Jump to content

Takamoottoriauton alustageometriasta...


Guest tommi nylund

Recommended Posts

Eli kyseessähän on takamoottorinen, takavetoinen, kevytkeulainen ajoneuvo jonka keula aiotaan jousittaa kierrejousilla ja ohjaukseksi hampastanko.

 

Niin kun ajatellaan nopeahkoa mutka-ajelua niin miten seuraavat asiat tulisi mitoittaa:

 

- camber

- caster + jättökulma?

 

Miten ajokäytökseen vaikuttaa jos pyörännavan keskipiste on alapallo-tolpan yläpää -linjan taka- tai etupuolella? Kuinka paljon on optimi ja kummalla puolella? (=jättökulma)

 

Lisäksi kysymys coilover-jousi/iskaripaketin jousen jäykkyyden muuttumisesta tolppa suorana vs tolppa kallistettuna vaikka 20astetta? Saako tämän selville jollakin kaavalla kun tiedetään paljonko on hyvä jousen jäykkyys kun coilover on pystysuorassa?

Link to comment
Miten ajokäytökseen vaikuttaa jos pyörännavan keskipiste on alapallo-tolpan yläpää -linjan taka- tai etupuolella? Kuinka paljon on optimi ja kummalla puolella? (=jättökulma)

 

Jos nyt tarkoita casteria, niin lujaamenoon lisätään positiivista sorttia. Eli sivusta katsottuna tolpan yläpää on taaempana kuin alapää. Vaikutus on vakauttava ja keskittävä, tärkeää suurissa nopeuksissa suorilla. Ohjaus tulee sitä raskaammaksi mitä enemmän lisää positiivista casteria.

 

Camberin voi optimoida esim. niin että tunkkaa auton toisen puolen (oikea tai vasen auton pituussuunnassa katsottuna) ulos- ja sisäänjoustojen "maksimiin". Sitten ylösnostetun puolen camber säädetään niin että renkaat ovat kohtisuorassa maahan. Tässä siis apinoidaan lujaamenoa kurvissa. Camberissa taas mennään tällöin negatiiviselle puolelle eli saman akselin tolppien yläpäät ovat lähempänä toisiaan kuin alapallot.

 

Aika vähän on numerotietoa hyvästä linjasta saatavilla. Possupiireistä soveltamalla enempi tarjolla.

 

Nyrkkisääntö on lujaamentäessä:

camber - negatiivista kurvipitoon

caster - positiivista suorille

 

Sori kundit jos tuli liian itsestäänselviä asioita...

J.

Link to comment

tablcos.gif

 

Eli 20 asteen kulmassa iskari ja jousi toimii 93.97% "teholla".

 

Oletan että oot pallonivelkeulaista kuplaa muuttamassa kierrejousitetuksi ja hammastanko-ohjatuksi. Olenko väärässä?

Link to comment

kuva ei ole kuin mielessä...

 

niin alapallo-tolpan yläpää linjalle kun piirretään viiva ja pyörännapa sitten sijoittuu olka-akselin rakenteesta riippuen joko tämän linjan etu- tai takapuolelle auton pituussuunnassa, niin kummalla puolella se pitää olla ja kuinka paljon?

Link to comment

Luulen että haet tätä: "Side view kingpin offset".

Eli termit: "Vorlauf geometry" ja "Nachlauf geometry".

 

It allows you to change caster trail (distance from the steering axis intersection with the ground to the tire contact patch center) independent of caster angle. Not commonly used, but it lets you adjust some of the self centering/straight ahead stability/effort charactersitics without changing the caster angle effects. It can let you run a high caster angle but keep the efforts reasonable by keeping the caster trail down-- important on a car with slicks and no power steering.

http://forums.corner-carvers.com/showthread.php?t=19784

 

Edit:edit pois

Link to comment

Jos Axle-pin rake tarkoittaa samaa niin sitä juuri haetaan! Ja perssoni-keulassa ylätukivarren pallonivelen virkaa hoitaa tolpan yläpään laakeri.

 

En kylläkään ymmärtänyt tekstiäsi mittaustavasta. Tuolla tavallahan saadaan selville vain caster-kulma kun pyörännavan sijaintia ei oteta mitenkään huomioon? Vai enkö nyt ymmärtänyt jotakin?

