Jak działają regulacje klinów NASCAR

Załoga pit-stopu wykonuje różne regulacje, z których najważniejszą jest regulacja klina. Na powyższym zdjęciu członek załogi sięgający ponad tylną przednią szybę reguluje klin. Todd Warshaw / Getty Images dla NASCAR

-Wyścigi NASCAR mogą być równie fascynujące za kulisami, jak ekscytujące. Nie musisz być ekspertem od samochodów, aby być pod wrażeniem tego, jak działa załoga pit-stopu. Wiedząc więcej o skomplikowanych mechanizmach zachodzących w tym, co robią ci ludzie, będziesz jeszcze bardziej doceniać.

Jedna z tajemniczych sztuczek, które ekipa wykonuje podczas tych szalonych zmian, nazywa się a regulacja klinowa. Podczas wyścigu możesz usłyszeć spikera, który wspomina, że ​​samochód go dostaje. Biorąc pod uwagę, że kierowcy są gotowi poświęcić kilka cennych sekund na tę regulację podczas szybkiego wyścigu, możesz założyć, że jest to ważne. Regulacja klinów może mieć ogromny wpływ na zachowanie samochodu wyścigowego podczas wyścigu.

-W szczególności regulacja klina odnosi się do zmiany wielkości naciągu sprężyny w tylnym zawieszeniu. Ale czy zespół wyścigowy nie powinien poświęcić czasu na uzyskanie zawieszenia tuż przed rozpoczęciem wyścigu? Okazuje się, że układ zawieszenia jest tak uzależniony od zmieniających się warunków, że trudno jest go precyzyjnie ustawić, dopóki kierowca nie poczuje subtelnych efektów prowadzenia podczas wyścigu.

Ale w jaki sposób załogi z pit stopu mogą dostroić zawieszenie - coś, co jest głęboko zakorzenione w działaniu samochodu wyścigowego - w trakcie wyścigu? W rzeczywistości nie muszą nawet otwierać maski ani wspinać się pod pojazd. Jeśli kiedykolwiek widziałeś samochód wyścigowy z bliska, być może zauważyłeś małe dziury w tylnej szybie. Otwory te umożliwiają załodze łatwy dostęp do rur, które trafiają bezpośrednio do sprężyn w układzie zawieszenia. Nieco później dowiemy się więcej o tym specjalnym skrócie.

-Zanim to zrobimy, dowiedzmy się, dlaczego ta korekta jest tak ważna. Aby to zrobić, najpierw przyjrzymy się układowi zawieszenia, który wpływa nie tylko na nierówności podczas jazdy.

Zawartość

1. Zawieszenie w samochodzie wyścigowym NASCAR
2. Cross-weight w samochodzie wyścigowym NASCAR
3. Jak cross-weight wpływa na prowadzenie w wyścigach NASCAR
4. Regulacja klina podczas Pit Stopu NASCAR

To jest przykład typowego rodzaju sprężyny zawieszenia, które można zastosować w samochodach wyścigowych NASCAR. Jon Ferrey Allsport / -Getty Images

Regulacja klinowa odnosi się po prostu do regulacji siły, która działa na sprężynę opony. Dlatego zanim przejdziemy dalej, powinniśmy podkreślić, w jaki sposób sprężyny są używane w układzie zawieszenia samochodu wyścigowego NASCAR.

-Co sprawia, że ​​skakanie na łóżku jest tak zabawne? W przeciwieństwie do twardej podłogi, sprężyny w łóżku maksymalnie wykorzystują siłę skierowaną w dół, którą wywierasz podczas skoku - w rzeczywistości zwracają ją z siłą do góry, umożliwiając skakanie jeszcze wyżej. Możesz naciskać na podłogę, ile chcesz - nie odepchnie się. Jednak sprężyny tak. Odwrotna sytuacja dzieje się, gdy spróbujesz wyciągnąć końce sprężyny na zewnątrz - spróbują odciągnąć. Sprężyny są tak upartymi i sprężystymi rzeczami, że im mocniej je ściskasz lub rozciągasz, tym mocniej będą popychać lub ciągnąć. W fizyce to się nazywa Prawo Hooke'a.

