Hur NASCAR Kiljusteringar fungerar

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 2017
  • 412
Pit stop-besättningen utför olika inställningar, inte minst som kiljustering. På bilden ovan justerar besättningsmedlemmen över den bakre vindrutan kilen. Todd Warshaw / Getty Images för NASCAR

-NASCAR-tävlingar kan vara lika fascinerande bakom kulisserna som de är spännande att titta på. Du behöver inte vara bilekspert för att bli imponerad av hur en pit-crew besitter sin magi. Men att veta mer om den komplexa mekaniken beteende vad dessa människor gör kommer att ge dig en ännu djupare uppskattning.

Ett av de mystiska knepen som en besättning utför under dessa frenade inställningar kallas a kiljustering. Under ett lopp kanske du hör en annonsör som nämner att en bil får en. Med tanke på att förarna är villiga att ägna flera värdefulla sekunder till denna inställning under ett snabbt lopp, kan du satsa på att det är viktigt. Kiljustering kan göra en dramatisk skillnad i hur en racerbil hanterar under ett lopp.

-Speciellt hänvisar kiljusteringen till att ändra spänningsmängden på en fjäder i den bakre upphängningen. Men borde inte tävlingslaget ta sig tid att få avstängningen rätt innan ett lopp börjar? Det visar sig att upphängningssystemet är så beroende av förändrade förhållanden att det är svårt att få det exakt rätt tills föraren känner de subtila hanteringseffekterna under ett lopp.

Men hur kan pitbesättningarna finjustera upphängningen - något begravt i en racerbils inre arbete - midrace? De behöver faktiskt inte ens hoppa eller klättra under fordonet. Om du någonsin har sett en racerbil på nära håll kan du ha märkt små hål i bakrutan. Dessa öppningar ger besättningen enkel åtkomst till rör som går direkt till fjädrar i upphängningssystemet. Vi kommer att få veta mer om den här speciella genvägen lite senare.

-Innan vi gör det, låt oss lära oss varför denna anpassning är så viktig. För att göra det ska vi först titta på fjädringssystemet, som påverkar mer än bara en ojämnhet i en åktur.

Innehåll
  1. Upphängning i en NASCAR Race Car
  2. Korsvikt i en NASCAR racerbil
  3. Hur tvärvikt påverkar hanteringen i NASCAR-lopp
  4. Kiljustering under en NASCAR Pit Stop
Detta är ett exempel på en typisk typ av upphängningsfjäder som kan användas i NASCAR racerbilar. Jon Ferrey Allsport / -Getty Images

Kiljustering hänvisar helt enkelt till att justera mängden kraft som tappar på däckets fjäder. Så innan vi går längre, bör vi betona hur fjädrar används i en NASCAR racerbils upphängningssystem.

-Vad gör att hoppa på en säng så roligt? Till skillnad från ett hårt golv, gör fjädrarna i en säng det bästa av den nedåtgående kraften du utövar när du hoppar - de ger faktiskt tillbaka den till dig i uppåtgående kraft, vilket gör att du kan hoppa ännu högre. Du kan trycka ner på golvet allt du vill - det kommer inte att trycka tillbaka. Springs gör det dock. Det omvända händer när du försöker dra ändarna på en fjäder utåt - de försöker dra tillbaka. Fjädrar är sådana envisa och fjädrande saker, i själva verket att ju hårdare du komprimerar eller sträcker dem, desto hårdare kommer de att trycka eller dra tillbaka. I fysik kallas detta Hookes lag.

Biltekniker kan dra fördel av vårens unika egenskaper i bilens upphängningssystem. Detta system är avsett att bekämpa de negativa effekterna av stötar på en väg. När en bil rör sig och stöter på en ojämn spenderar den bulten energi genom att överföra en del av bilens framåtkraft till uppåtkraft. Det kan också göra att däcken tappar greppet om vägen. Om du någonsin har fastnat ett däck i leran, vet du hur viktigt greppet är. Även om NASCAR-banor kanske inte har någon lera, kan till och med den minsta förlusten av greppet påverka bilens prestanda.

Fjädrar är ett utmärkt sätt att absorbera den energi som däcken stöter på. Med en fjäder vid varje däck överför dessa upphängningssystem energi från det skakande däcket till dess fjäder, som skjuter tillbaka. Detta håller däcket i ständig kontakt med vägen när fjädrarna fortsätter att trycka hjulen nedåt.