 

Ja chopper-mopoja tehdessä puhutaan juuri tästä samasta asiasta.

 

Eli nyt on jo tiedossa, että miksi pyörän akseli pitää olla kyseisen linjan etupuolella. Mutta kuinka paljon on hyvä suhteessa johonkin hyväksi havaittuun caster-kulmaan mutka-ajossa?

Link to comment

Joo, toi mittaustapa oli ihan päin metsää, oli paras poistaa se ettei itsekin mene sekaisin :)

 

Luulin että oot pallonivelkeulaa muuttamassa kierrejousille, eli vääntösauvat pois ja coiloverit iskareiden tilalle... Ei edes välähtäny vaikka tuli tekstiä 1200 mcpherson jutusta.

 

Miksei mcpherson keulassa voisi siirtää pyörännapaa taaksepäin? Eli korvata osan casterista. Saa enemmän suoravakautta, mutta ohjaus tulee raskaammaksi kaarteissa. Sit kun casterin jättää pienemmäksi niin ohjaus kevenee...

 

Vähän vilkasin ton pherson keulan optimointia ja se vaikuttaa aika ärsyttävältä puuhalta, ainakin ilman jotain tietokoneohjelmaa. Paljon kokeilua ja mokailua, eli vie paljon aikaa jos käsin paperilla tekee.

 

Mun mielipide tähän asiaan on se että pistää Side view kingpin offsetin nollaan ja ajelee vaan.

 

PS. Axle-pin rake nimityksen ainakin minä ymmärrän casterina.

Link to comment

Tutkin eilen 914 ja 944 olka-akseleita ja molemmissa on akselitappi offsetissa, mutta menin jo unohtamaan kummalla puolella se oli. :(

 

Pitää katsoa 944-akseli uudelleen koska se on lähempänä toteuttamista ja tutkia että pitääkö olat vielä kääntää ristiin vai ei jotta saa ohjausvarret osoittamaan taaksepäin ja onko ylipäätänsä mahdollista kääntää niitä ristiin. (kun hämärä muistikuva sanoo jotta nepanepassa on hammastanko pyörälinjan etupuolella)

Link to comment
Vähän vilkasin ton pherson keulan optimointia ja se vaikuttaa aika ärsyttävältä puuhalta, ainakin ilman jotain tietokoneohjelmaa. Paljon kokeilua ja mokailua, eli vie paljon aikaa jos käsin paperilla tekee.

 

 

Jep. Eikös McPhersoni olekkin kehitetty alunperin tilaa säästäväksi ratkaisuksi, eikä niinkään ajo-ominaisuuksien takia. Saatu jätettyä ylempi kolmiotukivarsi pois...

 

Luultavasti tuohon samaan soppaan pitää myös huomioida vanteiden leveys + ET ja päätellä jotain kautta kuinka raskas ohjaus saa olla ja sitten lähteä optimoimaan mitoitusta sitä silmällä pitäen. Luultavasti vaatisi kokeiluja ja mittaustuloksia niistä, joten ei oikein onnaa kotitallivarusteilla.

Link to comment

Etupään suunnittelusta:

http://www.formulastudent.de/advice/pat ... w-teams/1/

(jatkuu sivulla 3)

 

Löysin kuvan netistä ja lisäsin siihen ton caster trailin ettei jää epäselväksi, kun se tuntuu kiinnostavan tota nylundin tommia :)

Toi mittanuoli kuuluis olla maapinnan tasolla.

 

EDIT: luin koko tän jutun läpi ja tajusin että ummikolle nää termit ei merkkaa mitään, ja koko aihe tainnu mennä vähän sivuraiteilleen kun oon alkanu selittämään jotain ihme juttuja.

 

Eli: kun pyörännapaa siirtää eteen tai taakse (=mikälie jättökulma?) niin sillä muutetaan caster trailia. Caster trail on sama juttu kuin ostoskärryjen kääntyvissä pyörissä, eli kun ostoskärry saa vauhtia niin pyörät seuraa menosuuntaa.

