เพลิดเพลินไปกับการปรับความแกร่งของม้วน ... คำอธิบายอย่างละเอียดของกลไกพื้นฐาน

ด้วยการเปิดตัว Roadster ใหม่ แนวคิด Jinba-Ittai ของ Mazda ได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นไม่เพียงแต่ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและสมรรถนะด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบประสิทธิภาพเพื่อความสนุกสนานในการขับขี่ซึ่งเป็นพื้นฐานของรถยนต์ด้วย และฉันมีความสุขที่ได้มีส่วนร่วมในการพัฒนารถสปอร์ตเป็นเวลาหลายปี
ท้ายที่สุด สถานการณ์ที่คุณสามารถเพลิดเพลินไปกับความสามัคคีระหว่างมนุษย์และม้าได้อย่างเต็มที่กำลังเข้าโค้งฉันคิดว่าช่วงเวลาที่คุณเข้ามุมอย่างสบายและวิ่งผ่านเส้นตามที่คุณจินตนาการคือคุณค่าที่แท้จริง
ในทางตรงกันข้าม จะต้องเป็นเรื่องที่ไม่น่าพอใจ ไม่ต้องพูดถึงความไวแบบไดนามิก ในการคลายคันเร่งโดยสัมผัสถึงพฤติกรรมที่ไม่เสถียรซึ่งขัดต่อเจตจำนงของผู้ขับขี่ม้วน (ในทางเทคนิคเรียกว่าการกลิ้ง) เป็นสาเหตุหลักของความรู้สึกไม่สบายดังกล่าว
โรลเป็นเรื่องง่ายสำหรับทุกคนที่จะรู้สึกและได้รับการกล่าวขานว่าเป็นการออกกำลังกายที่ทรงอิทธิพลที่สุดสำหรับความอ่อนไหวของมนุษย์อาการเมารถมักเกิดจากการม้วนงอ และผลการวิจัยพบว่าเกิดจากความแตกต่างระหว่างความเอียงที่หูชั้นในของช่องครึ่งวงกลมจับกับความเอียงที่ตาจับได้แม้ว่าจะทำการปรับจูนจากรถยนต์ที่ผลิตเป็นจำนวนมาก แต่ก็มีผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงจำนวนมากที่อ้างว่ามีเอฟเฟกต์การลดการหมุน อาจเป็นเพราะว่ามนุษย์สามารถสัมผัสประสบการณ์ได้ง่าย
จากนี้ไป ฉันจะพยายามคลี่คลายความสัมพันธ์ระหว่างการหมุนและความอ่อนไหวแบบไดนามิก
โรลคือการเคลื่อนไหวที่ผสมผสานองค์ประกอบต่างๆ ในด้านวิศวกรรมยานยนต์และวิศวกรรมคันเซการบรรยายจะดำเนินการจากหลายๆ มุมตามปกติ แต่เพื่อให้เข้าใจภาพรวม จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับกลไกพื้นฐานก่อนคราวนี้ผมจะอธิบายพื้นฐานของการเคลื่อนที่แบบหมุน นั่นคือ กลไกตามปกติ จะมีสูตรลึกลับบางอย่างปรากฏขึ้น แต่โปรดพยายามทำให้ดีที่สุดเพื่อให้เข้ากันได้


■ ม้วนคืออะไร?เป็นการออกกำลังกายแบบไหน?
ทั้งมนุษย์และยานพาหนะต่างพยายามรักษาสมดุลในการเลี้ยวเพื่อไม่ให้ถูกผลักออกไปด้านนอกด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางชินคันเซ็นมีคันเร่งบนรางวิ่ง ดังนั้นแรงลัพธ์ของแรงเหวี่ยงและแรงโน้มถ่วงจะอยู่ที่มุมฉากกับราง

ดังนั้นผู้โดยสารจึงสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างสบายโดยไม่รู้สึกถึงแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางนักกีฬาสเก็ตเร็วยังเอนตัวเข้าด้านในเพื่อเคลื่อนจุดศูนย์ถ่วง โดยส่งแรงลัพธ์ของแรงเหวี่ยงและแรงโน้มถ่วงไปที่ขอบของรองเท้าสเก็ตและจุดสัมผัสของน้ำแข็งทั้งสองสมดุลแรงผลลัพธ์โดยการเอียง แต่คุณอาจสังเกตเห็นว่าเอียงไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของรถสิ่งนี้เรียกว่าทัศนคติในการย้อนกลับ (แม้ว่า Mercedes-Benz รุ่นใหม่บางรุ่นจะใช้เทคโนโลยีเพื่อทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้) โดยทั่วไปแล้วไม่สามารถทำได้ในรถยนต์

