять, подтверждая это теоретическими расчетами и случаями из практики. Начнем с того, что у нас есть мотор в 400 л.с., почти не корчеванный таз, который едет свои 13.5 секунд, периодически катает симпотичных девчонок по вечерам.
А что вообще значит "проехать 402 м за 13.5 секунд"? Это значит ровно следующее -средняя скорость на дистанции в 402 метра составляет 3600*0.402/13.5=107 км/ч. Иными словами если мы проедем от старта до финиша на неизменной скорости 107 км/ч, то на это потратим 13.5 секунд, либо же будем разгоняться с места, достигнем какой-то скорости на финише таким образом, что средняя скорость составит 107 км/ч.
Разумеется, мы хотим сделать наш автомобиль быстрее, потому что Василий Пупкин на последних дворовых покатушках нас проехал на пол крыла, это обидно и начинаем чесать репу :)
Наш сосед Василий понимает, что пол крыла — это совсем мало, надо что-то делать. Сейчас на обоих клонированных турботазах 400 л.с., но это в пике, а на первых трех передачах это означает вечный букс, поэтому первые передачи буст снижен до грани зацепа (у Василия же феншуйный таз ;)) Наращивание мощности означает то, что мощность будет увеличена только на 4 и 5-ой передачах, т.е. на второй половине дистанции.
Василий всю неделю крутит свой буст-контроллер, добавляет на 4 и 5 передачах, выезжает на тренировку и что показывает? Было у него 13.5 секунд, Обычно на подобных автомобилях время первых 200 метров около 8.5 секунд, время второй половины дистанции 5 секунд (это из практики). Василий за счет поднятия мощности 4 и 5 передач, предположим, добился увеличения ускорения на последних 200 метрах на 10% (это приличная прибавка мощности), таким образом средняя скорость второй половины дистанции до поднятия мощности была 3600*0.2/5=144 км/ч, считаем что получилось. Из курса физики 6-го класса школы помним (помним? ;)), что средняя скорость на отрезке пропорциональна квадратному корню ускорения, т.е. Василий добивается средней скорости 144*корень(1+10%/100)=151 км/ч… неплохо :) 7 км/ч средней скорости на отрезке, а значит финишная возросла не меньше, чем на 9-10 км/ч. Что же получается со временем? Знаем, что первые 200 метров у нас остались без изменений (слава богу, если не Василий не намудрил с бустом и не ухудшил их лишним буксом), то общее время дистанции равно 8.5+3600*0.2/151=13.27 секунд.
Наш друг Василий доволен, его машина ускорилась на 0.23 секунды (с 13.5 до 13.27) за счет манипуляций с буст-контроллером и поднятия мощности на 4 и 5 передачах, он с радостью ждет ближайших выходных для уверенной расправы над нашем тазом, потому что при финишной скорости 190 км/ч 0.23 сек это 190*0.23/3.6=12.1 метр разницы (3 кузова примерно)
Мы же пока чешем репу, что же делать с нашим тазом.Если идет речь об увеличении средней скорости, чтобы улучшить результат, то мы прекрасно понимаем, что каждый дополнительный километр в час на первых 200 метрах автоматически прибавляется и к средней скорости на второй половине дистанции, причем чем ближе к старту мы получим этот 1 км/ч, тем на большей части дистанции он будет просуммирован (проинтегрирован) в общую среднюю скорость. Что нам мешает ехать первые 200 метров быстрее? Правильно — зацеп. Разумеется, что логичнее всего начать решать этот вопрос с основного — шин.
Отступлю от наших героев и скажу, что мы тестили ускорение на разных шинах на одном покрытии (асфальт) и на одном и том же автомобиле без изменений, только с изменением контроля зацепа:
Toyo R888 — 0.64G
Hoosier (DOT E) — 0.71G
M/T(for competition only) — 0.78G
Цифры зависят очень много от чего, главное очень хорошо видна разница.
