Installazione delle sospensioni da corsa – Guida all’installazione completa, prima parte

Dedicato alla comprensione dell’allestimento delle auto da corsa

Vedi tutte le 1 fotoBob BollesillustratorTodd RidgewayphotographerAug 1, 2011

In questo periodo dell’anno mi piace fare una guida al setup e questa idea, unita ad una serie di richieste e comunicazioni che ho avuto con i corridori di recente, ha dato vita a questa serie. Molto, se non tutto quanto segue, è stato già trattato in precedenza, ma, forse non nel modo che potrebbe essere pienamente compreso da tutti. Questo è il mio migliore sforzo fino ad oggi per aiutare tutti a capire le parti del setup e la combinazione di queste parti in una macchina vincente.

È molto facile per qualsiasi esperto di qualsiasi argomento presumere che coloro con cui si parla comprendano certi elementi di conoscenza contenuti in una materia tecnica. Quindi, tendiamo a saltare o a non spiegare del tutto l'”ovvio”, quando in realtà non è così ovvio per i principianti come non lo era per noi quando abbiamo iniziato.

Avete mai avuto un guru del computer che vi ha spiegato come lavorare con un particolare software? Se è così, capirete di cosa sto parlando. Parla troppo velocemente, muove le chiavi del computer troppo velocemente perché noi lo seguiamo, e finisce alla fine della spiegazione con noi che diciamo: “Puoi ripeterlo un’altra volta, questa volta più lentamente? Il problema della comunicazione stampata è che non posso ripassarlo fino alla prossima volta, che potrebbe essere un anno o più.

È proprio per questo che sto scrivendo questa serie. Farò del mio meglio per rallentare le cose, spiegando ogni dettaglio, in modo che alla fine si possa avere una migliore comprensione delle varie parti associate al setup e una buona idea del modo corretto di combinarle.

Geometria del frontale e rotolo del telaio

Il frontend è il punto di partenza e il centro del momento frontale è il fondamento di tutti gli allestimenti perché influenza le dinamiche in modo così significativo. Ecco come.

Quando un’auto, qualsiasi auto, varia dal rettilineo, si parla di svolta. Se ha una sospensione, rotola verso l’esterno della curva. La forza che provoca questo rollio e tira anche le cose, come noi, verso l’esterno delle curve si chiama forza centrifuga.

Le gomme resistono a questa forza per non scivolare via da dove stiamo cercando di andare. La forza alla toppa di contatto del pneumatico è chiamata forza centripeta, o una forza che resiste alla forza verso l’esterno. Ci occuperemo della forza centrifuga solo perché è ciò che agisce sul centro di gravità e provoca il rotolamento in macchina.

Ogni auto che sperimenta la forza centrifuga vuole rotolare, anche se non ha sospensioni. Un kart da corsa ha una sospensione solida, ma rotola in una certa misura a causa della velocità della molla del pneumatico. Le gomme esterne si comprimono e quelle interne si decompongono. E anche se le gomme fossero solide, vorrebbe comunque rotolare. Se la forza diventasse abbastanza grande e le gomme tenessero la pista senza scivolare, allora il kart si ribalterebbe. È questo desiderio di rotolare che costituirà l’essenza del nostro design del telaio.

In una macchina da corsa, siamo quasi sempre su una sospensione che ha un tasso di molleggio, anche se la macchina funziona con gomme a molla. Queste gomme rappresentano un tasso di molleggio molto alto, ma comunque un tasso. La quantità di rollio, misurata in gradi rispetto alla superficie che stiamo guidando o su cui stiamo correndo, dipende direttamente da: 1) l’entità della forza g laterale, 2) l’altezza del baricentro della porzione di auto che è molleggiata, 3) il tasso di molleggio della sospensione complessiva, e 4) la posizione dei centri del momento anteriore e posteriore.

Vi spiegherò ognuno di questi quattro elementi:

1. La forza g rappresenta la forza che agisce sul computer centrale e si misura in libbre. Si riferisce alla forza g e quel numero è correlato al peso delle parti dell’auto che si trovano fondamentalmente sopra le molle.

Ogni parte dell’auto che si muove verticalmente quando ci salti sopra ha un ruolo nel formare il peso molleggiato. Se calcoliamo la forza laterale in libbre e la dividiamo per il peso molleggiato, otteniamo le forze g. Quindi, se abbiamo 4.000 libbre di forza laterale e il peso molleggiato è di 2.000 libbre, allora la nostra forza g sarebbe di 2,0.