เหตุผลก็คือว่ารถได้รับการติดตั้งระบบกันสะเทือนเพื่อรองรับสภาพถนนต่างๆ และคงไว้ซึ่งความสบายในการขับขี่เมื่อใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางกับตัวรถในระหว่างการเข้าโค้ง ระบบกันสะเทือนที่ด้านวงแหวนรอบนอกจะยุบตัวและด้านวงแหวนในจะยืดออก ทำให้เกิดความสมดุลของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์เพื่อให้หมุนรอบแกน X ของรถได้การเคลื่อนที่แบบหมุนนี้เป็นการหมุน

อย่างไรก็ตาม คำอธิบายนี้ไม่ถูกต้อง XNUMX%ลองพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อยการหมุนคือการหมุนของรถรอบแกน X (ดู§9) แต่ในความเป็นจริงแล้ว แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางถูกนำไปใช้กับจุดศูนย์ถ่วงของรถ และจุดศูนย์ถ่วงจะหมุนรอบจุดที่เรียกว่าจุดศูนย์ถ่วงด้วยเหตุนี้ เมื่อพิจารณาเส้นขอบฟ้าเป็นข้อมูลอ้างอิง ตัวรถจึงเอียงเนื่องจากการหมุนรอบและหมุนรอบจุดศูนย์ถ่วงกระบวนการที่การเคลื่อนที่แบบหมุนรอบทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุนจะเหมือนกับกระบวนการหมุนที่ความเร็วต่ำมากของการเคลื่อนที่แบบหมุนคิดว่าเป็นผลทางเรขาคณิตมากกว่าปัญหาการเคลื่อนไหว
มุมการหมุน (มุมการหมุน) ของตัวรถ = มุมการหมุนของจุดศูนย์ถ่วงแล้วศูนย์ปฏิวัตินี้ (ศูนย์ม้วน) อยู่ที่ไหน?ระบบกันกระเทือนเคลื่อนที่ในแนวเรขาคณิตด้วยจุดยึดขาไขว้และแขนช่วงล่างเป็นจุดศูนย์กลางดังนั้นตำแหน่งของจุดศูนย์กลางการหมุนจึงขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบกันสะเทือนดังที่แสดงด้านล่าง และเมื่อมีการหมุน ตำแหน่งจะเคลื่อนที่เสมอเมื่อรูปทรงของช่วงล่างเปลี่ยนไป

 

นอกจากนี้ เนื่องจากตัวรถมีความแข็งแกร่งสูง เดิมศูนย์ม้วนจึงมีอยู่บนแกนที่เชื่อมต่อศูนย์กลางม้วนของระบบกันกระเทือนด้านหน้าและด้านหลัง แต่การบรรยายนี้มีขึ้นเพื่อส่งเสริมความเข้าใจในกลไกพื้นฐาน สำหรับตอนนี้ เรามา พูดถึงศูนย์ม้วนทรงเรขาคณิตของช่วงล่างด้านหน้าหรือด้านหลังเพียงอย่างเดียว


■ การคำนวณแรงเพื่อสร้างม้วน
ดูเหมือนยากหน่อยที่จะนึกถึงแรงในการหมุนตัวรถแต่ก็มีทางที่ดีที่มาของแรงที่ทำให้เกิดการหมุนคือแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเนื่องจากจุดศูนย์ถ่วงและจุดศูนย์กลางการหมุนแยกออกจากกัน แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจึงถูกแปลงเป็นแรงหมุน (โมเมนต์การหมุน) ที่พยายามหมุนจุดศูนย์ถ่วงรอบจุดศูนย์กลางการหมุน

ในกรณีนี้ การหมุนและการปฏิวัตินั้นเป็นการเคลื่อนไหวเดียวกันโดยพื้นฐานแล้วเพียงแค่เปลี่ยนมุมมอง ดังนั้น "โมเมนต์การหมุน = โมเมนต์การปฏิวัติ"ดังนั้น หากเป็นช่วงเวลาด้านการปฏิวัติ การคำนวณสามารถทำได้ง่าย

