Chassikurs kortversion SSK Race week 201

SSK Race week 2015.
Chassiteknik.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Personlig
presentation
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1979-2013 Volvo Personvagnar
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2013– Ansv. konceptkonstruktion av
hjulupphängningar till nya platformar inom CEVT
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
60-tal. Motorsportintresset vaknar
HENRIK MATHIASSON HAR HITTAT INTRESSANTA ARTIKLAR OM FORMEL VEE I ILLUSTRERAD MOTOR
Speedman
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Sent 60-tal
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1971-77. Formel Vee.
Egenkonstruerad, egentillverkad.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1999-2000Team Volvo STCC. V40 - Janne ”Falsh” Nilsson.
Biträdande raceingenjör.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2001, Team Jan Lindblom STCC.
Teamchef - raceingenjör
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1999-2004. Kenneth Hansen. RallyCross Div.1.
Raceingenjör.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1999-2004. Team Kenneth Hansen. RallyCross Div.1.
Chassikonstruktör.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2005-2010. Michael Jernberg RallyCross Div.1.
Raceingenjör.
2-liter. 0-100 på 30 m
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2005 – 2010 Michael Jernberg
Chassikonstruktör
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2011. STCC VW Scirocco Biogas - KMS.
Förare: Patrik Olsson
Raceingenjör.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2012. STCC VW Scirocco Biogas - IPS.
Förare: Patrik Olsson
Raceingenjör.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Agenda
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Däck.
Hjulupphängning.
Fjädring
Hjulvinklar.
Grepp
Mekanisk balans.
Aerodynamisk balans.
Kortverson för ca. 1 timma
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Sidkraft
Michelin
STCC
1999
Slipvinkel
Slipvinkel
Sidkraft
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Möjlig
sidkraft för
olika
vertikalkraft
Sidkraft
Slipvinkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
”Friktionskoefficient” och cornering stiffness.
My
Slipvinkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Cambervinkel
Sidkraften
påverkar val av
toe-vinkel
Sidkraft
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Negativ camber mot
väg ger bästa grepp
Negativ camber mot
väg ger sidkraft
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Sidkraft från camber och styrvinkel
Sidkraft
Vinkel
Dunlop
BTCC
Sidkraft camber/styrvinkel här 1/4
Standardbilsdäck ca. 1/10
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Friktionscirkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Däcktyper
Tumregel: Ett radialdäck kräver 2 grader mer negativ camber än diagonal
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Camberkompensation
(camber gain)
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Camberkompensation och camber mot väg
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Camberkompensation individuell hjulupphängning
Kort pendel = stor
camberkompensation
Lång pendel = liten
camberkompensation
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Momentancentrum
Kraftens riktning räknas
Momentan
centrum
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Camber kompensation
Kort pendel = hög camber kompensation.
Mitt i bil
McPherson
Mark
Pendel-längd
Dubbla länkarmar
Mark
Pendel-längd
John-Erik Andersson Racing Consult
Stenungsund AB
Camber mot väg diagonaldäck
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Camber mot väg diagonaldäck
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Min rekommendation
• Stor camberkompensation 50-70%
Bra hjulupphängningar
• Dubbla länkarmar
• Stel axel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Geometri för krafter i sidled.
Rollcenterhöjd
Rollcenterhöjdvariation
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollcentrum= där hjulupphängningens samlade kraft verkar mot karossen
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollcenterhöjd
Rollcenter
höjd
Stel axel: enbart tvärstaget
ger sidkraft in i karossen
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollcentrum= där hjulupphängningens samlade kraft verkar mot karossen
Rollcenter
höjd
Individuell hjulupphängning - pendelaxel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollcenterhöjd dubbla länkarmar
Momentan
centrum
Rollcenterhöjd
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollcenter höjd
Y=0
McPherson
Roll center höjd
Dubbla länkarmar
Roll center höjd
John-Erik Andersson Racing Consult
Stenungsund AB
Min rekommendation rollcenterhöjd
• Fram c:a 60 mm
• Bak c:a 50 mm
Bra hjulupphängningar
• Dubbla länkarmar
• Stel axel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Geometri för krafter i längsled.
Fram: Anti-lift (acceleration), Anti-dive (broms).
Bak: Anti-squat (acceleration), Anti-lift (broms).
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Geometri fram
•  Nerdragande kraft på karossen vid acceleration (antilift)
•  Lyftkraft på karossen vid bromsning (antidive)
Momentancentrum
Drivkraft
Fram
Bromskraft
John-Erik Andersson Racing Consult
Stenungsund AB
Geometri bak
• Lyftkraft på karossen vid acceleration (antisquat)
•  Nerdragande kraft på karossen vid bromsning (antilift)
Momentancentrum
Drivkraft (ej stel bakaxel)
Fram
Bromskraft
John-Erik Andersson Racing Consult
Stenungsund AB
Rörelseriktning för
kullederna
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Fram.
Min rekommendation antilift
• Framhjulsdrift: prolift 0 - 2 grader
• Fram- och bakhjulsdrift: prolift för mindre
understyrning i snäva kurvor
Min rekommendation antidive
• 2 - 8 grader
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Bak.
Min rekommendation antisquat (drivkraft)
• 0 - 6 grader.
Min rekommendation antilift (bromskraft)
• 10 – 20 grader.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Castervinkel
Caster trail
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Geometri fram
Kulled eller
Infästning McPherson
• Caster vinkel
• Caster trail
Fram
Caster vinkel
Caster trail
John-Erik Andersson Racing Consult
Stenungsund AB
Min rekommendation caster vinkel (ökar negativ camber vid styrning)
• McPherson: 8 – 12 grader.