Articolo molto interessante
Atto di classe

2. Il centro di gravità delle parti molleggiate dell’auto è un punto in cui c’è uguale peso tutto intorno a quel punto. Se la parte molleggiata dell’auto fosse sospesa in quel punto, rimarrebbe immobile e non si muoverebbe in nessuna direzione. Siamo molto interessati all’altezza e alla larghezza di quel punto nella progettazione del nostro setup. Di questo parleremo più avanti.

3. Le nostre sospensioni anteriori e posteriori hanno un tasso di molleggio. In una sospensione a doppio braccio A, la molla installata ha un tasso misurato in libbre di resistenza per pollice di movimento. Se comprimiamo la molla di 2 pollici e a quell’altezza reggerà esattamente 400 libbre, allora il tasso è di 200 libbre/in. Questa velocità viene tradotta attraverso la sospensione alla ruota attraverso un rapporto di movimento a quello che chiamiamo velocità della ruota.

Per una sospensione dell’assale solido come quella che vediamo nelle auto di serie nella parte posteriore e in alcune Modified cars e Sprint Cars nella parte anteriore, la nostra parte molleggiata della vettura viaggerà sulle due molle. La larghezza di queste molle rappresenta la base della molla. Le ruote e l’asse sono separati e, a parte le sospensioni, qualsiasi tentativo di creare una corsa per una sospensione ad asse pieno non è valido per determinare i criteri per la progettazione del nostro setup.

4. Le posizioni del momento centrale anteriore e posteriore determinano la rigidità della sospensione di cui fanno parte. Ecco una spiegazione migliore.

Influenza del centro del momento

Quindi ora abbiamo un po’ di comprensione sul rotolamento dei telai nella nostra auto. Quando abbiamo parlato di come il centro di gravità è stato azionato dalla forza di gravità quando superiamo le curve, ora possiamo dirvi che c’è un punto di resistenza, oltre alle gomme delle nostre sospensioni, che resiste anche ai movimenti laterali. Questo punto è chiamato il centro di rollio o come ci piace chiamarlo, il centro del momento, o MC.

La linea tra il CG e l’MC è chiamata braccio del momento, un termine comune usato da molto tempo. È la lunghezza di questo braccio che aiuta a determinare la quantità di forza che la sospensione avrà esercitato su di esso, e poi quanto angolo di rollio avremo nel nostro telaio.

In passato mi sono riferito a questa linea come a una sorta di palanchino. Più lunga è la barra, più lavoro possiamo fare creando più coppia. Coppia è una buona parola perché rappresenta una forza di rotazione e il nostro braccio del momento sta cercando di far ruotare la nostra auto e farla rotolare.

A causa dell’effetto della disposizione geometrica relativa alla posizione del MC, le sue posizioni laterali e l’altezza determinano la lunghezza effettiva del braccio del momento in una sospensione a doppio braccio A. E, la sua posizione laterale è la più importante e ha il maggior effetto sulla lunghezza del braccio del momento e quindi sulla quantità di angolo di rollio. Quindi, quando si sente o si legge di misurare solo l’altezza del MC, non si ottiene l’aspetto più importante della posizione del MC.

Il caso speciale dell’assale solido

Se mi avete seguito fino alla geometria delle sospensioni a doppio braccio A, passiamo ora all’assale solido. La parte della nostra auto sostenuta dalla sospensione dell’assale solido è seduta sopra due molle. Queste molle possono essere montate in vari modi, tramite ammortizzatori coilover fissati a gabbie per uccelli o morsetti solidi all’asse posteriore, o magari sui bracci di traino stessi per creare un rapporto di movimento mentre il telaio si muove verticalmente.

Non importa quale sia il design di montaggio, il risultato finale è che la parte molleggiata della vettura sopra la sospensione ad asse dritto è montata su due molle. L’entità dell’angolo di rollio di questa sospensione è determinata da 1) l’entità della forza g, 2) l’altezza del CG, 3) i tassi combinati delle molle, 4) l’altezza del centro del momento posteriore, 5) la larghezza della base della molla, 6) la differenza nei tassi delle molle, se diversa.

Vi spiegherò tutto:

1. Come nella sospensione AA.

2. Come nella sospensione AA.

3. Utilizziamo la velocità della molla installata corretta per l’angolo della molla e nel caso di una molla montata su un braccio di traino, tenendo conto del rapporto di movimento.