Пока у нас еще не корч, но однозначно понятно, что Toyo R888 надо выбросить, то покупаем слики с допуском для эксплуатации на дорогах общего пользования (DOT E), которые при прочих равных дают 0.71/0.62=1.109, т.е. 10-11% улучшение ускорения, перенастраиваем буст на первых 3 передачах, чтобы реализовать улучшенный зацеп и считаем что у нас стало со средней скоростью на первые 200 метров. Было 3600*0.2/8.5=84.7 км/ч, значит стало 84.7*корень(1+10%/100%)=88.8 км/ч, т.е. прибавка средней скорости 4.1 км/ч на первых 200 метров, а время прохождения отрезка составит 3600*0.2/88.8=8.11 секунд, т.е. за первые 200 метров дистанции мы отыграли у общего времени 0.39 секунд.
Хорошо, но теперь самое интересное! :) Если мы увеличили среднюю скорость отрезка на 4 км/ч, но при этом постоянно ускорялись, значит разница скорости в конце этого участка будет еще выше, чтобы не вдаваться в лишние расчеты — возьмем, что скорость при пересечении отметки 200 метров возросла на 6 км/ч, это значит, что если мы вторую половину дистанции набираем скорость в том же темпе, что и раньше (максимальную мощность мы не увеличивали), но начальная скорость на участке на 6 км/ч выше, то и средняя скорость на этом участке возрастет почти на эти же 6 км/ч (упростил, конечно, но так нагляднее), т.е. если она была 144 км/ч, значит стала 150 км/ч!
Иными словами вторую половину дистанции мы тоже проехали значительно быстрее, хоть и ускорение на ней, как и мощность — остались неизменными! Если посчитать, то время второй части дистанции составит 3600*0.2/150=4.8, а как мы уже посчитали, время первой половины у нас составило 8.11 сек, т.е. общее время 12.91 сек, или 0.59 сек улучшение, или наш новый конфиг обгонит наш предыдущий на 190*0.59/3.6=31 метр без увеличения максимальной мощности!
Итак выходные, время очередной схватки с Василием Пупкиным, он увеличил мощность и ускорение на второй половине дистанции на 10% и получил улучшение времени с 13.5 до 13.27 сек, а мы улучшили ускорение на первой половине дистанции на те же 10% и, благодаря этому, улучшили время с 13.5 до 12.91 сек, разумеется, что мы проехали бедного Василия с его значительно более мощным мотором на 0.36 сек или примерно на 19 метров (4.5 корпуса), по факту просто на недостижимое расстояние.
Василий начинается учиться делать выводы и понимает. Старт и ускорение на первых 100-200 метров — это наше все!
Думайте в первую очередь над тем, как ускорить машину на первых метрах дистанции! Реализуйте здесь максимальное ускорение на существующей мощности, и только потом уже думайте об увеличении мощности.
Не переключайтесь, в следующей серии поговорим о том, что для улучшения старта и первых 60-ти футов есть огромные запасы, значительно больше, чем шины.
P.S. На данном автомобиле переходом с toyo r888 на драговые слики M/H улучшили время почти на 1 секунду! Кстати, вот каким он был в начале и потом :)
Віталій Іванович:
Как просто построить драговый автомобиль. Часть 2.
Как и обещал в прошлый раз — продолжу писать о зацепе на старте и первой половине дистанции. Как мы выяснили в прошлой серии, именно тут лежат основные запасы по улучшению времени прохождения 402 м.
Напомню, что наш автомобиль в прошлой серии достиг времени 12.91 сек, из них 8.11 сек первые 200 метров и 4.8 сек вторая половина (средние скорости 88.8 км/ч и 150 км/ч, соответственно), а соперник Василий Пупкин прочитал заметку, сделал выводы и сегодня имеет ровно такое же время, для наглядности дальнейшего сравнения.