• Dubbla länkarmar: 7 – 9 grader
Min rekommendation caster trail (respons, styrkänsla, tungstyrdhet)
• 25 – 40 mm
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Fjädring
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Hur styva fjädrar?
Egensvängningstal ca:
Rallybil:
Vanlig personbil:
Rallycrossbil:
Racingbil ojämna banor:
Racingbil jämna snabba banor:
1,2 Hz
1,4 Hz
1,7 Hz
2,5 Hz
3,5 Hz
• Frekvens (Hz)= 1/2Pi x roten ur k hjul (N/
m) genom M corner (kg)
• Fjäderns utväxling i kvadrat.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Fjädringsväg
Infjädring
• Bumpgummi: normalt ingen kontakt – bakhjulsdrift.
• Bumpgummi: kan användas för bättre power-on – framhjulsdrift.
Utfjädring
• Hjulrörelsen utåt skall ha marginal – framhjulsdrift.
• Eventuellt drop-link fram - bakhjulsdrift
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Krängningshämmare
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Justerbara krängningshämmare
K-hämmarstyvhet
• Diameter upphöjt till 4.
• Skänkellängd – utväxling i kvadrat
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Hur styva krängningshämmare?
• Fjäder och k-hämmare ger olika beteende.
• Rollstyvhet pga. k-hämmare 30-50%.
• Balansen lättjusterad med k-hämmare.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Stötdämpare
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Lågfart – blödarhål.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Mellanfart - schimsstack
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Högfart – kolvpassage.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Variation i
bleed-lågfart
Variation i
preloadmellanhastig
het
Variation i
shimsninghögfart
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rekommendation stötdämpare lågfart.
• Dubbelt så hög kompression som expansion (retur).
• Hårdare fjädrar kräver hårdare stötdämpare, ger större
marktrycksvariation = sämre grepp.
• Expansion lågfart äter grepp, speciellt viktigt för drivhjul.
• Expansion lågfart ger kontroll.
• Expansion lågfart bak ger dynamisk understyrning.
• Kompression lågfart ökar grepp (för mycket =”flyter ovanpå”)
• Kompression lågfart fram ökar respons.
• Kompr. lågfart bak ger dynamisk understyrning om stor toe-in.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Hjulvinklar
Camber och toe
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Mål för cambervinkel mot väg.
• Kurvkörning: 0 till något negativ.
• Bromsning: nackdel med stor vinkel.
• Acceleration drivhjul: nackdel med stor vinkel.
3
0
3
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Krängning utan camberkompensation.
• Innerhjulet får dubbel negativ camber mot väg.
(statisk camber + krängvinkel – camberkompensation)
6
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Cambervinkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Toevinkel.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Toevinkel.
Riktvärde 0,5 mm ut per hjul per grad -camber
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollstyrning
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollstyrning – 0.
Momentan
centrum
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollstyrning
Momentan
centrum
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollstyrning stel axel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Rollstyrning påverkar dynamiskt beteende
• Rollunderstyrning lugnar ner bilen.
• Rollöverstyrning gör bilen nervös och sladdbenägen.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Statiskt grepp - utnyttja däcksprestanda
• 
• 
• 
bra camber mot väg
lämpligt lufttryck.
väl vald toe-vinkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Mekanisk balans
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Lastomfördelning vid sidoacceleration
”Centrifugalkraft”
Tyngdpunkt
Ytterhjul:
ökat
marktryck
Innerhjul:
minskat
marktryck
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Lastomfördelning vid sidoacceleration
Låg tyngdpunkt och stor spårvidd fördelaktigt.
”Centrifugalkraft”
Tyngdpunkt
Ytterhjul:
ökat
marktryck
Innerhjul:
minskat
marktryck
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
”Friktionskoefficient” och cornering stiffness.
My
Slipvinkel
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
En axel med stor lastomfördelning belastar ytterhjulet
mycket, lyfter av innerhjulet och får sämre grepp.
Lastomfördelning genom:
• Styva fjädrar
• Styv krängningshämmare
• Högt rollcentrum
Steg 2: hjälp den axel som har det svårast, genom att
lastomfördela på den andra axeln.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Steg 3:
• om en axel lyfter innerhjulet från mark, så ger
ytterligare lastomfördelning på den axeln inget
extra.
• slaska då bort grepp på den överpresterande axel
tills bilen har balans.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
1. balans vid acceleration ur kurva.
Framhjulsdrift:
Understyrning - att ligga på bumpgummina
med ytterhjulen kan vara positivt.
Bakhjulsdrift:
Överstyrning - drop-stop fram kan vara
positivt.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
2. Balans mitt i kurvan.
Bil som är understyrd med gaspådrag:
gör bilen statiskt överstyrd.
Bil som är överstyrd med gaspådrag:
gör bilen statiskt understyrd.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
3. Balans vid instyrning i kurva.
Bil som är understyrd mitt i kurvan:
gör bilen dynamiskt överstyrd.
Bil som är övertyrd mitt i kurvan:
gör bilen dynamiskt understyrd.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Regn.
• En bil blir oftast mer understyrd på vått – reducera khämmarstyvheten fram.
• Det är oftast en fördel att lugna ner bilen - släpp
låghastighetsdämpningen lite runt om.
• Hård låsning via ramper i diffbroms kan ge jobbig
understyrning vid pådrag.
• Leta upp en snabbmekad regninställning.
• Högt däcktryck på regn – lägre tryck på upptorkande.
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Aerodynamisk balans.
• En bil blir mer understyrd med
minskade kurvradie.
• Stabilitet är viktigare i högfart
• Ge mer down force bak än fram
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB
Tack för visat intresse
John-Erik Andersson Racing
Consult Stenungsund AB