Вопросы/Ответы - управляемость, пилотаж, шасси, подвеска, настройка и т.д.

Привет
На мой взгляд это территория личных предпочтений. ИМХО - я бы выбрал карреру. Машина на которой вполне адекватно можно ездить по городу. Я брал бы всё таки на ручке - машина получается более универсальной. В дождь, ручка тупо безопаснее. На кольце (в том же мячике), хорошо работающий PDK может быть быстрее, т.к. позволит тормозить левой и вообще быть плавнее.

Если их сравнивать (опять имхо) то каррера ближе к спорткару а М3 к бизнес купе.

Плюсы/минусы:

На вскдку, BMW на ~130кг тяжелее, но на 35л.с. мощнее. Рулиться 92я чуть хуже чем 36/46 из-за более тяжелого V8.
BMW чуть дешевле в тюнинхе, если это вообще понадобится. Для Поршня больше реально качественных, но дорогих изделий.
Вообще, я иногда задумываюсь, а может 335 вместо М3? Гораздо проще/дешевле получить больше мощности (ну потерял в ресурсе, но не смертельно). Т.е. для начала какого нибудь custom project 335 наверное даже, в чет-то интереснее.

Вообще в идеале - М3 на евридэй и GT3 Cup на выходные

Удачи
Федор

 

В предыдущих "писульках" я попытался рассказать об основах физики поведения гоночной машины на трассе. Рассмотрели, каким образом шины генерируют силы, перемещающие болид от старта до финиша, каким образом инженеры могут влиять на баланс этих сил, путем изменения настроек. Теперь настало время подробнее остановиться на том, что делает автомобиль материальным и позволяет людям и машинам побеждать в гонках – о технологиях.
Перед тем как углубляться в детали сотен технологий, задействованных в современном автоспорте и автомобилестроении в целом, давайте попробуем их систематизировать. Это позволит разделить их на группы, выделить ключевые направления и оценить степень их влияния на конечный результат – победу. Для примера, будет логично, выбрать вершину автоспорта – Формулу 1. Причина проста – Королевская Формула, всегда была на острие и впереди планеты всей, по части инноваций и уровню технологий.
Итак, на вершине пирамиды – болид Формулы1, участвующий в Чемпионате Мира. Тремя главными составляющими являются:
(1) Дизайн, проектирование и инжиниринг, (2) Производство и
(3) Собственно гоночный процесс. (Рис 1)

Рис.1




Для того, чтобы определить направления, формирующие первую составляющую (Дизайн, проектирование и инжиниринг), вспомним, что является целью болида Ф1, на инженерном языке – максимально возможная скорость на трассе, путем развития максимального ускорения в соответствующем направлении, на каждом участке трассы.
Помня, что Ускорение равно Силе деленной на Массу, мы можем разделить технологии на те, что обеспечивают генерацию и контроль сил и те, что имеют отношение к массе и ее продукту – инерции. (Рис.2)

Рис.2



Каждое из основных направлений, в свою очередь, является результатом использования различных технологий. (Рис.3)

Рис.3



В этой схеме упоминается САПР – системы автоматизации производства. Кульман, как инструмент проектирования, давно ушел в прошлое. На смену пришли компьютерные программы, помогающие конструкторам во всех, без исключения областях. Основными инструментами, используемыми в процессе создания болида, являются: (1) Средства двух и трехмерного моделирования, далее CAD системы.
(2) Программы анализа прочности, методом конечных элементов – FEA.
(3) Компьютерное моделирование газодинамики - CFD.
В дальнейшем, для простоты, будем пользоваться этой международной системой обозначений.
Теперь, если мы разделим, направления до следующего уровня, мы получим следующую схему: (Рис.4)