Articolo molto interessante
Prestazioni di movimentazione - Gestione delle classi di magazzino

4. L’altezza del MC posteriore è di solito l’altezza media delle estremità del Panhard/J-bar, in alcuni casi l’altezza del MC a quattro maglie metriche, o l’altezza del MC a maglie di Watt. La larghezza del MC non ha alcun effetto sull’angolo di rollio, ma ha un certo effetto sul sollevamento del peso, così come l’angolo della barra, ma qui non entreremo in questo argomento.

5. La base della molla è la larghezza dei punti di montaggio superiori delle molle. In una macchina a foglia-molla, è la larghezza misurata al centro delle due foglie.

6. La scissione a molla ha un effetto significativo. Se installiamo molle di velocità diverse in una sospensione ad asse pieno, il nostro angolo di rollio sarà influenzato in modo significativo. Se la molla esterna è più morbida, l’angolo di rollio aumenterà. Se la molla interna fosse più morbida, l’angolo di rollio diminuirà rispetto a quello di un sistema a parità di velocità della molla.

Confronto angolo di rotolamento

Una volta che abbiamo compreso le influenze dei diversi sistemi di sospensione e come ogni parte ha un ruolo nella creazione e nella determinazione della quantità di rollio del telaio, possiamo ora procedere ad esaminare l’intera vettura e come tutto ciò influisce sul nostro assetto.

Ogni asse, o per meglio spiegarlo, ogni coppia di pneumatici, anteriore e posteriore, sono i punti che in definitiva resistono alla forza centrifuga che cerca di portare l’auto all’esterno delle curve. Come tali, per una corretta analisi, le sospensioni ad ogni estremità e i pesi molleggiati ad ogni estremità, dovrebbero essere combinati in due sistemi o veicoli separati a se stessi.

Immaginate che la macchina da corsa sia stata tagliata a metà, lateralmente lungo il centro in una linea che attraversa il baricentro perpendicolare alla linea di mezzeria. E immaginate di poter creare una rotazione dove le estremità dell’auto ruoterebbero in modo che l’anteriore e il posteriore possano rotolare liberi dall’influenza dell’altra estremità.

La verità è che quando installiamo le molle e i bracci di controllo e le barre a J, stiamo creando un sistema che alla fine vorrà rotolare ad una certa angolazione. Ciò che creiamo, o che abbiamo per una sospensione anteriore e per una velocità delle molle, si tradurrà in un angolo di rollio proprio durante le curve sul nostro tracciato locale.

Quello che abbiamo per una sospensione posteriore e le corrispondenti percentuali di molle determineranno il nostro angolo di rollio posteriore in questa macchina immaginaria a pezzi. Se potessimo visualizzare quest’auto che fa il giro della pista, potremmo vedere dove l’auto appare normale attraverso le curve senza alcuna distorsione apparente e questo possiamo ora chiamare un assetto equilibrato. Entrambe le estremità delle sospensioni rotolano con lo stesso angolo, le due metà sono in linea proprio come quando l’auto è parcheggiata e tutto funziona bene.

In un altro scenario, cosa succede se quando visualizziamo questa macchina, le estremità non sono in linea, ma ruotano con angolazioni diverse? Che cosa significa? Significa che l’assetto complessivo dell’auto da corsa non è equilibrato e il risultato è ovvio, perché le due estremità non sono allineate e l’aspetto complessivo è molto diverso rispetto a prima che l’auto fosse tagliata a metà.

È questa uguaglianza o differenza negli angoli di rollio anteriore e posteriore che costituisce la moderna analisi dell’assetto del telaio. Ora progettiamo i nostri allestimenti in base al tentativo di raggiungere un equilibrio negli angoli di rollio, e nel farlo, un equilibrio dinamico nell’assetto dell’auto.

Perché l’equilibrio è importante?

Quando le due estremità dell’auto sono in sincronia, il che significa che il nostro trasferimento del carico è prevedibile, tutti e quattro i pneumatici lavorano al massimo, il che significa che hanno il maggior carico possibile su ogni pneumatico. I due pneumatici ad ogni estremità sono più equamente caricati e quindi producono più aderenza, con conseguente maggiore velocità nelle curve.