ช่วงเวลาการปฏิวัตินี้เหมือนกับ "หลักการของคันโยก" หากระยะห่างระหว่างจุดศูนย์ถ่วงกับจุดศูนย์กลางการหมุนยาว ก็จะมีขนาดใหญ่ และหากสั้น ก็จะมีขนาดเล็กตัวอย่างเช่น หากตำแหน่งของทั้งสองเท่ากัน แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะไม่เป็นโมเมนต์หมุน ดังนั้นรถจะไม่หมุน
มาดูหลักการของการสร้างโมเมนต์โรลกันดีกว่ารูปทางด้านขวาแสดงความเรียบง่ายของความสัมพันธ์ระหว่างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ที่ใช้กับ "จุดศูนย์กลางการหมุน" และ "จุดศูนย์ถ่วง" ของระบบกันสะเทือนธรรมดา เช่น สวิงอาร์มฉันคิดว่าคุณสามารถจินตนาการได้ว่า "หลักการของคันโยก" ทำงานโดยขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางการหมุนและจุดศูนย์ถ่วงสูตรคำนวณโมเมนต์หมุนแสดงอยู่ด้านล่างในการบรรยายที่ผ่านมา หน่วยความเร่งคือ "m / วินาที²" แต่เมื่อคำนวณการหมุน G (9.8G = XNUMXm / วินาที²) เป็นเรื่องปกติ ดังนั้นตามแบบแผน การบรรยายนี้จึงใช้ G ฉันจะใช้มันต่อไป

・ โมเมนต์การหมุน = (จุดศูนย์ถ่วงความสูง-ความสูงศูนย์กลางการหมุน) x น้ำหนักสปริง (N) x ความเร่งด้านข้าง (G)

สิ่งสำคัญในสูตรนี้คือระยะ (จุดศูนย์ถ่วงความสูง-ความสูงศูนย์กลางม้วน)เมื่อถึงมุมการหมุน ศูนย์ม้วนจะเคลื่อนที่ ซึ่งทำให้กระบวนการซับซ้อน แต่ในกรณีนี้ จุดศูนย์ถ่วงและจุดศูนย์กลางการหมุนจะอยู่บนเส้นแนวตั้งเนื่องจากอยู่นิ่งดังนั้น "ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์ถ่วงและจุดศูนย์ถ่วง" จึงเป็นเพียงแค่ "ความสูงของจุดศูนย์ถ่วง-ความสูงของจุดศูนย์ถ่วง"
ทีนี้ มาคำนวณโมเมนต์การทอยกันตามเงื่อนไขต่อไปนี้กัน

・ น้ำหนักสปริง (น้ำหนักตัว): 9500N　
・ ความเร่งด้านข้าง: 0.5G (... ตัวอย่างเช่น การเร่งความเร็วด้านข้างเมื่อหมุนวงกลมที่อยู่กับที่ด้วยรัศมี 50 ม. ที่ความเร็วคงที่ประมาณ 56.5 กม. / ชม.)
・ จุดศูนย์ถ่วงสูง - ความสูงของจุดศูนย์ถ่วง: 0.3m

ดังนั้นเมื่อเปลี่ยนเงื่อนไขแต่ละข้อแล้ว จะกลายเป็นดังนี้

・ 0.3m × 9500N × 0.5G ＝ 1425N ・ m

ตอนนี้คุณสามารถคำนวณโมเมนต์การทอยในขณะที่เริ่มการทอยเนื่องจากการคำนวณข้างต้นเป็นแบบคงที่ (ไม่หมุน) การม้วนจึงเริ่มจากที่นี่

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เรขาคณิตของช่วงล่างเปลี่ยนจากสถานะนี้ และ "จุดศูนย์ถ่วงความสูง-ความสูงศูนย์กลางการหมุน" เปลี่ยนไป ด้วยเหตุนี้ โมเมนต์การหมุนจึงเปลี่ยนไปด้วยทั้งนี้เนื่องจากทิศทางของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำในแนวราบและแรงที่หมุนจุดศูนย์ถ่วงรอบจุดศูนย์กลางการหมุนจะแตกต่างกันตามมุมการหมุน

ในกรณีนี้ ความยาวที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนกับคันโยกคือเส้นแนวนอนที่ลากผ่านจุดศูนย์ถ่วงและระยะทางแนวตั้งไปยังจุดศูนย์กลางการหมุน แต่เนื่องจากจุดศูนย์กลางของการหมุนเองก็เคลื่อนที่ด้วย ค่านี้จึงถูกดึงออกมาในขณะที่เปลี่ยนการม้วนจริง มุม ไม่มีวิธีอื่นใดในการคำนวณได้มากไปกว่าการคำนวณ

“จุดศูนย์ถ่วงความสูง-ความสูงศูนย์กลางม้วน” ไม่ใช่ระยะทางที่เชื่อมจุดศูนย์ถ่วงกับจุดศูนย์กลางการหมุน แต่ระยะแนวตั้งระหว่างแกนหมุน (จุดศูนย์ถ่วง) กับแกนหมุน (ศูนย์กลางการหมุน) เราจะเรียกมันว่า "ระยะห่างระหว่างแกนตั้ง".ในกรณีของรูปด้านบน ระยะห่างระหว่างแกนแนวตั้งที่ได้จากภาพวาดคือ 0.29 ม. ดังนั้นให้แทนที่ด้วยการคำนวณ

・ 0.29 ม. × 9500N × 0.5G ≒ 1377N ･ ม. (-48N ･ ม.)