По второму закону Ньютона всем известно, что a=F/m, т.е. понятно, что ускорение можно увеличить как увеличением силы, действующей на тело, так и снижением массы тела. Василий на это сказал: "ну это и ежику понятно, думал чего умнее напишешь." и самодовольно пошел корчеваться машину, не дочитав до конца, ну и пусть :) А вы не торопитесь делать выводов, все гораздо интереснее, читайте дальше :)
Что такое сила F, которая ускоряет автомобиль? Вроде бы та сила тяги, которая развивается на колесах. Верно, НО! Это справедливо только в том случае, пока эта сила ниже, чем сила трения колес по покрытию, ибо по первому закону Ньютона сила действия равна силе противодействия (помним, да?;)), а если сила трения меньше, то сила F=Fтр, т.е. сила тяги не может быть выше силы трения, это тоже просто и понятно, но очень важно!
По условиям первой серии мощность мотора была ограничена в первую половину дистанции для того, чтобы ограничить букс, это ни что иное, как отрезок, где сила, направленная на движение и ускорения равна силе трения и ни при каких условиях не может быть выше.
Вспоминаем расчет силы трения, в общем случае Fтр=Kтр*N, где Ктр — это коэффициент трения (в прошлой серии заменой покрышек как раз его мы и увеличили), а N — это сила, действующая по нормали к пятну контакта. в нашем случае — это сила, с которой колесо прижимается к дороге. Чем сильнее прижали, тем больше сила трения — очевидно, да? :)
Вот теперь перейдем к одному из интересных моментов. Масса нашего автомобиля 1100 кг, развесоквка 60% массы приходится на переднюю ось, а 40% — на заднюю. Введем еще один коэффициент — процент массы, приходящийся на ведущую ось. K=0.6, а коэффициент трения на асфальте для Hoosier DOT E, которые у нас стоят с первой серии порядка 0.8, тогда сила трения равна:
Fтр=m*9.8*K*Kтр или Fтр=1100*9.8*0.6*0.8=5174Н
Если масса машины m=1100кг, то предельно допустимое ускорение для первых 200 метров дистанции будет a=5174/1100=4.7 м/с2 или делим на 9.8, получаем 0.48G… Самое главное, пусть там будет хоть 2000 л.с., с ускорением выше 0.48G этот автомобиль не будет ускоряться НИКОГДА!
Вернемся к Василию, не дослушав основного, он взял болагарку и начал резать машину, крылья и капот заменил на пластик, короче равномерно спереди и сзади уменьшил массу машины до 800 кг с такой же итоговой развесовкой 60/40, посчитаем что он получил на первые 200 метров и на второй половине дистанции. Сила трения на первой половине дистанции Fтр=800*9.8*0.6*0.8=3763Н, считаем предельное ускорение
a=3763/800=4.7 м/c2, делим на 9.8, чтобы получить в G, выходит 0.48G… УУУПППСС. а ускорение первой половины дистанции не изменилось вообще никак… И так будет всегда, потому, что пока тяга избыточна, то на ускорение автомобиля влияет по большей части развесовка по осям и практически никаким образом не влияет масса автомобиля!
Если опустить расчеты тягового баланса второй половины дистанции с учетом аэродинамики (к этому мы вернемся в следующих сериях), то снижение массы на 28% (с 1100 до 800 кг) даст улучшение ускорения не более 17% на второй части дистанции, где сила трения уже не ограничивает ускорение. В прошлой части у нас была средняя скорость 150 км/ч на последних 200 метрах, и такое улучшение даст 150*корень(1+17/100)=162 км/ч, значит время второй половины дистанции составит 3600*0.2/162=4.44 сек, а значит общее время составит 8.11+4.44=12.55 сек, результатом снижения массы на 300 кг стало уменьшение времени на 0.36 сек (было 12.91 сек).