Рис.4


Дальнейшее разделение на составляющие приведет к тому, что схему будет невозможно поместить в формате форума. Тем не менее, понятно насколько сложной и комплексной задачей, является проектирование формульного болида. Требуются высококлассные специалисты или технологические партнеры, в каждой из технологий. Глядя на представленную схему, мы видим, что некоторые технологии используются во многих направлениях – такие как FEA, Материаловедение и Системная интеграция. Если попытаться выделить одно, наиболее важное направление, то это будет Системная интеграция.
Системную интеграцию, не принято считать отдельной технологией, но именно она определяет разницу между победителем и остальными участниками соревнования. Кроме того, именно это направление, более чем все остальные, оставалось сродни шаманству. Лишь в последнее десятилетие она становится официальной наукой. Системная интеграция это метод балансирования техническими характеристиками отдельных компонентов и систем, для достижения оптимальных показателей болида в целом. Естественно, оптимальное сочетание, для таких трасс как Монца и Монако, будет разительно отличаться. Методы компьютерной симуляции развиваются очень быстро. Методы оптимизации, основанные на теории игр, уже давно зарекомендовали себя как мощные и эффективные. Тем не менее, количество, постоянно изменяющихся факторов, влияющих на показатели болида так велико, что бездушные машины, пока не могут ответить на все вопросы. Граничащая с гениальностью интуиция, таких инженеров как Колин Чэпмэн (Lotus), Гордон Мюррей (Brabham, Mclaren), Джон Барнард (McLaren), Эдриан Ньюи (Williams,McLaren, Red Bull), тандем Рори Бирна и Росса Брауна (Benetton, Ferrari) еще долго будет, более чем, востребованной.
Рассказать, даже поверхностно, обо всех технологиях, используемых для создания успешного болида Ф1 на форуме, невозможно. Тем не менее, в следующих "записульках", расскажу о наиболее важных и интересных из них (не знаю в какой очередности):

1) Шасси – история развития по типам, методы проектирования, анализа и испытаний.
2) Композитные материалы – их появление породило революцию, поэтому эта технология достойна отдельного исследования.
3) Двигатели Ф1 – история развития и успешные примеры.
4) Трансмиссия – КПП и дифференциал. История развития и основные принципы применявшихся конструкций.
5) Аэродинамика – история развития, влияние на возможности болидов, основные принципы и законы, используемые методы и элементы.
6) Подвеска – на примере истории развития в Ф1.
7) Тормозная система –на примере истории развития в Ф1.
8) Сбор данных и телеметрия.
9) Испытательные стенды (статика и динамика)
10) Компьютерные методы – моделирование и симуляция.
11) Запрещенные технологии – активная подвеска, «Граунд эффект» и другие.

Удачи
Федор

 

Композиты в автоспорте

В автоспорте пятидесятых годов прошлого века основным материалом был металл. Во все своих проявлениях. Опыт работы с металлом был огромен, так же как и созревшее понимание проблем связанных с «железными» технологиями. У стали и алюминия довольно низкое соотношение прочности и жесткости (Модуль Юнга) к плотности, а следовательно вес изделий был высок, либо их структурные свойства не соответствовали необходимому уровню. Люди помнили, что природа использовала другие технологии. Древесина – прекрасный пример того, что такое композитный материал. Один материал - древесные волокна, с определенными механическими свойствами заключен в «матрицу» из другого материала – древесная смола, с совершенно другими мех. свойствами. В результате получается композиция или смесь свойств и характеристик, т.е. третий материал, позволяющий решать более высокие задачи. Механические свойства, одного из составляющих, отличаются в разных направлениях. Древесина способна выдерживать довольно высокие нагрузки если они направлены вдоль волокон. Прочность же в поперечном направлении, значительно ниже.
Такие материалы принято называть ортотропными – то есть имеющими различные свойства, в разных ортогональных направлениях, в отличии, от изоторопных металлов имеющих однородную структуру во всех направлениях.
Казалось бы это осложняет жизнь, но на самом деле это пример эффективного использования ресурсов. Из 100% имеющейся прочности 80% непрерывно используется по назначению. Природа научилась эффективно использовать сильные стороны материала – волокна направлены по направлению роста дерева. Таким образом, основная нагрузка - собственный вес, находится в оси с более жестким и прочным направлением материала. Именно эти уникальные свойства – направлять основные ресурсы прочности и жесткости в требуемом направлении, являются одним из основных отличий композитов от традиционных однородных материалов.
В начале композитные материалы делались на основе полиэфирной смолы и стекловолокна в виде пучков или листов из однонаправленных волокон, ткани различных плетений, и листов составленных из беспорядочно порубленных кусочков стекловолокна. Таким образом удалось решить еще одну проблему связанную с использованием металлов – сложность и трудоемкость технологических процессов связанных с приданием изделиям сложных, комплексных форм. Пока разведенная с катализатором смола еще не застыла, стеклоткань можно было уложить на поверхности модели – матрицы какой угодно сложной формы и пропитав жидкой смолой оставить застывать. После «снятия с матрицы» получали деталь нужной формы, требующей минимальной финальной доработки. Механические свойства были пониже, чем у листового алюминия, но простота изготовления довольно легких деталей сложной формы, позволила стеклопластику заменить алюминий в роли материала неструктурных панелей шасси формул и спорт прототипов. Но аппетит приходит во время еды – инженеры хотели больше прочности при меньшем весе. Некоторые свойства композитов такие, как плотность и жесткость, т.е. Модуль Юнга (Е)*, можно предсказать используя Закон смесей для композитов. Он гласит, что плотность композита равна ρс = ρƒ + ρm, где ƒ,m волокна и смола соответственно.
Так же Ес = Е ƒ + Em. Вывод простой - нужны смола и волокна с низкой плотностью ρ и высокой жесткостью Е. Начался поиск более эффективных составляющих для новых композиций.
Связующие системы, обладающие свойствами необходимыми для получения прочных и жестких композитных материалов, делаются на основе эпоксидных смол. В начале, максимальной рабочей температурой для композитов, было, приблизительно 100°С. При изготовлении, деталь должна была застывать при этой температуре, чтобы ее выдерживать. Современные смолы, такие как безмаламид, способны сохранять стабильность до 400°С!
Обычно, для изготовления монокока, используется смола с рабочей температурой до 150°С, чтобы выдержать тепловую нагрузку от компонентов двигателя. Высокотемпературные смолы используются в районе выхлопной системы, а в Формуле 1, и при производстве карбонового корпуса КПП.
Три материала для волокон, нашли наиболее широкое применение в автоспорте – углеволокно (carbon fiber), кевлар (Du Pont Kevlar), и борон. Углеволокно (Карбон) было впервые изготовлено в Roial Aircraft Establishment в Фарнборо. Из этих материалов, именно карбон стал основным материалом для структур гоночных машин, хотя такие свойства кевлара, как очень высокое сопротивление разрыву и стойкость к абразивному воздействию, находят применение в определенных компонентах. Как правило, это внешние слои ткани на днище болида – для предохранения от преждевременного истирания, когда болид цепляет днищем покрытие трассы. Другой пример - обязательные к применению, восемь слоев кевлара в бортах и днище монокока Ф1, предназначенные для защиты монокока от «протыкания» фрагментами подвески и другими возможными обломками.