Inżynierowie samochodowi mogą wykorzystać wyjątkowe właściwości sprężyny w układzie zawieszenia samochodu. Ten system ma na celu zwalczanie negatywnych skutków wybojów na drodze. Kiedy samochód porusza się i napotyka wstrząs, ten wstrząs zużywa energię, przenosząc część siły działającej do przodu na siłę działającą w górę. Może również spowodować utratę przyczepności opon na drodze. Jeśli zdarzyło Ci się, że opona utknęła w błocie, wiesz, jak ważna jest przyczepność. Chociaż tory wyścigowe NASCAR mogą nie mieć błota, nawet najmniejsza utrata przyczepności może wpłynąć na osiągi samochodu.

Sprężyny to świetny sposób na pochłanianie energii napotykanej przez opony podczas wybijania. Za pomocą sprężyny przy każdej oponie te układy zawieszenia przekazują energię wstrząsającej opony do jej sprężyny, która odpycha się. Dzięki temu opona pozostaje w stałym kontakcie z drogą, ponieważ sprężyny nadal dociskają koła w dół.

Nawet przy użyciu sprężyn utrzymanie przyczepności między drogą a oponą może być nadal trudne podczas pokonywania zakrętów z dużą prędkością. Tak dzieje się podczas wyścigów NASCAR. Jeśli ciężar spadnie z opony podczas zakrętu, opona straci przyczepność do drogi, a kierowca będzie miał mniejszą kontrolę nad pojazdem. Okazuje się, że wielkość naciągu na sprężynę może wpłynąć na to, jaka część całkowitego ciężaru spoczywa na danym kole. Odpowiednio wyregulowana wielkość naprężenia poszczególnych sprężyn może pomóc w uzyskaniu odpowiedniego rozłożenia ciężaru i przyczepności podczas skrętu.

-Ale oto, jak sprawy stają się trudne: kiedy dostosujesz napięcie sprężyny na jednym kole, może to wpłynąć na pozostałe trzy koła w interesujący sposób. Dowiedz się, jak dalej.

Gdyby większa część masy samochodu została dodana do prawego przedniego koła, mogłoby nie unieść się nad ziemię, jak tutaj widzimy. Ale ta regulacja może również spowodować zbyt duży ciężar lewego tylnego koła. Darrell Ingham / Getty Images

Widzieliśmy, jak ważne może być, aby sprężyny zawieszenia pomagały oponom w utrzymaniu solidnej przyczepności na drodze. Jest to szczególnie ważne na torze wyścigowym, gdzie liczy się każda sekunda, a wypadki mogą zakończyć się katastrofą. Aby sprostać tak delikatnym warunkom, załogi pit-stopu dokonują regulacji klinów, aby zmienić napięcie sprężyn. Ale jeśli zauważysz, te załogi dostosowują klin tylko na tylne koła. Właściwie okazuje się, że regulacja ciśnienia tylko na jednym tylnym kole to często wszystko, czego potrzebuje samochód wyścigowy. Dzieje się tak, ponieważ, jak wspomnieliśmy wcześniej, regulacja napięcia jednej sprężyny może wpłynąć na rozkład ciężaru na wszystkich oponach.

-Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, pomyśl o stabilnym, czworonożnym stole, w którym ciężar jest równomiernie rozłożony na cztery nogi. Jeśli pod jedną z nóg włożysz mały kawałek złożonego papieru, stół będzie się chwiał. Teraz zaklinowana noga i jej ukośna noga przenoszą większy ciężar niż pozostałe dwie nogi [źródło: Guerrero].

-To samo dzieje się z samochodem wyścigowym. - Ściskanie sprężyny lewego tylnego koła lub dodanie klina kładzie większy ciężar samochodu na tym rogu. To zwiększa nacisk na ten koniec samochodu, tak jak wkładanie papierowego klina pod nogę stołu. Podobnie jak w tabeli, odpowiedni ukośny róg pojazdu pobiera większą część masy samochodu. Jeśli więc zwiększysz napięcie w lewym tylnym kole, lewe tylne i prawe przednie koła będą miały większy udział w całkowitej masie samochodu niż prawe tylne i lewe przednie koła..