Ну кроме этого, мы видим, что сила трения уменьшилась с 5174Н до 3763Н, а это значит вот что: для того, чтобы не буксовать, Василий вынужден снизить буст на первых передачах, т.к. сила сцеления с дорогой упала, и тем самым пропорционально снизить нагрузку на трансмиссию и приводы. Т.е. общее облегчение все-таки имеет свой эффект, хоть и практически никак не сказывается на результате в случае значительной избыточной мощности. В общем, Василий молодец! Но нам надо быстрее :)
Мы с Вами понимаем, что облегчать надо, но облегчать с умом, для улучшения развесовки для драга, а после облегчения еще и оптимизируем развесовку. Чтобы сместить развесовку вперед — на ведующую ось — мы с вами, облегчаем только заднюю часть автомобиля и не трогаем переднюю вообще, снять как Василий 300 кг у нас не получается на данном этапе, ограничимся 150 килограммами, но только с задней части автомобиля. Изначально на заднюю ось приходилось 40% от 1100 кг, т.е. 440 кг, мы с Вами сняли 150 кг, т.е. осталось 290 кг на задней оси и общая масса 950 кг, значит развесовка нашего автомобиля стала 290/950~0.3, т.е. 30% веса на заднюю ось и стало быть 70% на переднюю.
Считаем предльное ускорение для нашего автомобиля на первые 200 м, пока оно ограничено силой трения. Сила трения Fтр=950*9.8*0.7*0.8=5214Н. Машина стала легче, а сила трения не снизилась! Теперь считаем само ускорение a=5214/950=5.49 м/с2 или 0.56G! Видим, что предельное реализуемое ускорение очень существенно выросло — почти на 17% (0.56G против 0.48G), при том, что наш автомобиль тяжелее автомобиля Василия на 150 кг!
Теперь считаем новую среднюю скорость и время прохождения первой половины дистанции. Была средняя скорость 88.8 км/ч (см. первую часть), новая средняя скорость будет 88.8*корень(1+17/100)=95 км/ч, а новое время первой половины 3600*0.2/95=7.58 сек, т.е. за первую часть дистанции отыграли 0.53 сек, а при увеличении средней скорости первой половины дистанции на 6 км/ч, начальная скорость второй половины возросла не менее, чем на 9 км/ч, значит средняя скорость последних 200 метров уже возросла на 9 км/ч. Кроме этого еще и увеличилось ускорение, т.к. общая масса тоже снизилась, но мы срезали в 2 раза ниже, чем Василий. Если у него была прибавка 17% по ускорению, значит у нас будет где-то 8%. Считаем новую среднюю скорость 9+150*корень(1+8/100)=165 км/ч (с учетом дополнительных 9 км/ч, которые перешли с первой половины), а время прохождения 3600*0.2/165=4.36 сек. А общее время на 400м для нашего автомобиля составило 7.58+4.36=11.94 сек
Итак подведем итоги: Василий уменьшил массу машины на 300 килограмм, не изменяя развесовки (равномерно спереди и сзади) и получил улучшение времени с 12.91 сек до 12.55 сек, при этом улучшение времени было только на второй части дистанциии.
Мы облегчили автомобиль всего лишь на 150 кг, но только сзади, улучшив этим развесовку и получили существенное улучшение на всей дистанции с 12.91 сек до 11.94 сек! Практически на 1 секунду! И теперь наш автомобиль на 0.61 сек (примерно 32 метра разницы на финише!) быстрее автомобиля, который легче нашего на 150 кг!
Василий снова в печали, но оптимизма не теряет :) Он понял, что для драгового автомобиля правильная развесовка существенно важнее, чем общая масса автомобиля!
Существенно облегчайте только заднюю часть автомобиля! А все, что можете перенести ближе к передней оси — обязательно перенесите (например, бензобак) этим получите существенно лучшие результаты, чем бездумным вырезанием всего и вся.
Ну и не переключайтесь! В следующей заметке расскажу о том, что есть еще более халявные резервы улучшения зацепа, которые буквально валяются под ногами, но мало кто придает им значения. Будет интересно :)
P.S. Посмотрите на заднюю часть — там только легчайший сотовый поликарбонат. Выглядит, конечно, как картон :) Передние крылья металлические, ничего не вырезано.
Віталій Іванович:
Как просто построить драговый автомобиль. Часть 3.