พบว่าโมเมนต์การหมุนเปลี่ยนไปตามระยะห่างระหว่างแกนตั้งที่เปลี่ยนไปอย่างไรก็ตาม ในระยะที่เกิดการม้วนงอในลักษณะนี้ จุดศูนย์ถ่วงไม่ได้อยู่เหนือจุดศูนย์กลางของการหมุนโดยตรง ดังนั้น น้ำหนักของตัวรถเองจึงเพิ่มโมเมนต์การหมุนตามมุมเบี่ยงเบน ผลกระทบจะอธิบายในภายหลัง แต่สำหรับตอนนี้ คุณควรมีภาพรวมของแรงที่ทำให้เกิดการหมุน

■ การคำนวณแรงในการระงับการหมุน
ถัดไปคือการคำนวณแรงที่กดทับม้วน (ความแข็งแกร่งของม้วน)
เนื่องจากรถสัมผัสกับพื้นผิวถนน การเคลื่อนที่รอบจุดศูนย์กลางล้อจึงถูกปิดกั้นโดยพื้นผิวถนน และแรงปฏิกิริยาจะทำให้ระบบกันสะเทือนหดตัว
ดังนั้นหากค่าคงที่สปริงของสปริงช่วงล่างเพิ่มขึ้นก็สามารถหมุนได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นกล่าวอีกนัยหนึ่ง มันสร้างโมเมนต์ในทิศทางตรงกันข้ามกับโมเมนต์การหมุน และได้มาจากการคูณแรงสปริงของช่วงล่างของล้อด้านในและด้านนอกด้วยความยาวคันโยกที่เทียบเท่ากับครึ่งหนึ่งของดอกยางช่วงเวลานี้เรียกว่า "ความแข็งแกร่งของการหมุน"ในการใส่ความแข็งของม้วนให้ถูกต้อง หมายถึง "โมเมนต์การหมุนที่ต้องเปลี่ยนมุมม้วนทีละหนึ่งหน่วย"หากคุณเพิ่มความแข็งแกร่งของม้วน คุณสามารถลดม้วนได้ทีนี้มาดูสูตรคำนวณความแข็งแกร่งของม้วนกัน

・ ความแข็งแกร่งของม้วน =ค่าคงที่สปริงตำแหน่งล้อ × (ดอกยาง) ² ÷ 2

แรงที่เกิดจากสปริงขึ้นอยู่กับปริมาณการโก่งตัวของสปริง และปริมาณการโก่งตัวได้มาจากการเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยมีรัศมีครึ่งหนึ่งของดอกยางเนื่องจากคอร์ดเป็นส่วนโค้งในมุมเล็ก ๆ จึงสามารถคำนวณได้โดยการคูณรัศมีด้วยรัศมีมุมและเนื่องจากมันหายไปจากการคำนวณด้วยการตั้งค่า 1 rad แรงที่เกิดจากสปริงจึงเป็นค่าคงที่สปริง x ดอกยาง ÷ XNUMX
ในการคำนวณโมเมนต์รอบจุดศูนย์ถ่วงแรงจะถูกคูณด้วยครึ่งหนึ่งของดอกยางตามความยาวคันโยก ดังนั้น ค่าคงที่สปริง x (ดอกยาง ÷ XNUMX) x (ดอกยาง ÷ XNUMX) จึงกลายเป็นกำลัง ÷ XNUMX .

เนื่องจากโมเมนต์นี้เกิดขึ้นที่ล้อด้านในและด้านนอกการขยายตัวและการหดตัวจึงตรงกันข้าม แต่ทิศทางของแรงทำงานเท่ากันดังนั้นผลรวมจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า สูตรแรก "Square ÷ XNUMX" ถือกำเนิดขึ้น . คุณจะเห็นว่าการขยาย "ดอกยาง" ที่ทำงานในช่องสี่เหลี่ยมนั้นมีประสิทธิภาพในการเพิ่มความแข็งแกร่งของม้วนมากกว่าการเพิ่ม "ค่าคงที่สปริง"
ทีนี้มาคำนวณความฝืดของรถจริงกันข้อมูลจำเพาะของรถที่จะคำนวณแสดงอยู่ทางด้านขวาโดยพื้นฐานแล้ว ตามพื้นฐานของ Roadster (NC) ดอกยางด้านหน้าและด้านหลังจะเหมือนกัน และรูปแบบการระงับได้รับการเปลี่ยนแปลงเพื่อการคำนวณที่ง่ายขึ้น