Odwrotna sytuacja ma miejsce, jeśli zmniejszysz napięcie sprężyny lewego tylnego koła lub odejmij klin. W naszej analogii byłoby to równoznaczne z obcięciem nogi stołu. Zwiększyłoby to wagę na prawym tylnym i lewym przednim kole. Dlatego załoga może potrzebować wyregulować tylko jedno koło, gdy samochód wyścigowy musi dodać lub odjąć klin.

Ciężar po przekątnej między lewym tylnym i prawym przednim kołem określa się jako waga krzyżowa lub po prostu zaklinować. Często jest mierzony jako procent całkowitej masy pojazdu. Kiedy ponad 50 procent ciężaru samochodu spoczywa na lewym tylnym i prawym przednim kole, mówi się, że samochód ma większy klin.

-Teraz, gdy dowiedzieliśmy się, jak regulacja w jednym rogu pojazdu może wpłynąć na obciążenia w pozostałych trzech rogach, przyjrzyjmy się, jak ten nierównomierny rozkład masy wpływa na prowadzenie samochodu wyścigowego.

Ta ilustracja pokazuje, jak duże prędkości w połączeniu z niewłaściwym rozłożeniem masy mogą prowadzić do nadsterowności. Dorling Kindersley / Getty Images

-Pomyśl o tym, co się dzieje, kiedy skręcasz w lewo z dużą prędkością - lewa strona pojazdu wydaje się lekko unieść, a ciężar przesuwa się na prawą stronę. W fizyce to się nazywa siła odśrodkowa. Możemy poczuć, jak rozłożenie ciężaru zostaje przesadzone po prawej stronie i odciążone po lewej stronie.

Przyjrzyjmy się, jak ciężar krzyżowy wpływa na prowadzenie w wyścigach NASCAR. Kiedy samochód wyścigowy skręca w lewo z bardzo dużą prędkością, to przesunięcie ciężaru w prawo może dramatycznie wpłynąć na każdy nierówny ciężar poprzeczny. Zastanów się, co się dzieje, gdy samochód wyścigowy skręca w lewo z dużą prędkością ze zmniejszonym klinem - gdzie lewy przód i prawy tył mają większą masę niż pozostałe dwa. Skręt w lewo wyrównuje różnicę w masie na dwóch przednich kołach, ale zwiększa różnicę w masie na tylnych kołach. Tylne koła nie przyczepiają się wtedy tak dobrze, jak przednie, co może powodować odchylenie tylnych (nadsterowność).

-Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy samochód wyścigowy skręca w lewo ze zwiększonym klinem - gdzie lewe tylne i prawe przednie koła mają większą masę niż pozostałe dwa. Skręt w lewo wyrównuje różnicę masy na tylnych kołach, ale pogłębia dysproporcje w masie na przednich kołach. Przednie koła nie przyczepiają się wtedy tak dobrze, jak tylne, co może spowodować, że pojazd pchnie do przodu pomimo skrętu (podsterowność). Jednak zaletą zwiększonego klina jest to, że może dać kierowcy większą kontrolę podczas wychodzenia z zakrętu.

-Jak to się ma do rzeczywistych sytuacji wyścigowych? Dowiedz się, jak załogi pit-stopu dostosowują zawieszenie i rozkład masy samochodu wyścigowego w środku wyścigu.

Ten członek załogi w boksie reguluje klin w połowie wyścigu, aby zapewnić kierowcy lepsze prowadzenie. Stephen Dunn / Getty Images

-Odpowiedni procent klina zależy od aktualnych warunków jazdy i wielu innych czynników. Ponieważ nie ma ustalonej formuły, sterownik może nie być w stanie przewidzieć optymalnej ilości klina. Jednak podczas wyścigu poczuje tendencję samochodu do wychylania się lub parcia do przodu w zakręcie. Kiedy się zatrzyma, może poprosić załogę o wyregulowanie klina.