Краткое содержание предыдущих серий :)
Наш автомобиль теперь имеет неплохую развесовку, проезжает 400м за 11.94 сек, из них первые 200 метров за 7.58 сек (средняя скорость 95 км/ч), вторую половину за 4.36 сек (165 км/ч), а общая масса автомобиля 950 кг. В общем, уже не очень-то плохой результат, но до чемпионства далековато, как всегда начнем с почесывания репы :)
Мы знаем, что сила трения пропорциональна весу, приходящемуся на ведущую ось, а значит перераспределение веса при ускорения очень сильно влияет на силу трения в динамике.
Рассмотрим механизм перераспределения веса более подробно:
Зеленые точки — это точки опоры автомобиля, зеленая стрелка — это полезная сила, которая и ускоряет наш автомобиль.
Красная точка на рисунке — это так называемый центр масс автомобиля — точка, в которой виртуально сосредоточена вся масса автомобиля.
Синяя Т-образная линия — это модель плеч, к которым прикладываются силы, это как бы жесткая конструкция, и вот теперь читайте внимательнее. Когда мы прикладываем в зеленой точке на переднем колесе силу, направленную вперед, то инерционность массы автомобиля создает противоположную ей силу, приложенную к центру масс автомобиля (красная точка) и получается самый настоящий рычаг, плечо этого рычага — это высота центра масс автомобиля (H) и этим создается опрокидывающий момент на кузове, который через горизонтальную синюю линию передается на колеса, на задней оси вниз, а на передней оси вверх!
В прошлой заметке мы говорили о развесовке и величине нормальной силы (силы прижатия колеса к дороге), действующей на ведущую ось и о важности этой силы для результата, так вот из-за перераспределения веса эта сила снижается на силу перераспределения (красная вертикальная линия), тем самым снижая предельно достижимое ускорение.
Что же делать, как же быть :) Из рисунка видно, что созданный опрокидывающий момент передается на переднюю ось через плечо длиной L, а из курса физики (того же самого 6-го класса ;)) мы помним, что когда мы создаем некоторый момент силой и плечом, то чем длиннее плечо, на которое воздействуем, тем выше момент (в нашем случае опрокидывающий), иными словами чем выше от земли расположен центр масс автомобиля, тем больше будет опрокидывающий момент. Это вроде понятно всем. Идем дальше. Когда мы с помощью момента создаем усилие в точке через плечо, то эта сила будет обратно пропорциональна длине плеча! Т.е. наш злосчастный опрокидывающий момент будет создавать усилие обратно пропорциональное длине базы автомобиля (L), т.е. чем длиннее база автомобиля тем, меньше будет снижаться сила прижима оси к дороге при том же опрокидывающем моменте.
Для тех, кто все-таки не понял предыдущий абзац, посмотрим что мы имеем в сухом остатке:
Чтобы уменьшить влияние перераспределения веса нужно максимально уменьшить высоту центра масс автомобиля, и максимально удлинить его базу. Вывод как всегда очень простой, но при этом важен на столько же, на сколько и прост. Понятно, что с базой особо не разгуляешься, хотя в некоторых случаях 5-7 дополнительных сантиметров и тут можно найти, не помешают точно. А вот что касается высоты центра масс, тут у большинства раздолье по запасам :)
Ну наконец перейдем к моим любимым цифрам :) Высота центра масс (H) у 2108 примерно 0.4м, длина базы 2.46м. В прошлой серии мы позволили себе некоторые допущения, позволим их и сейчас для наглядности, допустим сейчас что, все результаты, полученные в прошлый раз действительны для высоты 0.4м и в них уже учтено перераспределение веса.
В прошлой серии, сила трения, она же сила, которая ускоряет автомобиль первые 200 метров, она же сила, которая действует на центр масс автомобиля и создает опрокидывающий момент составляла 5214Н, считаем силу, которая будет поднимать переднюю ось 5214*0.4/2.46=848Н (это эквивалентно примерно 86 кг!), неслабо так поднимает перед машины при ускорении!