* Жесткость иль модуль Юнга материала это, соотношение нагрузки к деформации. Е = σ/ε т.е. материал с более высоким модулем Юнга, при равной нагрузке деформируется меньше – т.е. будет более жестким.



Рис_1. Молекулярная структура кевлара



Сравнивая механические свойства материалов приведенных в Таблица 1, становится очевидным, почему композиты на основе карбона и эпоксидных смол, вытеснили металлы в областях, где требуемые характеристики важнее, чем высокая стоимость. Если сравнивать карбон и легированную сталь, то видно, что карбоновая деталь, при одинаковой жесткости, будет легче в 3.2 раза, а при одинаковой прочности, вес будет ниже в 15 раз!


Таблица 1. * Данные приведены для однонаправленного ламинада с массовой долей волокна 55%. Волокно AS4, Смола M35-4.
** Данные приведены для разнонаправленного ламинада с массовой долей волокон 55%.

Specialised Mouldings, была пионером в области применения карбона в автоспорте. Они, одними из первых, стали использовать карбон для придания жесткости внешним панелям. Большие спорт прототипы серии американской серии Can-Am, в начале 70-х, с их большими и плоскими панелями внешнего обвеса были готовыми клиентами. Первоначально, карбон был доступен как отдельные жгуты, толщиной около 3мм. Их вклеивали в стеклопластиковую панель, полосами по 50мм шириной, создавая таким образом «ребра жесткости». Как только текстильные компании начали плести ткани из карбонового волокна, материал стал вытеснять стеклопластик там, где преимущества от экономии веса, перевешивали дополнительные финансовые затраты.
Но до того, как карбон стал использоваться в структурных компонентах гоночного болида, необходимо было появление еще двух технологий – предварительное пропитывание волокон смолой (preimpregnated fiber) и технология сэндвич панелей.
В процессе «мокрой» укладки сухой ткани и дальнейшего пропитывания ее жидкой смолой, очень сложно добиться соотношения массовой доли волокон (V&#402, более 30 – 35%. Кроме того, внутри изделия будет множество пузырьков воздуха, который ослабит структуру, а в случае нагрева детали, в процессе эксплуатации, может деформировать её. Как мы узнали, жесткость композита, определяется процентным содержанием волокон т.к. их жесткость значительно выше, чем у смолы. Ручная пропитка, не только не позволяла получить необходимое соотношение волокон и смолы, но и сохранять его равномерным, на всей площади детали, что не позволяло обеспечить стабильные характеристики. Появление технологии предварительной пропитки ткани позволило решить эту проблему. Машина точно контролирует процесс равномерной пропитки ткани и позволяет получить содержание волокон 60 – 65% и более. При комнатной температуре, смола находится в полузастывшем состоянии и при нагреве, начинает сперва переходить в жидкое состояние и «плывет» по волокнам ткани, а при дальнейшем нагреве начинает застывать. Качество изделий выросло в разы, да и удобство использования, позволяло ускорить технологический процесс. В англоязычной терминологии такая ткань называется Prepreg (pre - impregnated carbon fiber), далее по тексту – Препрег.
Другой важнейший компонент – технология сэндвич панелей. До начала 70-х, монокок делали из тонкого алюминиевых листов, склепанных и склеенных между собой – по аналогии с фюзеляжем самолета. Стенки шасси, из однослойного алюминиевого листа, были способны «нести» нужные нагрузки на кручение, но имели серьезные недостатки. При нагрузке на сжатие, лист был не стабилен по форме и мог, деформируясь «играть». Увеличение толщины листа давало небольшой прирост жесткости, по сравнению с прибавкой в весе. Разделив тонкие стенки, сердцевиной (Core) из алюминиевых сот, получили очень жесткую и вместе с тем легкую панель. Дополнительным важным преимуществом, была способность сот эффективно поглощать и рассеивать энергию удара, в случае столкновения.
Чтобы оценить какие преимущества открываются, при использовании сэндвич технологий, рассмотрим следующий пример:

