Cómo la cinemática de suspensión puede mejorar el rendimiento

Cómo la cinemática de suspensión puede mejorar el rendimiento

Para hacer que un automóvil vaya más rápido en una pista, hay un par de cosas que podemos hacer que generalmente mejorarán los tiempos de vuelta. Podemos reducir el peso, aumentar la potencia del motor, aumentar la carga aerodinámica, reducir la resistencia, aumentar el agarre de los neumáticos. Desafortunadamente, todos estos cambios suelen tener inconvenientes, por ejemplo:

  • Menor peso: menor durabilidad, materiales/procesos más costosos
  • Mayor potencia del motor: mayor consumo de energía, más difícil de conducir
  • Más carga aerodinámica: generalmente tiene el costo de más resistencia
  • Menos arrastre: generalmente tiene el costo de menos carga aerodinámica
  • Mejores llantas: las llantas más pegajosas generalmente se desgastan más rápido

Para mejorar el rendimiento, siempre tendremos que hacer algunas concesiones. En las carreras de resistencia, por ejemplo, tener más potencia del motor reduciría el tiempo de vuelta pero aumentaría el consumo de combustible, lo que a su vez requeriría paradas en boxes más frecuentes (software de simulación de tiempo de vuelta). OptimumLap podría usarse, por ejemplo, para determinar estas relaciones).

Otra área que está llena de compensaciones es la cinemática de suspensión. Ya sea que se tratediseñar una nueva suspensión o configurar un diseño existente, prácticamente todas las decisiones serán una compensación. ¿Mi centro de balanceo debe ser bajo para ralentizar la respuesta del chasis o alto para acelerar la respuesta del chasis? ¿Debo tener mucha ganancia de camber en balanceo o ninguna? ¿Tener una relación de movimiento no lineal me ayudará a controlar la altura de manejo o cambiará demasiado el equilibrio del automóvil cuando esté rodando?

Es evidente quediseño de suspensióny la configuración es un campo minado de compromisos, pero ¿qué pasa con las ganancias de rendimiento? ¿Cuánto se puede ganar optimizando un diseño de suspensión?



En este ejemplo vamos a ver una suspensión delantera para un genérico coche de carreras . El coche tiene dos configuraciones posibles para la suspensión delantera. Una configuración de referencia y una configuración de opción, la última baja los puntos de recogida internos para los brazos de control superiores unos 20 mm (3/4 in).

diseños cinemáticos OptimumG

La línea base y el diseño de opciones se muestran en esta animación. En el diseño opcional, los puntos interiores de los brazos de control superiores se han bajado 20 mm.

Utilizando OptimumKinematics , estos dos ajustes cinemáticos se simulan para curvas típicas de baja velocidad. En el medio de la curva, el automóvil estará rodando y girando. La animación a continuación muestra los dos diseños en el estado de la mitad de la esquina. El lector observador notará cómo el ángulo de inclinación de los neumáticos es ligeramente diferente entre los dos diseños. El diseño de la opción da como resultado una inclinación ligeramente más negativa para el neumático exterior (alrededor de 0,25 grados más de inclinación negativa en el neumático exterior y 0,25 grados más de inclinación positiva en el interior).

diseños cinemáticos OptimumG 2

Los dos diseños se muestran en el estado de la mitad de la esquina. Se puede ver el pequeño cambio en el ángulo de inclinación entre la línea de base y la opción.

Mediante el uso datos de neumáticos y modelos de neumáticos , se puede calcular el efecto que este cambio de inclinación tendrá sobre el agarre. Sin entrar en detalles, los ángulos de inclinación más favorables dan como resultado un aumento del agarre lateral del 2,1 % en el centro de la curva. Esto significa que para la curva de baja velocidad que vimos en este ejemplo, el automóvil puede ir aproximadamente 1 km/h (0,6 mph) más rápido (94 km/h en lugar de 93 km/h). La única diferencia entre estos dos diseños fue mover dos puntos de recogida unos 20 mm hacia abajo.

Este es solo un ejemplo de cómo se puede utilizar la cinemática para mejorar el rendimiento; pero lo que no hemos cubierto es qué otros efectos tendrán los puntos de captación. Hay una serie de compensaciones que tenemos que considerar.