Значит беремся за дело, манипуляциями с подвеской можно уронить центр масс от стандарта до 11 см, еще 5-6 см можно найти за счет вертикальной развесовки автомобиля, иными словамии перенести вниз все, что можно перенести, например водительское кресло, аккумулятор, установить пластиковые стекла, ну и на что хватит фантазии :)
Хорошо постарались и в итоге получаем высоту центра масс 0.23 м (к слову сказать, в цивике она в стоке не многим больше :)), теперь считаем подъемную силу, действующую на переднюю ось с новой высотой 5214*0.23/2.46=487Н, т.е. усилие прижима в динамике мы увеличили на 361Н (эквивалентно примерно 35 кг!), До тотального занижения автомобиля сила прижима была равна 6517Н (см. прошлую заметку), значит сейчас она составит 6878, т.е. она возросла почти на 6%. Да-да :) по мере приближения к оптимуму, холявы все меньше :) тем не менее при этом средняя скорость первых 200 метров возрастет на корень из 1.06, т.е. в 1.03 раза. Была в прошлой серии 95 км/ч, значит сейчас получится 97.9 км/ч, а время первой половины дистанции 3600*0.2/97.9=7.35 сек, при росте средней скорости первой половины дистанции на 2.9 км/ч средняя скорость оставшихся 200 метров возрастет не менее, чем на 5 км/ч (в прошлых сериях рассматривали почему), а значит она составит 165+5 км/ч, время второй половины будет 3600*0.2/170=4.24 сек, а общее время 7.35+4.24=11.59 сек.
Итак, путем манипуляций с высотой центра масс автомобиля мы сократили время с 11.94 сек до 11.59 сек (на 0.35 секунды или примерно 19 метров впереди, относительно "джипа", который был). Справедливости ради, надо сказать, что если бы наш автомобиль буксовал все 400 метров, то разница от занижения была бы несравнимо больше.
Итак, выводы из сегодняшнего скучного урока :) Развесовка для драга важна не только по горизонтали, но и по вертикали, а точнее, нужно приложить все усилия, чтобы как можно ниже опустить центр масс автомобиля и это тоже даст заметный результат. Причем, чем мощнее мотор, тем больше стоит уделять этому внимания.
P.S. На заднем фоне, каким НЕ должен быть драговый таз, это наш Василий отжигает :)
Віталій Іванович:
Как просто построить драговый автомобиль. Часть 4.
Сегодня постараюсь без утомительных цифр, обойдемся общими тенденциями что лучше, а что хуже, потому что разница в результате от тех изменений, которые я хотел сегодня обсудить уже не очень большая. Но, как известно, результат состоит из мелочей, поэтому пренебрегать ими тоже не будем.
Как и обещал в прошлый раз – сегодня немного о пружинах и кинематике подвески с учетом драга. Для начала рассмотрим что же такое пружина подвески. Основной ее параметр – упругость в рабочей зоне, для автомобильных пружин принято измерять в килограммах на 1 см, иными словами – это вес, который необходимо приложить к пружине вертикально, чтобы ее длина уменьшилась на 1 см. Для стандартных вазовских пружин жесткость составляет около 20 кг/см, т.е. прибавка в 40 кг на передней оси заставляет «присесть» автомобиль на 1 см. Но самое интересное в том, что уменьшение веса на 40 кг поднимает кузов на тот же 1 см. А из прошлой серии мы помним, что при стандартной высоте нашего автомобиля разгрузка передней оси при ускорении составляла 86 кг, т.е. такая разгрузка в динамике заставит подняться перед автомобиля еще выше, чем в статическом положении более, чем на 2 см и этим еще значительно увеличить разгрузку (за счет того, что центр масс автомобиля стал еще выше в динамике). Посмотрите на фотографии старта многих драговых тазов. Выглядят как катер с задранным носом.
Как мы уже понимаем, это совершенно неправильно.
Как избежать такого эффекта? Использовать значительно более жесткие пружины, они ограничивают подвижность как вниз, так и вверх. Адекватные для драга пружины имеют жесткость около 60 кг/см, плюс наш таз с прошлой серии уже основательно занижен и разгрузка передней оси составляет около 35 кг, и в сочетании с жесткими пружинами это вызовет задирание передней части кузова при разгоне чуть более 0.5 см (больше задирание будет на шинах на самом деле). Разумеется, амортизаторы должны иметь соответствующие пружинами характеристики, чтобы гасить колебания жесткой пружины, это дополнительно улучшает зацеп за счет более равномерного усилия на колесе без колебаний. Задача амортизаторов их гасить.