Być może zastanawiasz się, w jaki sposób samochód seryjny może uzyskać regulację klina podczas pit stopu. Aby to zadanie było szybkie i łatwe, inżynierowie tworzą skrót do każdego samochodu wyścigowego NASCAR. Dwie śruby podnośnika biegną od tylnych sprężyn w układzie zawieszenia w górę samochodu. Członek załogi pit-stopu zwany „montażownicą opon” używa przedłużonej zapadki, która sięga przez jeden z otworów w tylnej szybie, aby dopasować ją do śruby. Ta śruba podnosi lub obniża słupek podtrzymujący sprężynę [źródło: Demere]. Obracając mechanizm zapadkowy, montażownica do opon może dodawać lub odejmować klin. Korekty są wyceniane w zakręty (klucza) lub rundy. Często samochód potrzebuje tylko pół rundy regulacji klina.

-Te śruby szybkiego dostępu są jednak dostępne tylko na tylnych kołach. Dotarcie do sprężyn na przednich kołach wiąże się z otwarciem maski. Ale na szczęście zwykle nie jest to konieczne. Jak się dowiedzieliśmy, regulacja klina w jednym kole może wpłynąć na rozkład ciężaru na każdym z nich. Jak się okazuje, przez większość czasu załogi pit-stopu muszą wyregulować tylko jedno koło.

Jeśli kierowca zrobi kolejny postój, ponieważ samochód jest zbyt ciasny, montażownica musi odjąć klin. Zamiast lewej strony, raczej nie podszedł do otworu po prawej stronie tylnej szyby za pomocą zapadki. Dokręca pół rundy, wywierając nieco większy nacisk na prawą tylną sprężynę - ale tym razem odejmuje klin i rozluźnia samochód na lewe skręty.

-Więc teraz, gdy już zszedłeś i zbrudziłeś się, aby nauczyć się nakrętek i śrub regulacji klina NASCAR, dowiedz się więcej o NASCAR i innych powiązanych tematach z linków na następnej stronie.

Niesamowite przez zakręt

Samochody NASCAR dodawały tzw chwiać się na nogach aby zapewnić kierowcom lepszą obsługę podczas skrętu. Stagger odnosi się do różnicy w obwodzie między lewą i prawą oponą. Na przykład na skręcie w lewo pomocne może być posiadanie opon lewych o mniejszym obwodzie i prawych o większym obwodzie, tak aby równowaga wyrównała się podczas skrętu. Jednak nowoczesne postępy i wprowadzenie opony radialnej sprawiły, że stagnacja nie jest konieczna [źródło: NASCAR].

Powiązane artykuły

• Dlaczego pochylenie jest tak ważne w NASCAR?
• Dlaczego system kar NASCAR jest tak trudny do zrozumienia?
• Czy łatwo jest oszukiwać w NASCAR?

Więcej świetnych linków

• Film na temat regulacji klina z NASCAR
• Kalkulator wagi narożników

Źródła

• Bloomfield, Louis A. How Things Work: The Physics of Everyday Life. 2^nd Ed.John Wiley & Sons, Inc, Nowy Jork: 2001.
• Burt, William. „Przewodnik dla fanów Stock Car Race”. MotorBooks / MBI Publishing Company, 1999. (5 listopada 2008) http://books.google.com/books?id=pWHAA4dDf34C
• Demere, Mac. „Korekty w trakcie wyścigu NASCAR”. Valvoline. (5 listopada 2008) http://www.valvoline.com/carcare/articleviewer.asp?pg=pht20070501mr&cccid=4&scccid=4
• Podstawy sportów motorowych. „Zrozumienie obciążeń narożników”. Grassroots Motorsports. (5 listopada 2008) http://grassrootsmotorsports.com/articles/understanding-corner-weights/
• Guerrero, Michael. „Co to jest Wedge?” Stock Car Racing. (5 listopada 2008) http://www.stockcarracing.com/techarticles/39742_what_is_wedge/index.html
• Ovcharik, Miroslav. „Odchylenie przednie, odchylenie lewe i ciężar poprzeczny: zawieszenie skrętne z regulacją masy”. ArticleCity.com. (5 listopada 2008) http://www.articlecity.com/articles/auto_and_trucks/article_1601.shtml

-