RBR: Setupy - Zawieszenie

Jeżeli przyjrzymy się, na jakie parametry jezdne ma wpływ charakterystyka układu zawieszenia, to zaobserwujemy, że ma nie ma ono bezpośredniego wpływu na przyczepność.

W tym tekście, spróbuję tobie przybliżyć, jak parametry poszczególnych komponentów zawieszenia, pozwalają nam kontrolować balans platformy nadwozia, w wyszczególnionych stanach ruchu samochodu.

Wybaczcie opisywanie szczegółów, jakby czytał je 5 latek. Wszystkie wymienione koncepcje elementarne, są bardzo ważne dla zrozumienia całości działania układu zawieszenia. Jak nazwa wskazuje, jest to układ, a dokładnie układ sprzężony, co oznacza, że zmiana ustawień jednego elementu, zmieni również wpływ innych elementów na cały układ.

Sprężynowanie

Ze względu na, działającą bez przerwy na samochód siłę grawitacji, potrzebujemy jakiegoś narzędzia do przeciwdziałania tej sile. Tym narzędziem jest sprężyna, która w stanie spoczynku robi właśnie to. Przeciwdziała sile, która próbuje nam samochód docisnąć do podłoża.

Więc, dobierając parametry sprężyny, skupimy się właśnie na tym, aby zrealizowała zadanie przeciwdziałaniu sił dociskających samochód do podłoża.

Aby dowiedzieć się, jakie są te siły na które musimy się przygotować, potrzebujemy wykonać ich pomiary. Żeby wykonać pomiary, potrzebujemy zebrać dane z przejazdu odcinka... a do tego potrzebujemy ustawionego zawieszenia. No i mamy nieskończoną pętlę 🤣

Żeby z tej pętli wyjść, przygotujemy parametry bazowe, które wykorzystamy do stworzenia warunków nadających się do wykonania pomiarów, potrzebnych do precyzyjnego wystrojenia układu.

Parametry przed-pomiarowe

TODO: Opisać bazę.
TODO: Masa rozdzielona na każde koło, maksymalne oczekiwane siły podczas jazdy i oczekiwany zakres pracy.

Odczyt telemetrii

TODO: Opisać tylko jak interpretować odczyty.
TODO: Poruszyć temat pomiarów pośrednich (z czujnika pozycji)

Ustawienia wstępne

TODO: Opisać jak obliczamy samą sprężynę. Damping ratio i dobór damperów opisać w oddzielnym rozdziale.

Wstęp do dynamiki jazdy i balansu z helper spring

TODO: Opisać stany ruchu, dynamikę jazdy i jak dysponuje się przyczepnością przy użyciu samego zawiasu.