Два листа материала,
Общая толщина – 2t.
Жесткость – 1.0
Вес – 1.0

Два листа материала разделенные сердцевиной. (Толщина сердцевины 2t)
Общая толщина – 4t.
Жесткость – 7.0
Вес – 1.03

Жесткость выросла в семь раз, при повышении веса всего лишь на 3%.

Два листа материала. Толщина сердцевины 6t.
Общая толщина – 8t.
Жесткость – 37.0
Вес – 1.06

В этом случае жесткость возросла в тридцать семь раз! Дополнительный вес составил 6%.

Преимущества сэндвич панелей очевидны. Как только были выработаны тех. процессы соединения панелей друг с другом, и несения концентрированных нагрузок от элементов подвески и крепления двигателя, сэндвич панели вытеснили листовой алюминий. Параллельное развитие технологии изготовления и применения карбона, позволила заменить листы алюминия в сэндвиче, более легкими карбоновыми листам. С этого момента, сэндвич из карбона и алюминиевых сот, стал доминирующим материалом в основных структурах гоночного болида. Первые углепластиковые шасси Формулы 1, появились в начале 1981г. С разрывом в одну неделю Лотус и МакЛарен, стали первыми командами адаптировавшими эту технологию к наиболее критичному, с точки зрения безопасности, элементу болида. Подход команд был разным: МакЛарен обратился к одному из лидеров в производстве компонентов из композитных материалов, для авиастроения – Hercules Corporation. Монокок для MP4/1 был изготовлен по традиционной для авиастроения технологии – препрег с сердцевиной из сотового алюминия, сформованный вокруг внутренней мастер модели, сделанной из алюминия.
Геркулес использовал автоклав, для консолидации изделия под давлением.
Лотус пошел по другому пути – все сделали своими силами, внутри команды. На большой стеклянной поверхности был склеен сэндвич из смешанной ткани (карбон/кевлар) и сотового номекса. После застывания, в верхней поверхности были вырезаны пазы. Сэндвич был раскроен, и сложен вокруг стапеля. Такой способ, очень сильно напоминает то, как склеивают игрушечные модели из картона. Когда все было склеено и внутренние шпангоуты, выточенные из алюминия, были закреплены, получилась жесткая и легкая структура. Рис.3

Рис.3 Это позже. Есть тока фотки а сканер сломался

Подход Лотуса был несколько кустарным, но результат вполне отвечал поставленной задаче. Тем не менее, именно технология примененная Маклареном, показала путь, по которому пошла Формула 1. Сегодня все композитные детали, применяемые в высших эшелонах автоспорта, изготавливаются из препрегов и запекаются, под давлением в автоклаве.

По сути, главным достижением, в результате применения композитных материалов, можно считать высочайший уровень безопасности современных болидов. Углепластик позволяет изготовить структуру невероятной прочности, при минимальном весе. Это обстоятельство, спасло бесчисленное количество жизней пилотов в самых разных классах – от Формулы 3 до Формулы 1.
Если будет настроение и интерес, в следующий раз, попробую детально рассмотреть весь технологический цикл использования композитов в автоспорте, а так же их различные сферы применения в самых разных элементах болида.