<สูตรการคำนวณ>
・ ความแข็งแกร่งของการหมุนล้อหน้า = (9506 + 11378) x 1.49² ÷ 2 ≒ 23183N ・ m / rad
・ ความแข็งแกร่งของล้อหลัง = (13527 + 2689) × 1.49² ÷ 2 ≒ 18001N ・ m / rad

หน่วยคือ "Nm / rad" เนื่องจากเป็นการยากที่จะจินตนาการด้วย "rad" เมื่อแปลงเป็น "deg" จึงเป็น "1rad ≒ 57.3deg" ดังนั้นแรงที่ต้องการต่อมุมการหมุน 1 ° จึงคำนวณได้ดังนี้

・ ล้อหน้า: แรงที่ต้องการต่อมุมการหมุน 23183 ° = 57.3 ÷ 404.5 ≒ XNUMXN ・ m / deg
・ ล้อหลัง: แรงที่ต้องการต่อมุมม้วน 18001 ° = 57.3 ÷ 314.1 ≒ XNUMXN ・ m / deg

สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับตัวอย่างการยึดดอกยางนี้ แต่สำหรับตัวรถโดยรวมแล้ว การมี "ดอกยางที่ใช้งานได้กับสี่เหลี่ยมจัตุรัส" ที่กว้างนั้นได้เปรียบในแง่ของความแข็งแกร่งของล้อโดยรวมนั้นได้เปรียบกว่า ND พึงระลึกไว้เสมอว่า


■ การคำนวณมุมม้วนระหว่างการหมุนเป็นวงกลมคงที่
ทีนี้มาคำนวณมุมม้วนจริงกันแรงที่พยายามจะหมุนตัวรถคือ "โมเมนต์การหมุน" และแรงที่พยายามระงับก็คือ "ความแข็งแกร่งในการม้วนตัว" ดังนั้นเมื่อมีเสถียรภาพ ก็จะอยู่ในความสัมพันธ์ที่สมดุลระหว่างกันดูสูตรยอดคงเหลือด้านล่าง

จากสูตรนี้สามารถอ่านได้ว่ามุมการหมุนเป็นจุดสมดุลระหว่าง "ส่วนประกอบความแข็งของม้วน" และ "ส่วนประกอบโมเมนต์การหมุน" และแต่ละคำเกี่ยวข้องกับ φ (มุมการหมุน)

เนื่องจากความแข็งแกร่งของม้วนคือ "โมเมนต์การม้วนที่เปลี่ยนมุมม้วนหนึ่งหน่วย" ส่วนประกอบความแข็งแกร่งของม้วนจึงเปลี่ยนไปตามมุมม้วน

ในทางกลับกัน โมเมนต์การหมุนเกิดจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแรงโน้มถ่วงที่กล่าวถึงในส่วนที่แล้ว เอฟเฟกต์แรงโน้มถ่วงที่เกี่ยวข้องกับ φ คือโมเมนต์การหมุนเมื่อจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงเลื่อนโดย φ จากเหนือจุดศูนย์กลางของการหมุนโดยตรง และแรงโน้มถ่วงจะพยายามกดจุดศูนย์ถ่วงลง
โมเมนต์ในกรณีนี้คือแรงโน้มถ่วงของ Ws ที่มีต่อพื้นผิวถนน ดังนั้นจึงคูณด้วยแขน (ส่วนเบี่ยงเบนด้านข้าง) ตั้งฉากกับมัน แต่ความยาวคือ ≒ hs ・ φ ที่มุมนาที ดังนั้น Ws ・ hs ・ที่ได้รับ ฟาย (ด้านขวาเป็นแผนภาพแนวคิด) หากสูตรนี้แปลงเป็นนิพจน์เพื่อหามุมม้วน จะเป็นดังนี้

ทีนี้ลองแทนค่าตัวเลขแล้วคำนวณกันตัวรถเป็นแบบเดิม และรูปแบบแขนช่วงล่างเป็นแบบเปิดออกด้านนอกที่เปิดจากด้านใน (ด้านไขว้) ไปด้านนอก (ด้านยาง) ด้วยแขนด้านบนและด้านล่างที่มีความยาวเท่ากัน

นอกจากนี้ เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น สมมติว่ามุมการหมุนไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการหมุนด้วยความเร็วคงที่แบบวงกลมคงที่ในกรณีของรถคันนี้ เมื่อคุณหมุน ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางการหมุนจะเคลื่อนที่ดังที่แสดงในรูปทางด้านขวา และจุดศูนย์ถ่วงจะเคลื่อนที่ไปด้วย

