Эта машина стоимостью 3 миллиона долларов тестирует автомобильные шасси, пока они стоят на месте

Вы когда-нибудь видели поворот автомобиля с ускорением 1.00 g, когда он не движется?

Эрик Тингуолл Опубликовано: 22 мая 2017 г.

Из номера за июнь 2017 г.

В 2017 году не существует такой вещи, как дизайн автомобиля с чистого листа. За свое относительно короткое существование автомобиль лучше иллюстрирует дарвиновскую теорию естественного отбора, чем утконос, который существовал — в основном необъяснимо — где-то между 19 и 48 миллионами лет. . В отличие от утконосых, бобровохвостых и яйцекладущих млекопитающих, каждое современное транспортное средство представляет собой адаптацию разумных замыслов, большинство из которых укрепляют породу и логически передаются из поколения в поколение — в данном случае через университетские лекционные залы, технические документы и файлы САПР.

Тюнинг подвески не исключение. Инженеры по шасси начинают с проверенных концепций и стремятся улучшить эти идеи. Проще говоря, они ориентируются. Они измеряют и анализируют уходящую модель и конкурентов, и когда амбиции становятся большими, автопроизводители иногда заканчивают тем, что покупают немецкие спортивные автомобили с задним расположением двигателя за 90,000 XNUMX долларов, чтобы ускорить разработку Ford Mustang.

Однако недостаточно признать динамическое превосходство. Инженеры по шасси ищут атрибуты, которые осязаемы в реальном мире, такие как обратная связь шасси, лучшее качество езды и предсказуемое, управляемое поведение на пределе. Но они работают в глубоко тормозном мире жесткости пружин, компаундов шин и геометрии подвески, где все взаимодействует, и ничего нельзя добиться без компромиссов. Для перевода между ними — чтобы проследить поведение транспортных средств до имеющихся в их распоряжении ручек настройки — инженерам необходимо найти корреляции. Почему эта машина чувствует себя так естественно, когда едет по ухабам на такой скорости? Они часто определяют ответ, используя машину кинематики и соответствия (K&C), критерий науки, где сжатие подвески измеряется в тысячных долях дюйма, а крен кузова – в долях градуса.

Машина K&C моделирует события подвески в контролируемой среде, где можно точно измерить реакцию автомобиля. Стол с электроприводом, прикрепленный к стыковым швам автомобиля, может тянуть кузов вниз на упоры подвески или поднимать его до тех пор, пока колеса не провиснут, как будто он взлетел в воздух. Вы когда-нибудь видели, как автомобиль поворачивает с ускорением 1.00 g, когда он стоит на месте? Машина K&C делает именно это.

Буровая установка K&C берет на себя всю драму, связанную с управлением на пределе возможностей. Пока вы ждете, Facebook не будет. Этот компьютер даже не подключен к Интернету.

Это не шейкер; машина K&C движется в замедленном темпе. Его редкое шипение и электрический гул вряд ли вызовут удивление в библиотеке. Паутина натянутых проводов привязана к каждому колесу, как к марионетке, измеряя небольшие движения в каждой плоскости и оси.

Десятки тестов машины K&C делятся на две категории, классифицируемые как (сюрприз!) кинематика или соответствие требованиям. Кинематика, изучение движения в отсутствие сил, вызывающих эти движения, измеряет только влияние геометрии подвески. Тесты на соответствие определяют, как силы поворота, торможения и ускорения вызывают отклонение подвески. Эти измерения жесткости отражают деформацию втулок, элементов подвески, их креплений и других компонентов.

Этот инструмент для разработки шасси играет не только бенчмаркинговую роль. Джин Мартиндейл, проработавший 14 лет инженером по динамике, работая над спортивными автомобилями Ford, описывает одно из многих применений K&C для настройки подвески: «Возможно, машина ведет себя неправильно, и мы думаем, что что-то происходит с передней подвеской. Мы не совсем уверены, что это такое, когда мы ведем машину, поэтому мы сядем на машину K&C, погладим машину по ее ходу, загрузим ее в разных направлениях и посмотрим, сможем ли мы найти неожиданную кинематическую связь. или событие соответствия».