Удачи
Федор

 

Про 335-ю я говорил в контексте - корчевания её во что-то 600+ сильное. М-тормоза и т.п. всё равно надо менять.
Если в стоке, по городу, то конечно М3 лучше.

Если на прямой М3 будут досаждать, то до 400+ без проблем будет поднять. А вообще от М3 будете уходить в поворотах и особенно на торможениях.

Удачи
Федор

 

Какой кузов у вашей 320-й? Какие задачи ставите перед машиной? (типа: только город, город + иногда мячково, и т.п.)

Удачи
Федор

 

Удачи
Федор

 

Привет,

Для города - такое предложение:

Подвеска собрана на компонентах Koni – custom valving по заданной спецификации.


Stage 1 – Street/Touring Coil over kit – 2499$ в Мск.
Передние стойки с регулировкой отбоя и высоты.
Передние опоры амортизаторов с регулировкой углов развала (street). Приехав на спринт или трассу можно увеличить отрицательный развал, ничего не снимая с машины, а потом обратно в городской режим.
Задние амортизаторы с регулировкой отбоя.
Задние нижние опоры пружин с регулировкой высоты
Задние верхние опоры амортизаторов (полиуретан)
4 bump stops – не помню как по русски
4 Пружины Eibach ERS – широкий спектр значений. Консультация эксперта и подбор значений пружин для Вас.

По сути это похоже на КВ v2 но выше качеством, + очень хорошие передние опоры с регулировкой, задние опоры, выше диапазон регулировки высоты сзади. Valving подобран оптимально. Ну и пружины - КВ и прочие – не годятся. Я работаю только с Eibach или ещё лучше Hypercoil – они дают пожизненную гарантию на стабильность жесткости/высоты пружины.

Вот такой entry level – одел и поехал.
Удачи
Федор

 

Занижение - от 0 до 40мм. Так как значение и свободную длину пружин я с клиентом выбираем сами, то в этом плане - свобода большая.

B6 - лучше чем стандарт, но чуть чуть.

Удачи
Федор

 

Не понял - почему без занижения? До 40мм, а это уже наверное больше чем может понадобиться в городе. Пружина опирается на гайку (spring perch) - высота этой гайки регулируется. Кроме того, в зависимости от жесткости и свободной высоты, пружина просев под массой машины приобретает так сизять "нагруженную" высоту. Выбирая значение/высоту определяем в каком диапазоне мы можем регулировать дорожный просвет гайкой на стойке.

Удачи
Федор

 

Я имел ввиду, что этот вариант можно сделать от 0 до 40мм.

Удачи
Федор

 

Уже ответил

Удачи
Федор

 

Отвечу вечером.

Удачи
Федор

 

Это дело вкуса и личного предпочтения На мой взгляд стандартная подвеска НЕ годится по ряду причин:
1. Низкое качество материалов (низкосортная сталь, очень высокие допуски размеров). Ни одна пар пружин НЕ будет одинаковой. После короткого срока эксплуатации они проседают (каждая по разному ) Про амортизаторы вообще промолчу.

2. Характеристики управляемости. Подвеска настроена исходя из того что пользователь НЕ умеет ездить. Т.е. для тех, кто вкуснее пряника ничего не ел (это НЕ является недостатком) и НЕ собирается пробовать.

1 пункт объясняется очень просто - себестоимость. Если делать по другому, то в существующую стоимость НЕвозможно уложиться.

2. пункт важнее (имхо). Если вы используете гражданский автомобиль так как задумано - до работы и домой, то стандартная подвеска - то, что нужно.
Если вы потратили немного времени и сил, чтобы поднять свой уровень вождения. Если вы ездите не только в пробках, но иногда поворачиваете на пределе сцепления с асфальтом, то стандартная подвеска выходит за рамки своего designed performance window. Если вы ещё и в мячик (или подобное) заглядываете, то со стандартом вообще беда.

Если следовать вашей логике, то мне не понятно, зачем на М-ку не ставят такие же пружины и аморты, как на 320D.

Приведенный ролик, на мой взгляд, только иллюстрирует недостатки характеристик стндарта - безнадежная недостаточная поворачиваемость. Я гарантирую, что если бы я поработал с подвеской этой машиной она бы стала поворачивать значительно быстрее, да и тормозить по увереннее, в итоге тот же пилот, смог бы проехать значительно быстрее.

Короче говоря, если ездить НЕ уметь и ездить только в "штатных" городских режимах, то сток подвеска - то что надо.

Удачи
Федор