Witam Was z czwartej części zwiększania możliwości Waszego samochodu! W tej części zajmiemy się transferem masy, czyli tym, co z masą samochodu robi w zakręcie siła odśrodkowa. No i oczywiście, dowiemy się jak minimalizować jej efekt. Aby nie przedłużać:
The Ultimate Guide to Suspension and Handling Part 4: Reduce weight transfer by Mike Kojima
Teraz gdy zmniejszyliśmy ruchy nadwozia, polepszyliśmy reakcję na sterowanie i zajęliśmy się pod- i nadsterownością, aby poprawić balans, naszym następnym krokiem będzie zmniejszenie transferu masy. Transfer masy jest to ruch ciężaru w zakręcie z centrum na zewnętrzne koła.
Nadmierny ruch masy pogarsza prowadzenie. Jest spowodowany poprzez siłę odśrodkową, która oddziałuje na środek ciężkości podwozia, powodując obciążenie zewnętrznych kół a odelżenie wewnętrznych, zmniejszając ich przyczepność. Zwiększenie obciążenia na zewnętrznych kołach zwiększa ich przyczepność, ale nie na tyle, aby wyrównać utratę przyczepności na wewnętrznych kołach.
Transfer masy = (przyśpieszenie boczne * waga * wysokość środka ciężkości) / rozstaw kół
Jeśli nie wiedziałeś, czym jest środek ciężkości samochodu, to jest to centralny punkt wagi samochodu. Jeśli chciałbyś postawić samochód na czubku swojego palca, będzie to punkt, gdzie samochód będzie zachowywał horyzontalny balans. Jeśli ustawiłbyś samochód na boku, znalazłbyś wertykalny punkt środka ciężkości.
Wbrew powszechnemu przekonaniu, bardzo mało transferu masy można przypisać przechyłowi w zakręcie. Nawet przy dużych kątach przechyłu, transfer masy jest dość mały. Dlatego obniżenie środka ciężkości i poszerzenie rozstawu osi zmniejszy transfer masy znacznie efektywniej niż wielkie zmniejszenie przechyłów nadwozia.
Można obliczyć ilość transferu masy spowodowanego przechyłami nadwozia i wygląda to następująco:
Odległość poziomego przesunięcia środka ciężkości = wysokość ŚC * sin * stopnie przechyłu nadwozia.
Całkowita przesunięta masa = Waga samochodu ( waga samochodu * (połowa szerokości osi / odległość poziomego przesunięcia ŚC) / szerokość osi
Typowy sportowy samochód uliczny ma wychylenie na poziomie 3-4 stopni przy maksymalnej prędkości w zakręcie. Zmodyfikowany samochód będzie się przechylać o 2-3 stopnie. Przechył samochodu wyścigowego jest na poziomie 0.7-1.5 stopnia. Jeśli obliczysz powyższe dla swojego samochodu, okaże się, że obniżenie środka ciężkości lub poszerzenie rozstawu kół znacznie bardziej wpływa na transfer masy niż redukcja przechyłu.
Obniżenie środka ciężkości lub ŚC w skrócie jest osiągany poprzez obniżenie prześwitu samochodu. Jest to najlepsze, gdyż obniżasz całą masę samochodu (kom. samochód nie robi się lżejszy, tylko waga jest położona niżej). Obniżenie samochodu ma także efekt uboczny w postaci poprawy aerodynamiki samochodu. Obniżenie jest najczęściej osiągane za pomocą krótszych sprężyn. Mądrzejszym rozwiązaniem będzie użycie krótszych sprężyn i amortyzatorów o skróconym skoku bądź krótszej kolumnie, które pozwolą na utrzymanie wysokości pracy amortyzatora przy niższej wysokości wozu.