Но раз уж мы решили собирать результат в деталях, то давайте подумаем как еще можно уменьшить разгрузку передних пружин. Вроде бы с высотой центра масс, базой и прочим сделали все. что остается? Кинематика! Т.е. взаимное расположение осей качания передних рычагов. Нам необходимо изменить расположение точек крепления рычагов таким образом, чтобы при усилии, которое пытается сдвинуть рычаги вперед (ускорение автомобиля) создавалась дополнительная сила, которая сжимает пружины и не дает им разгружаться.
Кто скажет как это сделать? Будем считать, что все ответили верно ;) Наклонить рычаги вперед (разумеется, у нас стоят цельные треугольные рычаги ;)), т.е. передние точки крепления рычагов должны быть существенно ниже задних точек, тогда при попытке сдвинуть рычаги вперед возникает та желанная сила, которая дополнительно сжимает пружины и уже почти полностью компенсирует ее разгрузку.
Что же делать с задней осью? А там не так все однозначно ;) Что происходит с задней частью кузова при ускорении? Ага, она «приседает», а как мы выяснили в прошлый раз – это снижает общий центр масс автомобиля, а значит увеличивает максимально возможное ускорение. Так ли нужны арматурины вместо задних амортизаторов? ;) Распространенное мнение о том, что на задней оси драгового таза должны быть ломики не совсем верно. В том, что при разгоне зад немного «присядет» нет ничего плохого. Плохое в другом.
Посмотрите на это видео внимательно, именно на момент старта. В первый момент после старта перед автомобиля начинает подниматься, а зад опускаться, автомобилю сообщается вращательный момент вокруг горизонтальной оси, что значительно увеличивает перераспределение веса на старте, и если это видео просмотреть по кадрам, то после начала вращение передних колес процесс перераспределения занимает около 0.15 секунд, при этом автомобиль уже переезжает датчик телеметрии (время уже пошло), но еще фактически не ускоряется, потом совершается обратное колебание и после этого начинается нормальное ускорение.
На видео из салона – тоже отчетливо виден этот эффект – однозначный слив 0.1-0.2 секунд. Надо чесать репу как исправлять.
Конечно, ломики вместо задних амортиков решат эту проблему, но не лучшим образом, есть решения «и рыбку съесть, и…». Вариант номер один – амортизаторы с существенным сопротивлением дроссельного режима. Т.е. амортизаторы, которые имеют большое сопротивление сжатию на малых скоростях штока (дроссельный режим), из доступных – кони спорт, например. Или можно за достаточно адекватные деньги на заказ изготовить амортики с такими характеристиками. Таким образом, в момент старта амортизаторы создадут дополнительное существенное сопротивление сжатию, а затем после старта плавно прожмутся без лишних колебаний кузова. И старт не испортим, и немного улучшим зацеп после старта.
Есть более радикальное решение – вилли-бар. Дополнительные выносные колеса за задней осью. При старте автомобиль быстро упирается ими в асфальт и убиваются два зайца разом:
1. Нет лишних колебаний на старте;
2. Эффективная длина базы автомобиля существенно увеличивается, а мы помним из прошлой серии, что это значительный плюс в борьбе с разгрузкой передней оси для улучшения зацепа. Причем, при использовании вилли-бара, относительно мягкая задняя подвеска имеет еще один существенный плюс – фактический перенос веса на вилли-бар будет больше, а значит средняя эффективная база длиннее, что положительно сказывается на зацепе.
Итак – краткие итоги сегодняшнего монолога без цифр (ну почти) :) Передние пружины должны быть жесткими обязательно, а задние – можно и не очень :) Выбор амортизаторов имеет большое значение для зацепа, а длинный вилли-бар – это уже почти читерство для переднего привода :)
Ну и как всегда, не переключайтесь, в следующе серии переходим на новый уровень;) Все наши расчеты «на коленке» переносим в профессиональный комплекс для математического моделирования автомобиля от Lotus Software (да-да, тот самый Lotus) Будет интересно :)
Віталій Іванович:
Как просто построить драговый автомобиль. Часть 4.5.
