Vektoverføring - Weight transfer
Vektoverføring og lastoverføring er to uttrykk som brukes noe forvirrende for å beskrive to forskjellige effekter:
- endringen i last som bæres av forskjellige hjul til og med perfekt stive kjøretøy under akselerasjon
- endring av massesenter (CoM) plassering i forhold til hjulene på grunn av overholdelse av fjæring eller skifting eller lasting av last
I bil industrien, vektoverføring vanligvis henviser til endring i belastningen som bæres av forskjellige hjul under akselerasjon. Dette blir mer korrekt referert til som lastoverføring , og det er uttrykket som brukes i motorsykkelindustrien , mens vektoverføring på motorsykler, i mindre grad på biler, og lastbevegelse på begge skyldes en endring i CoM-plasseringen til hjulene. Denne artikkelen bruker sistnevnte par definisjoner.
Last overføring
Ved hjulforsynte kjøretøy , lastoverføring er målbar endring av last som bæres av forskjellige hjul under akselerasjon (både langsgående og sideveis). Dette inkluderer bremsing og retardasjon (som er en akselerasjon med negativ hastighet). Ingen bevegelse av massesenteret i forhold til hjulene er nødvendig, og lastoverføring kan derfor oppleves av kjøretøy uten fjæring i det hele tatt. Lastoverføring er et avgjørende konsept for å forstå kjøretøyets dynamikk . Det samme gjelder sykler, men bare i lengderetningen.
Årsaken
De store krefter som fremskynder et kjøretøy oppstår på dekkene ' kontaktområdene . Siden disse kreftene ikke er rettet gjennom kjøretøyets CoM, genereres ett eller flere øyeblikk hvis krefter er dekkens trekkraft på fortaunivå, den andre (lik men motsatt) er massetregheten lokalisert ved CoM og øyeblikket armen er avstanden fra fortauflate til CoM. Det er disse øyeblikkene som forårsaker variasjon i belastningen fordelt mellom dekkene. Ofte tolkes dette av den tilfeldige observatøren som en pitching eller rullende bevegelse av kjøretøyets kropp. Et perfekt stivt kjøretøy, uten fjæring som ikke viser pitching eller rulling av karosseriet, gjennomgår fortsatt lastoverføring. Pitching og rulling av karosseriet til et ikke-stivt kjøretøy tilfører imidlertid noe (liten) vektoverføring på grunn av (liten) CoM horisontal forskyvning i forhold til hjulets akseoppheng vertikale vandring og også på grunn av deformasjon av dekkene, dvs. kontakt lappforskyvning i forhold til hjul.
Senking av CoM mot bakken er en metode for å redusere lastoverføring. Som et resultat reduseres lastoverføring både i lengderetningen og i sideretningen. En annen metode for å redusere lastoverføring er ved å øke hjulavstandene. Ved å øke kjøretøyets akselavstand (lengde) reduseres lastoverføring i lengderetningen mens du øker kjøretøyets spor (bredde) reduserer sidelastoverføring. De fleste biler med høy ytelse er designet for å sitte så lavt som mulig og har vanligvis utvidet akselavstand og spor.
En måte å beregne effekten av lastoverføring på, med tanke på at denne artikkelen bruker "lastoverføring" for å bety fenomenet som ofte kalles "vektoverføring" i bilverdenen, er med den såkalte "vektoverføringsligningen":
- eller
hvor er endringen i belastning som bæres av forhjulene, er den langsgående akselerasjonen, er tyngdeakselerasjonen , er sentrum for massehøyden, er akselavstanden, er den totale kjøretøymassen og er den totale kjøretøyvekten.
Vektoverføring involverer den faktiske (relativt lille) bevegelsen av kjøretøyet CoM i forhold til hjulaksene på grunn av forskyvning av understellet når fjæringen overholder, eller av last eller væsker i kjøretøyet, noe som resulterer i en omfordeling av total last på de enkelte dekkene.
Massesenter
Vektoverføring skjer når kjøretøyets CoM skifter under bilmanøvrer. Akselerasjon får den fjærede massen til å rotere rundt en geometrisk akse, noe som resulterer i flytting av CoM. Vektoverføring foran og bak er proporsjonal med endringen i den langsgående plasseringen av CoM til kjøretøyets akselavstand, og side-til-side vektoverføring (oppsummert foran og bak) er proporsjonal med forholdet mellom endringen i CoMs sideveis beliggenhet til kjøretøyets spor.
Væsker, slik som drivstoff, strømmer lett inn i containerne og forårsaker endringer i kjøretøyets CoM. Ettersom drivstoff forbrukes, endres ikke bare posisjonen til CoM, men totalvekten til kjøretøyet blir også redusert.
Som et eksempel, når et kjøretøy akselererer, kan det oppstå vektoverføring mot bakhjulene. En utenforstående observatør kan være vitne til dette når kjøretøyet synlig lener seg bak eller knebøy . Omvendt kan vektoverføring mot fronten av bilen under bremsing forekomme. Under hard bremsing kan det være godt synlig selv fra innsiden av kjøretøyet når nesen dykker mot bakken (det meste av dette skyldes lastoverføring). På samme måte kan vektoverføring til utsiden av svingretningen forekomme under endringer i retning (lateral akselerasjon).
Vektoverføring er vanligvis av langt mindre praktisk betydning enn lastoverføring , i det minste for biler og SUVer. For eksempel i en 0,9 g sving, vil en bil med et spor på 1650 mm og en CoM-høyde på 550 mm se en lastoverføring på 30% av kjøretøyets vekt, det vil si at de ytre hjulene vil se 60% mer belastning enn før, og de innvendige 60% mindre. Totalt tilgjengelig grep vil falle med rundt 6% som et resultat av denne lastoverføringen. Samtidig vil kjøretøyets CoM vanligvis bevege seg sideveis og vertikalt, i forhold til kontaktplasteret, ikke mer enn 30 mm, noe som fører til en vektoverføring på mindre enn 2%, og en tilsvarende reduksjon i grep på 0,01%.
Trekkraft
Lastoverføring fører til at det tilgjengelige trekkraften på alle fire hjulene varierer når bilen bremser, akselererer eller svinger. Denne skjevheten mot et par dekk som gjør mer "arbeid" enn det andre paret, resulterer i et nettotap av totalt tilgjengelig trekkraft. Nettotapet kan tilskrives fenomenet kjent som dekkbelastningsfølsomhet .
Et unntak er under positiv akselerasjon når motorkraften kjører to eller færre hjul. I denne situasjonen hvor alle dekkene ikke brukes, kan lastoverføring være fordelaktig. Som sådan er de kraftigste bilene nesten aldri forhjulsdrift , da akselerasjonen i seg selv fører til at forhjulets trekkraft reduseres. Dette er grunnen til at sportsbiler vanligvis har enten bakhjulsdrift eller firehjulsdrift (og i allhjulsdrift tilfeller har kraften en tendens til å være forspent mot bakhjulene under normale forhold).
Rull over
Hvis (sideveis) lastoverføring når dekkbelastningen i den ene enden av et kjøretøy, vil det innvendige hjulet i den enden løfte seg og forårsake en endring i kjøreegenskapen. Hvis den når halve kjøretøyets vekt, vil den begynne å velte. Noen store lastebiler vil velte før de glir, mens personbiler og små lastebiler vanligvis velter når de forlater veien. Montering av racerdekk på et høyt eller smalt kjøretøy og deretter kjøring hardt kan føre til velte.