Quando le due estremità non sono in sincronia e non rotolano con lo stesso angolo, esiste uno sbilanciamento che causerà un trasferimento di carico inferiore all’ottimale. I set di pneumatici diventano più caricati in modo diseguale, con conseguente minore trazione complessiva e minore resistenza alla forza laterale. L’auto deve andare più lentamente nelle curve rispetto a se fosse bilanciata perché le gomme hanno meno aderenza.

Articolo molto interessante
Telaio modificato dalla sporcizia - Comporre l'impostazione modificata

Non è così complicato

Ok, potreste dover rileggere un paio di volte le parti precedenti di questa discussione, ma per capire come funziona la nostra auto da corsa e quali sono i nostri obiettivi nell’impostarla è necessario capire come funziona la nostra auto da corsa.

Per aiutare a sapere cosa influenza l’angolo di rollio del telaio nelle nostre auto, ho creato la seguente lista in ordine di importanza, la più significativa in cima. La comprensione di questo principio influenzerà le vostre decisioni quando farete delle modifiche alla vostra auto.

1. 2. Momento posizione del centro, anteriore e posteriore. Muovere la MC anteriore a sinistra o a destra avrà un effetto significativo sulla rigidità di quella sospensione e spostare la MC posteriore verso l’alto o verso il basso avrà lo stesso effetto.

2. 2. Molla divisa su un sistema di assi dritti. Più che le variazioni di rigidità della molla, una differenza di velocità da sinistra a destra ha un effetto significativo sulla quantità di angolo di rollio, specialmente sulle piste più alte.

3. 3. Rigidità della molla e della barra di oscillazione.

4. 4. Altezza del centro di gravità. L’altezza del baricentro aiuta a determinare la quantità di angolo di rollio, più alto è il baricentro più l’angolo di rollio.

5. 5. Forza g laterale. Più si ha aderenza e più velocemente si passa attraverso le curve, più si sviluppa la forza laterale, o forza g. E, quindi, maggiore è l’angolo di rollio che vediamo.

6. L’angolo di inclinazione del binario ha un effetto sulla quantità di angolo di rollio. Più alto è il banking, maggiore è la forza g, ma minore è l’angolo di rollio.

Altre influenze geometriche

Ci sono altri fattori geometrici che influenzano la nostra auto da corsa. Una volta elaborato il nostro assetto equilibrato, dobbiamo preoccuparci di eventuali influenze che potrebbero avere un effetto negativo sull’equilibrio che abbiamo creato con i tassi di molla e le posizioni MC. Nella prossima puntata impareremo a conoscere il cambio di campanatura, la punta, Ackermann, l’allineamento e il battistrada.

Se avete un’auto da corsa con una sospensione anteriore a braccio AA e non sapete dove si trova il centro del momento, sia statico che dinamico, allora quando montate l’auto, è come non conoscere i vostri tassi di molleggio e buttare una qualsiasi vecchia molla in ogni curva.

Sembra drammatico, ma è verissimo. La differenza nella posizione del centro del momento anteriore da 10 pollici a sinistra della linea centrale a 10 pollici a destra della linea centrale è pari a una differenza di velocità della molla di 300 libbre per lato in un’auto coilover e di 700 libbre per lato in una grande auto a molla, o in un’auto a clip.

Quindi, non conoscere la posizione del MC significa non conoscere davvero il “tasso di primavera” del vostro front-end. Come possiamo aspettarci di configurare correttamente le nostre auto se non conosciamo l’esatta velocità della molla e altri fattori come la posizione del MC?

Anche con i produttori che hanno determinato la posizione MC per le loro auto, ogni pista è diversa per velocità e angolo di inclinazione, le squadre possono correre altezze di marcia e allestimenti diversi, i mandrini vengono sostituiti con nuovi mandrini che potrebbero non avere le stesse dimensioni per le altezze dei giunti sferici, il che significa posizioni MC diverse, e tutti questi hanno un effetto sul design MC.

L’unico vero modo per sapere dove si trova il vostro MC è quello di misurarlo voi stessi. Pensateci come la fasatura del motore o la sferzata della valvola o il barcollamento. L’unico modo per conoscere la vostra fasatura è misurarla, proprio come il vostro barcollamento. Ci vuole un po’ di tempo per misurare il MC, ma è essenziale avere queste informazioni.

Gratis Preventivo gratuito da un Rivenditore locale

e-mail newsletter

Notizie sulle auto, recensioni e altro ancora!

SEGNARE UP

Lascia un commento