Сегодня немного дополню прошлую запись о работе подвески с учетом нового приобретенного опыта
Расскажу на примере другого автомобиля, с которым имею дело.
Итак, подъем переда на старте почти победили. Для этого вперед были установлены пружины с жесткостью около 100 кг/см с винтами, амортизаторы с фактически кольцевой характеристикой, с очень зажатым ходом отбоя, это все спереди, сзади остались в половину порезанные штатные пружины и какие-то непонятные амортики, и вот что получили в итоге
На первый взгляд оно стартует уже почти ровно. Ага. не тут то было! Начинаем разбор полетов по кадрам.
Теперь смотрим то же самое, но замедленно (лучше в HD и на весь экран)
По деталям машины, размер которых известен сравниваем кадр до старта и кадр после старта, обнаруживаем, что задняя часть машины после старта опустилась на 3-3.5 см. Василий Пупкин, решил бы, что ничего страшного в том нет. Ну то, что кузов сзади опустился вниз больше, чем поднялся спереди, конечно не плохо, но мы задались вопросом что же такое эти 3-3.5 см?
Провели небольшой эксперимент, решили измерить, какую же силу надо приложить к кузову, чтобы на столько изменить его положение, догрузили заднюю часть до такого же положения, как на кадрах видео после старта. Очевидно, что если пружина прожалась на столько же в динамике, значит на нее добавилась ровно такая же сила. И само интересное тут вот что. При заезде масса машины не увеличивалась, а значит то, что догрузилось на зад, разгрузилось с передней оси — перераспределение веса.
Иными словами разгрузка переда в динамике ровно на столько же, на сколько в статике надо догрузить зад, чтобы он принял такое же положение.
Итак, сколько вы думаете пришлось догрузить зад, чтобы он встал в то же положение, что на видео? … 150 кг! Т.е. в момент старта передняя ось разгружается на 150 кг! При том, что вес, который приходится на переднюю ось — около 640 кг, из них после старта полезной нагрузки, которая реализует зацеп остается около 490 кг! Или уменьшение зацепа от максимально достижимого на такой же развесовке на 13-14%!
С одной стороны, полученная информация повергла в небольшой шок, ожидали увидеть несколько меньшие цифры, а с другой — хорошо подняла настроение :) Это хорошие нереализованные возможности, чтобы улучшить старт и, соответственно, время.
Выводы из этого урока мы сделали такие:
1. Амортизаторы назад надо делать тоже только custom или настраиваемые с широким диапазоном настройки, зажимать сжатие на максимум
2. Пружины на зад надо все-таки жестче, чем мы считали раньше. Будем пробовать от 60-70 кг/см и выше.
3. Вилли-бар на переднем приводе крайне нужен. Если длина вилли от задних колес равна длине базы автомобиля, то такое же ускорение, но с вилли создаст на колесо вилли перераспределение ровно вдвое меньшее, чем на заднюю ось (за счет бОльшего плеча). т.е. при тех же условиях на колесо вилли перераспределится уже не 150 кг, а 60-70, а на зандюю ось килограмм 30. т.е. в сумме около 100 кг. Т.е. как минимум 50 дополнительных килограмм загрузки передней оси можно поиметь за счет него. А это ни много ни мало около 10% зацепа на старте. при том, что из развесовки уже вытащили почти все, что можно это очень и очень много.
P.S. А в развесовке резервов гораздо больше, чем видно на первый взгляд.
Custom легкие тормозные диски 5 мм толщиной с дюралевой ступицей, дюралевые суппорты и скобы от оки, ну и это закрепить на план-шайбе из Д16Т… Все это экономит около 10 кг с задней оси машины, дешево и сердито :)
Стройте быстрые автомобили, всем удачи! :)
Навігація
Go to full version