Чтобы лучше проиллюстрировать эту идею, мы провели собственную сравнительную сессию K&C с двумя автомобилями, которые были бы первыми в нашем списке жупелов для ежедневного вождения по любой цене: Volkswagen Golf и GTI. Оба хэтчбека сочетают в себе переднюю подвеску со стойками, заднюю многорычажную, цельнолитые подрамники и 18-дюймовые колеса. Они оба аккуратные, доступные транспортные средства с большими возможностями, едущие со спокойствием более дорогих автомобилей и предлагающие серьезное управление. Никогда не резкие или чрезмерно жесткие, они одновременно живые и живые.

Мы установили автомобили на AB Dynamics SPMM 4000 компании Morse Measurements в Солсбери, Северная Каролина — это либо это хитроумное изобретение стоимостью 3 миллиона долларов, либо Bugatti Chiron — и провели два дня, наблюдая, как VW сжимаются, отскакивают, катятся, приседают и ныряют с ледяной скоростью. вышка.

Выводы K&C

// Машина

Стол машины K&C с электрическим приводом поднимает, опускает и катит кузов автомобиля с помощью зажимов. [001] которые захватывают защипные швы. Рулевой робот [002] имитирует действия водителя, в то время как колесные колодки [003] может как измерять вертикальную нагрузку на каждую шину, так и вводить боковые и продольные силы. Крепления для колес [004] подключение через натяжные провода к энкодерам [005] которые измеряют каждое движение каждого колеса.

// Подруливание

Схождение — это угол наклона шины относительно центральной линии автомобиля. Обычно это статическое измерение, но схождение изменяется при нагрузке подвески. Значительное изменение схождения из-за неровностей или кренов кузова, как правило, нежелательно, так как это может привести к тому, что автомобиль будет колебаться и следовать продольным неровностям дорожного покрытия. Передняя подвеска GTI развивает немного большее схождение при сжатии и крене, чем у Golf. Вообще говоря, это вызывает большую недостаточную поворачиваемость, но изменения схождения такого масштаба играют лишь незначительную роль в определении поперечного сцепления по сравнению с такими факторами, как развал, состав шин и скорость крена.

// Боковая жесткость

Боковая жесткость подвески и относительный баланс этой жесткости спереди и сзади определяют, как автомобиль реагирует на рулевое управление и боковые силы. Податливость помогает сцеплению с неровными поверхностями, поэтому установка задней части более мягкой, чем передняя часть, предотвращает внезапную избыточную поворачиваемость из-за возмущения в середине поворота. Большая жесткость GTI, измеренная в пятне контакта шины, скорее всего, связана с использованием летних шин и более жестких втулок.

Боковая жесткость

Гольф
Фронт . 1005 фунтов/дюйм
Задний . 937 фунтов/дюйм

GTI
Фронт . 1266 фунтов/дюйм
Задний . 1098 фунтов/дюйм

// Восстановление развала

Угол развала — это угол колеса относительно вертикали, если смотреть спереди или сзади. Когда автомобиль поворачивает, внешние колеса наклоняются в сторону положительного развала (верхняя часть колеса направлена наружу), отрывая часть пятна контакта от дорожного покрытия и уменьшая боковое сцепление. Чтобы противостоять этому, инженеры по шасси проектируют подвеску, добавляя отрицательный развал при сжатии. Восстановление развала – это величина этой коррекции в процентах от крена кузова. При 100-процентном восстановлении развала два градуса крена кузова будут компенсированы двумя степенями отрицательного усиления развала, но на практике дорожные автомобили никогда не достигают такого уровня компенсации. Более низкое восстановление развала передних колес у GTI по сравнению с Golf менее желательно. Вероятно, это результат занижения подвески в сочетании с ограничениями контроля развала, присущими всем конструкциям подвески со стойками.

Восстановление развала

Гольф
Фронт . 18%
Задний . 19%

GTI
Фронт . 15%
Задний . 20%

Этот контент импортируется из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.