 

Casteri suoristaa rengasta nostamalla sen reunalle (muuttaa camberia kun pyörää kääntää). Pyörä haluis painovoiman takia "vierähtää" takas suoraksi, niinkuin pingispallo johon on liimattu lyijypaino sisälle.

Kun casteria lisää niin tulee myös lisää caster trailia (niinkuin tosta kuvasta näkee).

post-20-13888358090374_thumb.gif

Link to comment

Otetaas toinenkin kissa pöydälle.

 

Eli ohjausvarsien suunta olka-akselista/tolpasta auton pituussuunnassa? Ketsa muistutti uudelleen siitä, että Kuplan kaltainen kevytkeulainen auto vaatii ohjausvarret taaksepäin tolpasta jottei auto aliohjaa törkeästi. (944:ssä ja välikorieskortissa esim on taas ohjausvarret eteenpäin syystä, että auto luonnostaan on yliohjaava ja tällä tavoin pyritään yliohjautuvuutta hillitsemään)

 

Elikkä onko nimimerkki kdf:llä tai jollakin muulla tarkkaa tietoa siitä mitä ohjausgeometriassa tapahtuu pyöriä käännettäessä, että auto huomaa kummalla puolella pyörälinjan keskikohtaa hammastanko sijaitsee? Mikä tekee väitteestä ehdottoman, että kuplassa pitää olla ohjausvarret taaksepäin koska muuten se kevytkeulaisena puskee?? (mietittiin tänään aiheen äärellä omia teorioita, mutta olisi hyvä saada vahvistus ajatuksiin)

Link to comment
Guest ritariässä

niin mikä tekee ali tai yliohjautuvan, siihen vaikuttaa paljolti miten etupään ja takapään jousitukset ovat toisiinsa nähden tasapainossa ja varsinkin takapään aurauksilla voidaan vaikuttaa paljonkin miten herkästi se perse tulee siel perässä. pitää kuitenkin muistaa et tässä puhutaan kevytkeulaisesta volkkarista, joten jousijäykkyyksillä ei kannata hullutella jos haluu eturenkaiden seuraavan hiukankin epätasaista pintaa. vakaajilla kallistelut kuntoon eikä ylijäykkiä iskareita jotta jouset saa tehdä niille suunnitellun tehtävän.

 

nyt vähän näyttää et tässä ollaan ylinäppäryyteen aivan turhaan takertumassa, kikkaillaan kaikenmaailman asteilla. saahan ne hyvätkin asteet pilattua väärillä jousi/iskarisäädöillä ja kuten varmasti tommi tietää pyöränkulmillakin tehdään ihmeitä.

 

tietty jos tää olis pitkillä etupoikittaistukivarsilla, sais esim möhkökuplan tukivarret yhdistettynä möhkön hammastankoon yhdistettynä ainakin bump steeringin osalta hyvän systeemin. jousitolppaa vaan reippaammin taaksepäin joka tois nopeaan ajoon vakautta. kattokaapa vaikka bemujen jousitolppien asentoja jne...

 

onhan se tietty hienoo laittaa auton specseihin, et siinä on niin ja niin monen kaavan kauttaa lasketut camperit ja casterit jne...

 

ei muuta kuin kesää oottamaan ja läjä iskareita(säätöjä)/jousia eri pyöräkulmin kokeileen asfaltille ja sivuttaiskiihtyvyyksii mittaamaan vaik esim ympyrää ajellen. sielt se totuus löytyy:) ja unohtamatta sitä takapäätä.

Link to comment

Ei tässä mistään ylinäppäryydestä ole kyse!!

 

Kun kaikki on muutettavissa niin miksei vähän mietitä asioita ennenkun sutasee kaiken kasaan.

 

Saa kertoa edelleen niistä ohjausvarsista kun artokaan ei näemmä osannut!

Link to comment
onhan se tietty hienoo laittaa auton specseihin, et siinä on niin ja niin monen kaavan kauttaa lasketut camperit ja casterit jne...

 

ei muuta kuin kesää oottamaan ja läjä iskareita(säätöjä)/jousia eri pyöräkulmin kokeileen asfaltille ja sivuttaiskiihtyvyyksii mittaamaan vaik esim ympyrää ajellen. sielt se totuus löytyy:) ja unohtamatta sitä takapäätä.