Även om du använder fjädrar kan det fortfarande vara svårt att bibehålla greppet mellan vägen och däcket när du svänger med hög hastighet. Det här är vad som händer under NASCAR-lopp. Om vikten flyttas från ett däck under en sväng förlorar däcket greppet om vägen och föraren får mindre kontroll över fordonet. Det visar sig att mängden spänning på en fjäder kan förändra hur mycket av den totala vikten som ligger på ett givet hjul. Vid korrekt justering kan spänningsmängden på de enskilda fjädrarna hjälpa till att uppnå korrekt viktfördelning och grepp under en sväng.

-Men så här blir det svårt: När du justerar spänningen på en fjäder på ett hjul, kan det påverka de andra tre hjulen på intressanta sätt. Ta reda på hur nästa.

Om mer av bilens vikt läggs till höger framhjul, kanske den inte lyft från marken som vi ser här. Men den justeringen kan också lägga till för mycket vikt till det vänstra bakhjulet. Darrell Ingham / Getty Images

Vi har sett hur viktigt det kan vara för fjädring att hjälpa däck att upprätthålla ett stabilt grepp med vägen. Det är särskilt viktigt på en racerbana där varje sekund räknas och olyckor kan sluta i en katastrof. För att tillgodose sådana känsliga förhållanden utför pitbesättningarna kiljusteringar för att ändra spänningen på fjädrarna. Men om du märker det, justerar dessa besättningar kil endast på bakhjulen. Det visar sig att justering av trycket på bara ett bakhjul ofta är allt en racerbil behöver. Det beror på att, som vi nämnde tidigare, att justera spänningen på en fjäder kan påverka viktfördelningen på alla däck.

-För att förstå varför detta händer, tänk på ett stabilt fyrbensbord där vikten är jämnt fördelad mellan de fyra benen. Om du lägger en liten bit vikta papper under ett av benen, vinglar bordet. Nu har det kilade benet och dess diagonala ben mer vikt än de andra två benen [källa: Guerrero].

-Samma sak händer med en racerbil. - Komprimera fjädern på ett vänster bakhjul eller lägga till kil lägger mer av bilens vikt på det hörnet. Detta ökar trycket på den änden av bilen precis som att lägga papperskilen under bordbenet. Liksom med tabellen får bilens motsvarande diagonala hörn mer av bilens vikt. Så om du ökar spänningen i det vänstra bakhjulet, kommer de vänstra bakre och höger framhjulen att ha en större andel av bilens totala vikt än de högra bakre och vänster framhjulen.

Det omvända händer om du minskar spänningen på vänster bakhjulets fjäder eller subtra kil. I vår analogi skulle det vara likvärdigt med att klippa ett bordben. Det skulle öka vikten på höger bak och vänster framhjul. Det är därför en besättning kan behöva justera endast ett hjul när en racerbil behöver lägga till eller subtrahera kil.

Den diagonalt relaterade vikten mellan vänster bakre och höger framhjul kallas tvär vikt eller helt enkelt kil. Det mäts ofta i procent av fordonets totala vikt. När mer än 50 procent av bilens vikt är på vänster bakre och högra framhjul, sägs bilen ha mer kil.

-Nu när vi har lärt oss hur en justering i ett hörn av ett fordon kan påverka vikterna i de tre andra hörnen, låt oss ta en titt på hur denna ojämna viktfördelning påverkar en racerbils hantering.

Denna illustration visar hur höga hastigheter i kombination med felaktig viktfördelning kan leda till överkontroll. Dorling Kindersley / Getty Images

-Tänk på vad som händer när du kör vänster med hög hastighet - fordonets vänstra sida verkar lyfta något, och vikten flyttas till höger sida. I fysik kallas detta centrifugalkraft. Vi kan känna hur fördelningen av vikten blir överdriven på höger sida och lättad från vänster sida.

Låt oss titta på hur tvärvikt påverkar hanteringen i NASCAR-lopp. När en racerbil gör vänsterhöjning med mycket hög hastighet kan denna viktförskjutning till höger dramatiskt påverka ojämn korsvikt som finns. Tänk på vad som händer när en racerbil går in i vänster sväng i hög hastighet med minskad kil - där vänster-fram och höger bak har större vikt än de andra två. Den vänstra svängen visar skillnaden i vikt på de två framhjulen men förstärker skillnaden i vikt på bakhjulen. Bakhjulen greppas då inte så väl som framhjulen, vilket kan få baksidan att svänga ut (överstyrning).

-Det motsatta sker när en racerbil går in i en vänster sväng med ökad kil - där vänster-bakre och högra framhjulen har större vikt än de andra två. Den vänstra svängen visar skillnaden i vikt på bakhjulen men förvärrar skillnaden i vikt på framhjulen. Framhjulen griper då inte så bra som bakhjulen, vilket kan få fordonet att skjuta framåt trots svängen (understyrning). Fördelen med ökad kil är dock att det kan ge föraren mer kontroll när han kommer ur en sväng.

