7-постовый шейкер

Семистоечный шейкер — это испытательное оборудование, используемое для проведения технического анализа гоночных автомобилей. Применяя силы встряхивания, вибратор может имитировать креновые нагрузки, боковую передачу нагрузки, продольную передачу веса и чувствительную к высоте прижимную силу для имитации конкретных гоночных трасс.

Использование

7-стоечный шейкер используется на многих автомобилях в различных условиях эксплуатации. Более ранние версии представляли собой шейкер с 5 стойками и шейкер с 4 стойками. Четырехстоечный шейкер обычно используется производителями автомобилей для выявления скрипов и дребезжания. Эта технология была впервые использована в Формуле 1 в конце 1990-х годов, а сейчас также используется в других сериях, таких как NASCAR и Indy Racing League . Команды NASCAR с 7 стойками включают Hendrick Motorsports , Richard Childress Racing , Chip Ganassi Racing , Furniture Row Racing и Roush Fenway Racing . автомобиль, которым управляет Джефф Гордон, показан на семистоечной установке В этом видео .

Конструкторы транспортных средств используют результаты испытаний 7-стоечного вибросита для регулировки жесткости пружин, амортизаторов и передаточного отношения рулевого управления в соответствии с условиями конкретной моделируемой трассы. ^[1]

Производители обычно не используют семистоечные установки для дорожных автомобилей, поскольку эти автомобили обычно не подвергаются таким же аэродинамическим воздействиям, как гоночные автомобили, движущиеся на высоких скоростях. Тем не менее, немецкая компания по производству подвесок KW — одна из немногих компаний, которая использует 7-стоечный стенд для разработки своих компонентов дорожной подвески.

Операция

Семистоечный вибратор воздействует на транспортное средство и записывает силы, которые транспортное средство возвращает в систему. Седьмая стойка применяет подъемную силу , прижимную силу , силы неровностей дороги и передачу нагрузки при торможении, ускорении и прохождении поворотов. Компоненты подвески и трансмиссии автомобиля реагируют на эти силы, колебания частоты шасси и подвески (ниже 30 Гц), а также на вибрации шин, двигателя, трансмиссии и ведущего моста на более высоких частотах. Прилагаемые силы рассчитываются на основе модели гоночной трассы, веса автомобиля и водителя, давления в шинах, оборотов двигателя и оборотов трансмиссии. Усилия, которые хотят инженеры-испытатели, воздействуют на автомобиль за счет использования четырех основных гидравлических приводов, способных генерировать силу в 25 килоньютонов (5600 фунтов- _футов ) с максимальной скоростью, превышающей 1 метр в секунду (3,3 фута/с), что действовать на шины. Хотя приводы способны создавать частоты до 500 Гц, в этом нет необходимости, поскольку эластичность резины и воздуха в шинах поглощает большую часть воздействий с частотой выше 50 Гц. Остальные три должности известны как приводы аэропогрузчика и отвечают за подрессоренную массу автомобиля. Силы, которые представляют собой эти три исполнительных механизма, представляют собой инерционные нагрузки, возникающие при входе в кривую или аэродинамическую нагрузку и разгрузку в виде прижимной силы или подъемной силы от крыла. Эти силы невелики на дорожных автомобилях, скорость которых обычно не превышает 140 километров в час (90 миль в час), но значительны на гоночных автомобилях, скорость которых может превышать 300 километров в час (190 миль в час). ^[2]

Самые основные параметры, которые необходимо инициализировать, — это вертикальные силы, действующие на транспортное средство со стороны поверхности дороги. Водители и инженеры хотят посмотреть, как автомобиль реагирует на конкретные трассы, поскольку на трех овале на Talladega Superspeedway , где скорость может приближаться к 320 километрам в час (200 миль в час), автомобиль будет реагировать по-разному, чем на Bristol Motor Speedway , где повороты проходят с уклоном. 24-30 градусов. Эти данные чрезвычайно сложно собрать и обобщить, поскольку дорожное покрытие крайне неравномерно. После загрузки гоночной трассы в испытательный компьютер транспортное средство можно загрузить на 7-й пост. При отсутствии фактических данных трассы можно использовать качающуюся синусоидальную волну. ^[3] Дальнейшие переменные устраняются за счет использования балласта по весу водителя и весу топлива в баке. Температура испытательной лаборатории строго регулируется до стандартной температуры 21 °C (70 °F). После запуска установки преобразователи в виде акселерометров и тензодатчиков преобразуют механическое движение автомобиля в электрический сигнал. Этот сигнал отправляется на процессор, который преобразует и усиливает сигнал и отправляет его на компьютер.

Также особый интерес для инженера представляет сила взаимодействия шины с дорогой. Это представляет интерес для конструкторов автомобилей, поскольку отражает сцепление шины с поверхностью дороги. Это сложнее проверить, поскольку частота дискретизации должна быть как минимум в пять раз выше самой высокой частоты. ^{[ нужна ссылка ]} В этом случае входящая частота составляет 100 Гц, поэтому частота дискретизации должна быть не менее 500 Гц.

При анализе вибрации, как и во всех инженерных задачах, выходные данные необходимо рассматривать методично. При тестировании на семистоечном вибраторе все переменные взаимосвязаны и могут быть проанализированы, а влияние фактической установки может быть оценено количественно. Кривую демпфирующей силы можно извлечь из данных, чтобы понять, как жесткость установки и другие переменные влияют на демпфирующую силу. Некоторые, казалось бы, незначительные тенденции необходимо проверять, чтобы инженеры могли быть уверены, что тенденция не сохранится или что эта тенденция ожидаема.

Путь анализа в этом случае следующий:

Входные данные: дорога или гоночная трасса.
Неподрессоренная масса – вес не ощущается пружинами.
- Шины — действуют как демпферы действующих сил.
- Колеса – Добавьте вес
- Тормоза – Добавьте вес
- Пружины – непосредственно реагируют на входные силы.
Подрессоренная масса – Остальные части автомобиля, в частности:
- Удары. Значительно ослабляют входные силы.
- Рама/каркас безопасности — распределяет входные силы по всему автомобилю.
- Водитель – непосредственно утомляется вибрацией, креном кузова и обратной связью с рулевым колесом.

См. также

Ссылки

^ Семистоечная вибраторная установка - Машина для динамики подвески - Круговая дорожка
^ «F1 - Grandprix.com > Особенности > Технические характеристики > Движущие силы» . Архивировано из оригинала 28 февраля 2008 г. Проверено 26 февраля 2008 г.
^ АРК 7-Пост

[1] Семистоечная вибраторная установка - Машина для динамики подвески - Круговая дорожка

[2] «F1 - Grandprix.com > Особенности > Технические характеристики > Движущие силы» . Архивировано из оригинала 28 февраля 2008 г. Проверено 26 февраля 2008 г.

[3] АРК 7-Пост

[1]

[2]

[3]