 

Jepa, varsinkin kun miettii miten monta kaavaa on käyty läpi kun porschen tehtaalla on 944 etujousitusta mietitty. Jos itse noita laskee niin ymmärtääkö sitä kaiken olennaisen että lopputulos toimii? kun jopa F1 tasolla tehdään alustan suhteen "mokia".

 

Ympyrän ajelu on ihan hyvä tapa mitata auton alustan toimintaa, kunhan ympyrässä ajelu ei jää ainoaksi tavaksi testata tai kehittää alustaa. Ympyrää ajellessa unohtuu siirtymävaihe, eli kun kaarteeseen ollaan menossa ja kaarteesta ollaan poistumassa. Auto voi olla pirun nopee vaikkei se ympyrässä toimisikaan täydellisesti, mutta auto joka ei toimi mitenkään ympyrässä on varmasti mahdoton myös mutkaradalla.

Totuus on että totuus löytyy sieltä minne autoa on suunnittelemassa. Jos esim. ahveniston radalle on tekemässä autoa niin pitää kiertää ahvenistoa ja tehdä alustaan muutoksia, jos aika ahvenistolla on nopeampi niin muutokset ovat oikeaan suuntaan. Ympyrää ajelemalla auton saa nopeaksi kun ajaa ympyrää tasakaasulla. Parempi vaihtoehto on tietenkin ajaa kahdeksikkoa, muttei sekään korvaa rata-ajoa.

 

Mikä tekee väitteestä ehdottoman, että kuplassa pitää olla ohjausvarret taaksepäin koska muuten se kevytkeulaisena puskee??

 

Ohjausvarret taaksepäin=positive ackermann

 

Voi tulla vähän shokkina: Jos autossa on yhtä leveät renkaat edessä ja takana ja painopiste takana niin auto on Yliohjaava.

 

friction.jpg

 

Tyypillinen käyrä pidosta painon suhteen. Kun paino kasvaa niin pito kasvaa, muttei samassa suhteessa kuin paino. Painava auto on kaarteissa hitaampi kuin samoilla renkailla ajava kevyt auto.

Kevyt etupää siis on pitävämpi kuin painava takapää, samoilla renkailla.

 

Elikkä onko nimimerkki kdf:llä tai jollakin muulla tarkkaa tietoa siitä mitä ohjausgeometriassa tapahtuu pyöriä käännettäessä, että auto huomaa kummalla puolella pyörälinjan keskikohtaa hammastanko sijaitsee?

 

Kun hammastankoa siirtää eteenpäin ackerman menee negatiiviseen päin, kun sitä siirtää taaksepäin niin se menee positiiviseen päin. Kilpa-autoissa käytetään negatiivista ackerman ohjausta, kadulla aina positiivista.

 

En ole ihan varma, mitä tarkoitat pyörälinjan keskikohdalla niin jatkan hörhöilyä :)

Etuohjaus on suosiossa kilpa-autoissa koska silloin auto tuntuu mukavammalta kaarteissa koska auto "aliohjaa" kun jousitus "antaa periksi".

 

Paljonko tulee maksamaan oman toimivan etugeometrian tekeminen ja testaaminen? Mun mielestä kannattaa Kopioda jostain 944 tehdaskilpurista toi etupään setuppi ja unohtaa se sit sen jälkeen kun on pyöränkulmat ja säädöt kohdallaan. Sit jos joskus haluaa parantaa niin on jo valmis ja toimiva alusta jota voi käyttää hyvänä lähtökohtana.

Link to comment

Joo, se on ainut varma asia, että testaamista ja säätämistä alustan hyväksi saanti vaatii paljon. Silti lopputulos jäänee joidenkin asioiden kompromissiksi. Ja säätämisen onnistuminen vaatii myös taitavan testikuljettajan, joka ajaa kierroksen toisensa perään samalla lailla...

 

Rakentaessa tärkeitä asioita, mihin itse kiinnittäisin huomiota on ainakin:

- Jousittamattomat massat kevyiksi (ei esim. ylimitoitettuja jarruja, ylipitkiä iskareita, raskaita vanteita tms.)

- Sekä etu- että taka-akseliston säädettävyys

- Tukivarsien nivelten herkkyys ja välyksettömyys

- Tukivarsien vääntöjäykkyys

- Koko rakennelman painopiste

- Oman työn laatu...