ศูนย์ม้วนเลื่อนไปทางขวาตามแนวทแยงมุม
ในทางกลับกัน ความสูงของจุดศูนย์ถ่วงจะลดลงตามทิศทางการหมุนของตัวรถ แต่จุดศูนย์กลางการหมุนจะลดลงไปอีก ดังนั้นระยะห่างระหว่างแกนแนวตั้งจะยาวขึ้นและโมเมนต์การหมุนจะเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถอ่านได้จาก การวาดภาพสมมติว่าระยะห่างระหว่างแกนตั้ง ณ เวลานี้คือ 0.308m และคำนวณความเร่งด้านข้างเป็น 0.5G


・ 0.5G × 9500N × 0.308m ÷ ((23183N ･ m / rad ＋ 18001N ･ m / rad)-9500N × 0.308m) × 57.3 ° ≒ 2.19 °

พบว่ารถคันนี้หมุนได้ประมาณ 0.5 ° ที่อัตราเร่งด้านข้าง 2.19Gอย่างไรก็ตาม มุมการหมุนที่ 0.5G ที่กำหนดไว้ในที่นี้เรียกว่า "อัตราการหมุน" ของรถ และใช้เพื่อเปรียบเทียบแนวโน้มการหมุนตัวของรถหลายคันอย่างง่ายดาย


■ จะเกิดอะไรขึ้นหากความแข็งแกร่งของม้วนเปลี่ยนหรือลดระดับม้วนลง?
ต่อไป หากคุณเปลี่ยน "ความแข็งแกร่งของม้วน" "มุมม้วน" จะเปลี่ยนไปอย่างไร
สมมติว่าเงื่อนไขก่อนหน้านี้เป็น 100% ฉันจำลองการเปลี่ยนแปลงความแข็งแกร่งของการหมุนจาก -50% เป็น 200% และคำนวณความสัมพันธ์กับมุมการหมุนลองนึกถึง "มุมม้วนในการคำนวณอย่างง่าย" ในรายการเป็นตัวเลขคร่าวๆ ที่คำนวณโดยสมมติว่ามุมการหมุนเป็นสัดส่วนผกผันกับความแข็งแกร่งของม้วน โดยไม่สนใจผลกระทบของ hsดูเหมือนว่าการคำนวณอย่างง่ายนี้มักจะใช้ในคู่มือทั่วไป การคำนวณคือ φ = g (Ws ・ hs) ÷ (Kφf + Kφr) hs เป็นค่าคงที่ก่อนหมุน

อัตราการเปลี่ยนแปลงความแข็งแกร่งของม้วน		50%	75%	100%	125%	150%	175%	200%
ระยะห่างระหว่างแกนตั้ง	m	0.324	0.312	0.308	0.307	0.307	0.306	0.306
มุมม้วน	องศา	5.035	3.041	2.191	1.721	1.420	1.204	1.048
การคำนวณอย่างง่าย มุมม้วน	องศา	3.965	2.643	1.983	1.586	1.322	1.133	0.991
เงื่อนไข: การเร่งความเร็วด้านข้าง 0.5G

ในกราฟทางด้านขวา คุณสามารถเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงมุมการหมุนในพื้นที่ความแข็งแกร่งขึ้นและพื้นที่ความแข็งแกร่งด้านล่างโดยพิจารณาจากความแข็งแกร่งของม้วน 100%พบว่ามุมการหมุนจริงเข้าใกล้ส่วนโค้งของมุมม้วนในการคำนวณอย่างง่ายเมื่อความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน ช่วงความแข็งแกร่งที่ลดลงจะเคลื่อนออกไปแม้ว่าจะมีความแตกต่างกันเล็กน้อย แต่ก็สามารถอ่านได้ว่ามุมการหมุนไม่ได้เพิ่มขึ้นหรือลดลงในสัดส่วนผกผันกับความแข็งแกร่งของม้วน
ต่อไป จะเกิดอะไรขึ้นหากดำเนินการลดระดับลงโดยไม่เปลี่ยนความแข็งแกร่งของม้วนสปริงแบบโลว์ดาวน์ทั่วไปจะรักษาสมดุลโดยการเพิ่มค่าคงที่สปริงตามปริมาณการลง แต่เพื่อยืนยันผลกระทบของการดาวน์ดาวน์เท่านั้น แต่ละเงื่อนไขจะเหมือนเดิม และปริมาณของลงจาก 0 ถึง -40 มม. ฉันทำทีละขั้นตอน

จำนวนดาวน์	mm	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40
แนวตั้ง ระยะห่างระหว่างแกน	m	0.308	0.312	0.315	0.318	0.322	0.329	0.337	0.345	0.351
มุมม้วน	องศา	2.191	2.222	2.245	2.268	2.299	2.353	2.415	2.479	2.531
เงื่อนไข: การเร่งความเร็วด้านข้าง 0.5G

ช่วงล่างลดตำแหน่งการติดตั้งของแขนช่วงล่าง ซึ่งจะเปลี่ยนมุมแขนด้วยระบบกันกระเทือนนี้ ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางการเคลื่อนตัวจะเลื่อนลงในแนวทแยงมุมมากขึ้นเมื่อม้วนเคลื่อนไปตามที่แสดงในรูปทางด้านขวา เมื่อเทียบกับรถที่มีความสูงมาตรฐานกล่าวอีกนัยหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างแกนตั้งจะมีขนาดใหญ่
ดังนั้น หลังจากกำหนดระยะห่างระหว่างแกนตั้งแต่ละแกนตามผลการทดลอง ฯลฯ ผมก็คำนวณมุมม้วนตามสูตรด้านบน

รูปด้านขวาคือกราฟความสัมพันธ์เมื่อปริมาณดาวน์เพิ่มขึ้น ระยะห่างระหว่างแกนแนวตั้งจะเพิ่มขึ้น โมเมนต์การหมุนจะเพิ่มขึ้น และมุมการหมุนก็เพิ่มขึ้นด้วยโปรดทราบว่าแม้ว่าคุณจะลดจุดศูนย์ถ่วงลง มุมการหมุนก็มักจะเพิ่มขึ้นตามประเภทและรูปแบบของระบบกันสะเทือน


■ การตรวจสอบผลของการปรับจูนที่สมจริง
ขั้นต่อไป การปรับลดต่ำลง (ความสูงของรถ -20 มม.) และการเพิ่มค่าคงที่ของสปริงกับรถคันนี้พร้อมๆ กับการจูนปกติ และเอฟเฟกต์จะถูกคำนวณรายการที่จะติดตั้งคือสปริงแบบเตี้ยที่มีค่าคงที่สปริงเพิ่มขึ้นและตัวกันโคลง (ด้านหน้าและด้านหลัง)การคำนวณพื้นฐานจะแสดงเฉพาะค่าการตั้งค่าแต่ละค่าในสูตรข้างต้น ดังนั้นเราจะเปรียบเทียบเฉพาะผลลัพธ์เท่านั้น

<รายละเอียดการปรับแต่ง / สปริงเพิ่มขึ้นคงที่> * ตำแหน่งล้อทั้งสอง

สิ่งของ	สปริงต่ำ (ความสูงของรถ -20mm)	โคลง	จำนวนเงินรวม
ล้อหน้า	13308N / m (140%)	19344N / m (170%)	32652N / m (156%)
ล้อหลัง	16232N / m (120%)	14115N / m (200%)	30347N / m (187%)
จำนวนเงินรวม	29540N / m (128%)	33459N / m (237%)	62999N / m (169.8)

* % ในวงเล็บของค่าคงที่สปริงคืออัตราส่วนก่อนการปรับจูน

<เปรียบเทียบความแข็งแกร่งของม้วนและมุมม้วนก่อนและหลังการปรับ>

-	หลังจากปรับจูน	ก่อนปรับจูน	อัตราการเปลี่ยนแปลง
ความแข็งแกร่งของล้อหน้า	36246 N ･ m / rad	23183 N ･ m / rad	156.3%
ความแข็งแกร่งของล้อหลัง	33687 N ･ m / rad	18001 N ･ m / rad	187.1%
ความฝืดโดยรวม	69933 N ･ m / rad	41184 N ･ m / rad	169.8%
ระยะห่างระหว่างแกนตั้ง	0.311m	0.308m	100.9%
ช่วงเวลาม้วน	1477N ・ m	1463N ・ m	100.9%
มุมม้วน	1.264deg	2.191deg	57.7%
สภาพ: ความเร่งด้านข้าง: 0.5G

* % ในวงเล็บของค่าคงที่สปริงคืออัตราส่วนก่อนการปรับจูน

จากผลการคำนวณ พบว่ามุมม้วนลดลงเป็น 156.3% ในขณะที่ค่าคงที่สปริงเพิ่มขึ้น 187.1% เป็น 169.8% (ความแข็งแกร่งม้วนเพิ่มขึ้นทั้งหมด 57.7%)ด้วยวิธีนี้ การปรับจูนการม้วนตัวจึงได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการออกแบบพื้นฐานของรถพื้นฐาน เช่น เลย์เอาต์ของแขนช่วงล่างที่กำหนดวิถีการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางการหมุน และไม่สามารถเปลี่ยนได้ง่ายในภายหลังโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเพิ่มค่าคงที่สปริงของสปริงไม่ได้ลดมุมการหมุนได้มากเท่ากับอัตราการเพิ่ม และมีความกังวลว่าจะส่งผลเสียต่อคุณภาพการขับขี่ที่เสื่อมลงและความสามารถในการติดตามพื้นผิวถนนเพื่อให้สนุกกับการปรับแต่ง คุณสามารถเข้าใจว่าการเลือกรถพื้นฐานเป็นวัสดุมีความสำคัญเพียงใดผ่านการจำลองด้านบน