Anti-Roll Bar stiffness

  • Stabilizator to jest właśnie to co w nazwie, stabilizator. Wpływa na maxymalną transmisję masy (inercji) na danej osi (na boki). Poprzez odebranie sprężystości z koła odciążonego i dodając tej sprężystości kołu dociążonemu.
  • Bez stabilizatora jeździ się poważnie niebezpiecznie. W samochodzie sportowym, albo miejskim ze słabymi amortyzatorami, to nawet idzie się zabić.
  • W rzeczywistości systemy stabilizacji rozwiązują jeszcze jeden, bardzo poważny problem, który nie jest częścią symulacji w RSF.
    Jest to panowanie nad aerodynamiką, gdzie wszelkie odchylenia pojazdu, powodują duże straty w sile dociskającej.
    W rajdach jest to szczególne wyzwanie, gdyż złączanie elementów zawieszenia niezależnego prowadzi do reagowania całego pojazdu na każdą nierówność, co zdecydowanie jest nieporządane na nierównej nawierzchni.
    W Richard Burns Rally, stabilizator ma trzy zadania:
  • Dodaje sprężystości w ruchu poprzecznym. Zwiększając częstotliwość pracy zawiasu, przyspieszając tegoż układu reaktywność. Co jest bardzo ważne do zrozumienia, to że stabilizator zwiększa reaktywność CAŁEGO UKŁADU POŁĄCZONEGO, na WSZYSTKIE SIŁY W RUCHU POPRZECZNYM.
  • Dla zobrazowania. Mocny stab z przodu, spowoduje że przy skręcie kiery, samochód szybko odbije w tym kierunku, ale też szybko spróbuje się wyprostować, tworząc podsterowność przy nagłych ruchach (dlatego walę z przodu duży stab w prosiu, żeby jakieś nagłe szarpnięcia nie wpływały na trajektorię ruchu)
  • Panowanie nad zmianami w zbieżności. Jak kompresuje się zawieszenie typu kolumny McPhersona (jak w rychu), to podnosisz koło. Jak podnosisz koło, zwiększa ci się camber i czasem też toe. Fajnie żeby te wartości nie latały sobie luzem, tylki pracowały w odpowiednim zakresie i żeby zewnętrzne koło nie opierało się o nadkole w zakręcie.
  • No i najważniejsze do czego się stabu używa, czyli dosłownie transfer przyczepności między przednią a tylną osią. Mocny stab z tyłu, dociąży przednie wewnętrzne koło, dodając gripu z przodu i odejmując z tyłu. Mocny stab też spowoduje osiadanie wybranej osi (kompresujac na raz obydwa koła na osi), więc odpowiednio zbalansowany między osiami też doda im przyczepności.

Odpowiednie dobranie bazowej wartości stabilizatora możemy wykonać, biorąc pod uwagę jakim siłom poddawane jest zawieszenie, w jakich scenariuszach jego eksploatacji

  1. Jeżeli poruszamy się po dużych hopach, zmiękczymy nasze sprężyny. Może się okazać, że dla zapewnienia odpowiedniej amortyzacji skoków, również to zawieszenie podwyższymy.
    Ale pomimo miękkszego zawieszenia, będziemy chcieli żeby nasze zawieszenie, nadal przenosiło takie same siły w zakrętach. Więc zwiększymy reaktywność poprzeczną, wzmacniając stabilizator.
    Im wyższe zawieszenie, tym wyższe siły poprzeczne działające na samochód. Podnosząc zawieszenie, raczej będziemy potrzebować mocniejszego stabilizatora.
  2. Jeżeli poruszamy się po płaskim, tylko ewentualnie dziurawym torze, usztywnimy zawieszenie. Może się okazać, że nie wykorzystujemy całego zakresu pracy zawieszenia i jego obniżenie może zagwarantować lepszą przyczepność.
    Nasze zawieszenie teraz lepiej przenosi siły w zakrętach, nie potrzebujemy więc aż tyle stabilizatora poprzecznego. Można zredukować jego wartość.

Dobranie stosunku przedniego do tylnego stabilizatora, pozostawiam wam do eksperymentowania i odkrycia.

Oczywiście przypominam o zasadzie rajdowego kompromisu. Sztywny stabilizator = dobrze, zbyt sztywny stabilizator = chaotyczne zachowanie na wertepach

Amortyzacja (Damper)

TODO: Opisać dampery

Drugi cykl amortyzacji (Bump Stop)

Wysokość platformy podstawy sprężyny

To ustawienie opisane jest jako przenoszące górny punkt mocowania kolumny McPherson'a. Analizując to stwierdzenie bezpośrednio, oznacza ono tylko podniesienie środka masy samochodu, pozostawiając zakres pracy zawieszenia bez zmian.

ALE! Poza podwyższeniem samochodu, co można bardzo szybko skompensować skróceniem głównej sprężyny...
Przenosimy niżej również BumpStop i punkt jego aktywacji w układzie zawieszenia.

BumpStop jest bardzo ważnym elementem układu zawieszenia każdego samochodu sportowego i optymalne jego ustawienie bywa głównym czynnikiem rozróżniającym średni i bardzo dobry setup.