Ma to jednak także negatywne skutki. Nadmierne obniżenie może zmienić geometrię zawieszenia na gorszą, powodując m.in. dodatni camber lub zbyt duży ujemny camber podczas przechyłu nadwozia, zwiększając bumpsteer. Nadmierne obniżenie może także powodować większe przechyły nadwozia, poprzez zepsucie punktu centralnego przechyłu. Szczegółami zajmiemy się w przyszłych cześciach, jednak można obecnie powiedzieć, że większość samochodów powinna być obniżona maksymalnie o 1-2 cale (kom. czyli tak z 6 cm niżej od serii), co będzie łagodniejszym warunkiem czy samochód jest Hella Flush, czy nie.
Najłatwiejszym sposobem na zwiększenie rozstawu kół będzie użycie szerszych kół i opon, które wypełnią nadkola. To także zwiększa ilość gumy na drodze, poprawiając przyczepność. Używanie pierścieni dystansujących lub kół o niższym ET także poszerzą rozstaw osi. Jednak zbytnie poszerzenie zmienia także promień zataczania. W zawieszeniu wielowahaczowym jest to odległość od centralnej osi opony, a punktem gdzie oś zwrotnicy dotyka podłoża.
W samochodzie z kolumnami McPhersona punkt jest określany poprzez narysowanie linii od górnego mocowania do dolnego mocowania kulowego wahacza do zwrotnicy. Dystans pomiędzy tym punktem, znanym także dla fanów Colemana jako “Punkt Dave’a” (kom. Dave Coleman – pisał dla Sport Compact Car Magazine. Obecnie inżynier w dziale R&D Mazdy i dzięki niemu m.in. MX-5 ND prowadzi się tak dobrze), a osią opony tworzy dźwignię. Ta dźwignia zwiększa siły, jakie generuje opona, powodując tzw. Torque Steer w samochodach przednionapędowych i tych napędzanych na 4 koła (kom. Sama definicja Torque Steer jest fajnie wytłumaczona na wikipedii. W skrócie – nie chcecie tego.). Będzie także powodować nerwowość w prowadzeniu i ściąganie kierownicy szczególnie przy hamowaniu czy na nawierzchniach o zmiennej przyczepności, czy nierównej powierzchni.
Aby zminimalizować zmiany w promieniu zataczania, ważnym jest, aby zwiększać szerokość kół do środka i na zewnątrz samochodu, mając na uwadze odsadzenie felgi. Pozwoli to na większą ilość gumy na drodze przy zachowaniu tego samego promienia zataczania.
Zwiększenie rozstawu zmienia także stosunek ruchu zawieszenia, który skutecznie zmniejsza sprężystość zawieszenia czy działanie stabilizatorów. (kom. szerszy rozstaw = większa dźwignia = większa siła). Wreszcie bardzo wysoki offset poddaje pod wysokie obciążenia łożyska kół, przeguby kulowe, drążki kierownicze powodując, że zużywają się one znacznie szybciej. To są dobre powody, dla których nie powinniśmy szaleć z poszerzaniem osi, Hella Flushem, stancem (kom. Stęsem :) ) i innymi tego typu głupimi trendami godnymi potępienia. Dobrą zasadą jest to, że bezpiecznym będzie użycie największych felg i opon jakie uda nam się zmieścić w nadkolach, gdzie zostanie tylko zrolowany rant błotnika.
Dobrym ruchem będzie zwiększanie rozstawu kół i obniżenie samochodu na osi, która pierwsza traci przyczepność w zakręcie. Podsterowny, przednionapędowy wóz z ciężkim przodem więcej zyska z większego rozstawu i niższej wysokości na przodzie. Mocny tylnosilnikowy wóz powinien mieć większy rozstaw kół i większe obniżenie na tylnej osi. W obydwu przypadkach te zabawy z fizyką pozwolą na redukcję transferu masy.
W kolejnych częściach omówimy więcej podstawowych modyfikacji, które znacznie poprawią prowadzenie, także zajmiemy się typowymi ciężkimi grzechami w modyfikacji zawieszenia oraz podstawowe wskazówki dotyczące geometrii zawieszenia.