■ การตรวจสอบเอฟเฟกต์การปรับแต่งโดยเปลี่ยน G
สุดท้าย ให้วาดกราฟมุมม้วนในขณะนั้นเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากความเร่งด้านข้างภายใต้เงื่อนไขข้างต้นแต่ละข้อเปลี่ยนแปลงไปในกรณีของการจำลอง "ความแข็งแกร่งของม้วนขึ้น" เท่านั้นในส่วนก่อนหน้า และมีการอธิบายกรณีของ "ต่ำลงเท่านั้น" ด้วย การเปลี่ยนแปลงของแต่ละม้วนนั้นชัดเจนทั้งหมดดูเหมือนกราฟที่เกือบจะเป็นสัดส่วนกับการเร่งความเร็วด้านข้าง แต่ในความเป็นจริง เนื่องจากผลกระทบของการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางการหมุนที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า การเพิ่มขึ้นประมาณหลายเปอร์เซ็นต์ที่มุมการหมุนสูงสุด

สำหรับข้อมูลอ้างอิง โรดสเตอร์จริง (NC) อยู่ที่ 0.5 องศาที่ 2.20G ดังนั้นจึงมีแนวโน้มเกือบจะเหมือนกับรถมาตรฐานที่ใช้จัดการที่นี่นอกจากนี้ ในกรณีของรถที่ตั้งไว้ที่นี่ ผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นของชั่วโมงอันเนื่องมาจากรถลดต่ำลงจะรุนแรงขึ้นเนื่องจากการจัดวางระบบกันสะเทือน
เพื่อให้คุณคุ้นเคยได้ง่ายขึ้น เราจึงสร้างกราฟมุมการหมุนด้วย ซึ่งก็คือการแปลง G บนแกนนอนเป็นความเร็ว (เมื่อหมุนเป็นวงกลมคงที่โดยมีรัศมี 2 ม.)ความเร่งด้านข้างเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็ว คุณจึงสามารถจินตนาการมันได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้น

การคำนวณมุมการหมุนมีความหยาบเล็กน้อย แต่ค่าประมาณ 0.5 ° ที่ XNUMXG นั้นอยู่ในช่วงระดับปกติที่คุณสัมผัสได้ในรถจริง

บางทีคุณอาจคิดว่าคุณกำลังม้วนตัวให้ใหญ่ขึ้นมาก แต่มันมีลักษณะทางกายภาพ ซึ่งรวมถึงผลของการเพิ่มความแข็งแกร่งในการม้วนมันไปโดยไม่บอกว่าหัวข้อของการสัมมนานี้โดยรวมคือมันรู้สึกเหมือนเอียงเล็กน้อยในแง่ตัวเลขหรือไม่ ... มันเป็นเรื่องของความรู้สึกแบบไดนามิกของมนุษย์ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญ ไม่มีสิ่งนั้น
ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว การบรรยายครั้งนี้ก็ยากสำหรับมนุษย์ศาสตร์ที่จะเข้าใจเช่นกัน แต่ว่ากันว่าสูตรทางคณิตศาสตร์คือ "รูปแบบภาษาที่น่าเชื่อถือที่สุดที่สื่อถึงความคิดของสิ่งต่างๆ"ฉันหวังว่าคุณคงเข้าใจทฤษฎีที่ว่า "ทำไมมันถึงเกิดขึ้น" และเป็นประโยชน์สำหรับ "การปรับจูนอัจฉริยะ" ที่เหนือระดับของคนรักรถเท่านั้น

ในการบรรยายครั้งต่อไป ฉันจะเจาะลึกถึงความแข็งแกร่งของการหมุน
ความแข็งแกร่งของวงล้อสามารถกำหนดใหม่เป็นปริมาณของแรงที่กดยางกับพื้นผิวถนนเมื่อติดตั้งสปริงกันสะเทือนที่มีค่าคงที่สปริงต่างกันกับล้อหน้าและล้อหลัง สปริงที่มีค่าคงที่สปริงสูงกว่าจะรับน้ำหนักได้มาก โดยไม่สนใจเงื่อนไขโดยละเอียดกล่าวอีกนัยหนึ่ง ความแข็งแกร่งของม้วนส่งผลต่อคุณลักษณะกำลังเข้าโค้ง (CP) ของยาง และสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับลักษณะการบังคับเลี้ยวคราวนี้ บางท่านอาจสงสัย แต่เราวางแผนที่จะอธิบายประโยชน์ของการลดจุดศูนย์ถ่วงลงโปรดตั้งหน้าตั้งตารอ