 

Miksi KDF suosittaa matkimisen lähtökohdaksi 944 kilpuria, eikö jokin takamoottorinen rakennelma olisi parempi lähtäkohta?

Link to comment

Noniin! Että Ackermannia.... Kiitos kdf:lle tiedoista taas. (paitsi, että kadulla käytetään myös negatiivista ackerman ohjausta) Tarttee googlettaa tätäkin aihetta.....

 

Mun rakennelmaa helpottaisi paljon jos laittaisin hammastangon akseliston etupuolelle ja käyttäisin 944 olka-akseleita, mutta pelkona on kamala puskeminen raralla jota ei tahdota!?

 

Eräs keltainen urho-kilpuri kulki hienosti puskematta kun ackermanit on positiivisella......

Link to comment

Missä autossa käytetään kadulla negatiivista ackerman ohjausta? merkki? malli? Audi R8 ei kelpaa.

 

Kadulla käytetään varmasti 100 kertaa useammin 100% tasauspyörästön lukkoa kuin negatiivista ackerman ohjausta.

 

Jos tajuaa noista renkaan luistokulmista ni ymmärtää että negatiivisella ackerman ohjauksella saa pienen hyödyn nopeissa kaarteissa. Katuautojen "täydellisestä" ackerman ohjauksesta (true ackerman) ei kyllä hyödy yksikään auto jolla ajetaan kovaa.

 

täs on hyvä artikkeli ackermanista

http://www.rctek.com/handling/ackerman_ ... ciple.html

 

Edit: ainiin, ihan vaan btw lisäys. Kaikki varmaan muistaa kesältä kun Nico Rosberg ja ART talli diskattiin etupään säätöjen takia. Ne oli säätäny vähän etupäätä ja asettanut positiivista ackerman ohjausta (vähän, mut kuitenkin) ja tästä oli kiivas keskustelu mediassa, että saatiinko siinä hyötyä vai ei. Useimmat ekspertit oli sitä mieltä että tämä oli ihan rehellinen moka, toiset taas väittivät että siitä saatiin hyötyä hitaissa mutkissa.

Link to comment

Tom-tom-> Ei se auton radalla kääntyminen kyllä tuosta hammastangosta kiinni jää...

 

Ja eihän kupla aliohjaa jos sitä ajaa agressiivisesti, mutta tuossa urhossa oli ideana se, että se kääntyy mutkissa ratista vaikka kuski tekisi kaasu+kytkinpetaalilla mitä sattuu :-)

Link to comment

Nyt ihan pikku tarkennus tuohon Ackerman hommaan. Sillä että sijaitseeko, hammastanko etu vai takapuolella ei ole mitään merkitystä, eikä se, että siirretään hammastankoa eteenpäin tai taaksepäin, se ei muuta Ackermania mihinkään. Ackerman kulmaa tarvitaan siksi, että sisempi ja ulompi pyörä ei kulje samaa ympyrää, joten sisempi pyörä pitää kääntyä enemmän, tämä ikäänkuin sen vuoksi ettei kaarteessa tulisi hirmuisesti aurauskulmaa lisää.

 

Yleensä käsittääkseni siviiliautoissa ja muutenkin autoissa joita ei ajeta luistossa asia on kuten edellä selostin. Ralliautoissa, etenkin takavetoisissa tilanne on toinen. Varsinkin soralla autoa ajetaan reilussa luistossa oohjaus käännettynä, mutta pyörät osoittevatkin "suoraan" (tai jopa väärään suuntaan), joten näissä Ackerman pyritään pitämään nollassa, jotteivat pyörät harita luistossa.

 

Ackermanin kulma saadaan aikaiseksi ohjausvarsia siirtämällä sisään tai ulospäin, taivuttamalla ne tai muuten tekemällä kääntökulmasta "progressiivinen". Mutta tuo pelkkä hammastangon siirtely vaikuttaa ainoastaan ohjauksen nopeuteen, mitä kauempana hammastanko on (eli mitä pidempi ohjausvarsi), sitä hitaampi ohjaus.

Link to comment
Sillä että sijaitseeko, hammastanko etu vai takapuolella ei ole mitään merkitystä, eikä se, että siirretään hammastankoa eteenpäin tai taaksepäin, se ei muuta Ackermania mihinkään.

 

Olet väärässä, muuttaa ackerman geometriaa. Piste. :)

Tämän suhteen olen täysin varma. Missaat nyt että sitä samaa kulmaa kuin mistä sinä kirjoitit muutetaan, mutta toisesta suunnasta.

Kun on kaksi viivaa ja ne kohtaavat, niin näiden viivojen välistä kulmaa pystyy muuttamaan joko kääntämällä toista viivaa, tai toista, tai vaikka molempia.

 

Se miten sinä kuvailit että ackerman geometriaa muutetaan on täysin oikein, ja se on "oikea" tapa muuttaa ackerman geometriaa piirrustuspöydällä. Mutta jos olka-akselit on valmiina niin ackermanin hienosäätö on helppo tehdä siirtämällä hammastankoa eteen tai taakse. Totta että ohjaus hidastuu, muttei niin pahasti että sillä olisi mielestäni suurta väliä.

 

 

Tosta etu- ja takaohjauksesta vielä:

Front Steer is better than rear steer, because any deflection of the control arms will result in a small amount of under steer.

 

http://forums.corvetteforum.com/showthread.php?t=732052

Why is front steer (end take off) so desireable? Because of deflection. When the bushings on the cross shaft deflect under heavy cornering (outside wheel) the kingpin and the 2 arms are forces to the inside of the car because of the resulting force of the centrifugal force (weight transfer to outside) and the grip or slip resistance of the tires. The steering arm however is not pushed inside. This means that on a rear steer setup this deflection results in more steering input or oversteer. This is highly undersireable. In a front steer setup you would get understeer, which is easy to make up for by the driver.

 

 

Kirjottelin jo niin pitkiä juttuja että aloin epäilemään jos kukaan niitä jaksaa lukea :)

Hyvä vaan jos saadaan kunnon väittely pystyyn, saa ihan vapaasti kyseenalaistaa näitä juttuja, kun en todellakaan ole mikään ekspertti.

Link to comment

Juu sen verran pitää pystyä myöntämään jos on väärässä, että otan hieman takaisin :) Eli kun on kyseessä muotoillut ohjausvarret, niin niiden pituus tietenkin vaikuttaa Ackermaniin. Mutta jos jos tätillä olis munat niin se olis setä ;) Eli jos suunnitellaan piirustuspöydällä ja ohjausvarret on kohtisuoraan eteen tai taaksepäin, ninn hammastankoa käytettäessä ei ohjausvarsien pituus vaikuta Ackermaniin, piirrä vaikka paperilla ja totea.

 

Eli tarkoitin aikaisemminkin sanoa sitä, että Ackerman on enemmän kiinni ohjausvarsien geometriasta kuin niiden pituudesta. Todellista lopputulosta voidaan hienosäätää ohjausvarsien pituudella.

Link to comment

Joo, hienoa kun asioista keskustellaan!

 

Joutui oikein itsekin ottamaan 1:10 RC-auton pöydälle ja pähkäilemään noita kulmien muutoksia.......no sikäli siitä ei sinänsä ollut kyllä muuta apua kun vain tutki, että mitä tapahtuu kun jotain tekee.....

 

Alkaa osakombinaatio vahvasti selviämään mistä homma tehdään.

Link to comment
Ittelle suositeltiin Carrol Smithin kirjoja Tune to Win, Prepare to Win ja Engineer to Win. Noista kuulemma löytyy kaikki teoria kilpa-auton säätämiseen. Onko kukaan lukenut?

 

Noi on ollu ihan hyviä kirjoja mitä olen niitä selannut.

Ulkoasu on aika karkeata, mutta käytännönläheistä.

Tosialustamiehille suosittelen kirjaa:

Competiton Car Suspension: Design, Construction, Tuning by Allan Staniforth

Tuli mulle pukinkontissa jo toistakymmentä vuotta sitten, mutten vieläkään ole kahlannut kaikkea läpi. Syynä ehkä jopa liian raskas materiaali...

 

EiMikäänInsinööriJuse

Link to comment

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...