-Så, hur förhåller det sig till verkliga tävlingssituationer? Ta reda på hur pitbesättningarna justerar upphängningen och viktfördelningen av tävlingsbilen mitt i ett tävling.

Denna pitbesättningsmedlem justerar kilens mid-race för att ge föraren förbättrad hantering. Stephen Dunn / Getty Images

-Rätt procent av kilen beror på nuvarande körförhållanden och ett antal andra faktorer. Eftersom det inte finns någon fast formel, kanske en drivrutin inte kan förutsäga den optimala mängden kil. Under loppet känner han emellertid bilens tendens att svänga ut eller skjuta framåt i en sväng. När han stannar kan han låta sin pit-besättning justera kilen.

Du undrar kanske hur en aktiebil kan få en kiljustering under ett pitstopp. För att göra denna uppgift snabb och enkel utformar ingenjörer en genväg till varje NASCAR racerbil. Två jackbultar sträcker sig från de bakre fjädrarna i upphängningssystemet upp genom bilen. En medlem av gropbesättningen kallas en "däckväxlare" använder en utsträckt spärrhylsa som når genom en av öppningarna i bakrutan för att passa på bulten. Denna bult höjer eller sänker stolpen som stöder fjädern [källa: Demere]. Genom att vrida på spärr kan däckväxlaren lägga till eller subtrahera kil. Justeringarna mäts i varv (av skiftnyckeln) eller omgångar. Ofta kan bilen bara behöva en halv omgång kiljustering.

-Dessa snabba åtkomstbultar finns dock endast på bakhjulen. Att komma till fjädrarna på framhjulen innebär att man öppnar huven. Men tack och lov är det vanligtvis inte nödvändigt. Som vi lärt oss kan justering av kilen i ett hjul påverka viktfördelningen på dem alla. Som det visar sig, behöver de flesta av tiden pitbesättningen bara justera ett hjul.

Om föraren gör ett nytt stopp för att bilen är för snäv, måste däckväxlaren subtrahera kilen. I stället för vänster sida går han mi-ght till öppningen på höger sida av bakrutan med sin spärr. Han skruvar ner en halv runda och sätter något mer tryck på den högra bakre fjädern - men den här gången drar han bort kilen och lossar bilen för vänster varv.

-Så nu när du har blivit ner och smutsig för att lära dig muttrarna och bultarna i NASCAR kiljustering, lära dig mer om NASCAR och andra relaterade ämnen från länkarna på nästa sida.

Svimlande runt en sväng

NASCAR-bilar användes för att lägga till vad som kallas sprida för att ge förarna bättre hantering under en sväng. Stagger hänvisar till en skillnad i omkretsen mellan vänster och höger däck. Till exempel i vänster sväng kan det hjälpa till att ha vänster däck med en mindre omkrets och höger däck med en större omkrets så att balansen blir jämnare under svängen. Men moderna framsteg och införandet av det radiella däcket har gjort stagger onödigt [källa: NASCAR].

Relaterade artiklar

  • Varför är camber så kritisk i NASCAR?
  • Varför är NASCAR-straffsystemet så svårt att förstå?
  • Är det lätt att fuska i NASCAR?

Fler bra länkar

  • Video om kiljustering från NASCAR
  • Hörnviktberäknare

källor

  • Bloomfield, Louis A. Hur saker fungerar: Fysiken i vardagen. 2nd Ed.John Wiley & Sons, Inc, New York: 2001.
  • Burt, William. "Stock Car Race Fan's Reference Guide." MotorBooks / MBI Publishing Company, 1999. (5 nov. 2008) http://books.google.com/books?id=pWHAA4dDf34C
  • Demere, Mac. "NASCAR-anpassningar för mitt lopp." Valvoline. (5 nov 2008) http://www.valvoline.com/carcare/articleviewer.asp?pg=pht20070501mr&cccid=4&scccid=4
  • Grassroots Motorsports. "Förstå hörnvikter." Grassroots Motorsports. (5 november 2008) http://grassrootsmotorsports.com/articles/understanding-corner-weights/
  • Guerrero, Michael. "Vad är kil?" Lager Bilracing. (5 november 2008) http://www.stockcarracing.com/techarticles/39742_what_is_wedge/index.html
  • Ovcharik, Miroslav. "Främre förspänningar, vänster förspänning och korsvikt: upphängning med viktjusteringar." ArticleCity.com. (5 november 2008) http://www.articlecity.com/articles/auto_and_trucks/article_1601.shtml

-




Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar