Tack till alla våra trogna sponsorer som stöttar och håller Rejsa rullande
Racetech
Fjäder / kränghämmare / dämparberäkningar
1, 2, 3   >>
1 besök senaste veckan (28380 totalt)
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
Hej!

Jag har länge besudlat min egen biltråd med diverse kurvor på fjädrar och annat, som jag själv tycker är nyttiga men kanske svåra att tyda stundtals.

Precis nyligen så har jag och Victor Bagge diskuterat fjädrar till hans Cayman lite fram och tillbaks och det kanske finns någon som vill räkna lite på sin egen.

Så jag har helt sonika lagt upp det hela på Github: https://github.com/fyhrsq/latStatFun

Skrivet i Python, vilket kanske inte är bekant för alla, men det är väldigt likt matlab om man använder NumPy som jag gjort. Välkomna att klona/modifiera/kritisera eller lägga till indata för andra fordon i form av ny fil.



Såhär ser resultaten ut i nuläget för Caymanen, med 4 olika fjädrar och två uppsättningar kränghämmare där den ena är justerbar:




_________________
Pontus Fyhr
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Vad vill du se? (förstå)

Python:
Har aldrig använt mm, ser det bara som ett beräkningsverktyg.

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Victor.
Lund
Här sen Dec 2003
Inlägg: 1824



Tack för hjälpen Pontus! thumbs up
fuling skrev:
Vad vill du se? (förstå)

Python:
Har aldrig använt mm, ser det bara som ett beräkningsverktyg.

Jag ville se ungefär var originalstupen låg frekvensmässigt (hade bara fjäderkonstanterna från början) och hur H&R:s coiloverkit och krängningshämmare är uppsatta, framförallt om jag kan förvänta mig en mer över- eller understyrd bil (statiskt) med dessa delar.

H&R-kiten är deras "vanliga" coilovers (40/60 N/mm fram/bak) och deras "Clubsport"-kit (70/110 N/mm fram/bak) och det sistnämnda verkar vara rejält hårt (hjulfrekvenser >2,4 Hz). Då jag mest kör konbana på gatdäck borde "vanliga" kitet passa rätt bra med runt 1,8 Hz. Jag hade 1,75 Hz på min MX-5:a och det fungerade mycket bra till samma användningsområde på den bilen och det gick utmärkt att göra en 200-mils semesterresa till/från Ringen utan ryggradskompression.

Vad det gäller över/understyrning så ser det ut som att ihop med krängningshämmarna så kan jag välja på ungefär samma balans som original med bakre krängningshämmaren i "mjuka" läget och något mer åt det överstyrda hållet med krängningshämmaren i "hårda" läget. Detta tror jag blir utmärkt för bilen känns ganska "tryggt" understyrd som den är nu, jag tror inte jag vill ha den ännu mer åt det hållet.

Jag ska justera lite i koden, jag mätte t.ex. vinkeln på fjäderbenet (med gradskiva på utskrivna CAD-bilden) och det var 17 grader (nuvarande beräkningar baserade på 20 grader). Sedan ska jag göra lite mätningar ute i garaget, krängninghämmarlängden är t.ex. uppskattad från ett foto av lösa krängningshämmare som ligger på ett klinkersgolv där plattornas storlek har fått agera skalstock...

_________________

Porsche Cayman S "3400 RT" -09
Grocery Getter: Volkswagen Golf 1,6 -06
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Vad har OEM Porsche Cayman S -09 för fjäderkonstater?

Läser ur diagranet, fram ca 27 och bak 40. Stämmer?
Är det fjäder eller hjulkonstnter?

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Victor.
Lund
Här sen Dec 2003
Inlägg: 1824



Rätt, 27/40 N/mm är standardfjädrarna på Cayman S. Ihop med aktiva stötdämpare (PASM på Porschespråk) är det 33/46 N/mm. Cayman R har mitt emellan, 30/43 N/mm (vanliga stötdämpare). Allt är fjäderkonstanter.

McPherson runt om, här finns CAD-bilder i olika vinklar på upphängningarna (dock utan mått): http://www.elephantracing.com/suspension/diagram/boxster-cayman-suspen . . . .

_________________

Porsche Cayman S "3400 RT" -09
Grocery Getter: Volkswagen Golf 1,6 -06
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
fuling skrev:
Vad vill du se? (förstå)


För egen del så vill jag samla data likt den i plottarna ovan för olika bilar, för att se var OEM setup ligger samt hur mycket den pushas av eftermarknadsfirmor. Kanske särskilt kring "roll rate front" siffran, det finns givetvis annat (t.ex. toe och däcksstorlek) som spelar in, men om man hade en 10-20 olika bilmodeller i det här formatat och dess "roll rate front" plottat mot statisk viktfördelning, så tror jag man hade kunnat se någon intressant trend.

Citat:

Python:
Har aldrig använt mm, ser det bara som ett beräkningsverktyg.


Ja det är absolut bara ett verktyg, men på lite sikt kunde man tänkas göra sig en kalkylator likt de här: http://www.fatcatmotorsports.com/FRC_NB/FCM_MSDS_1_8NB.htm

_________________
Pontus Fyhr
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Har du/ni kollat vad bilar med ca samma viktfördeling har för fjädersättingar?

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
fuling skrev:
Har du/ni kollat vad bilar med ca samma viktfördeling har för fjädersättingar?


Nja, det svåra i kråksången är väl att få fram korrekta MR, så vi har bara Elise, Boxster/cayman (987) och miata än. Vad ligger en gammal svansmotorporsche på för hjulkonstanter?

_________________
Pontus Fyhr
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Vad drar ni för slutsats av att gemnföra fjädersättningen Elise med Boxster/cayman (987)?

Svansporchar är satta ca som Elise och som en backande grävling
Röda tråden är att den tunga och drivande ändan är avfjädrad mjukare.

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
fuling skrev:
Vad drar ni för slutsats av att gemnföra fjädersättningen Elise med Boxster/cayman (987)?

Svansporchar är satta ca som Elise och som en backande grävling
Röda tråden är att den tunga och drivande ändan är avfjädrad mjukare.


Från Cayman:


Och motsvarande för Elise:


Så kan man dra slutsatsen att antingen är våra MR på Cayman way off, eller så borde den vara betydligt mer livlig än Elisen, med tanke på att Cayman har lite mer vikt fram (45%) än Elise (40%). Så tycker jag förhållandena borde se nästan omvända ut. Men det är klart, Elisen har lite kortare hjulbas och kanske behöver mer "stabilitetshjälp" från snäll fjädersättning.

Nu har jag inte kört varken Boxsters eller Caymans fort, och Victor har inte provat HR kittet än.

Men som tidigare slutsats från min tråd så lider Elisen fortfarande av brist på bakre krängningshämmare, om man vill få ner roll-gradienten.

Vidare är jag tveksam på vårt antagande om MR=1 på kränghämmarna till Cayman, alternativt kan de små o-raka sektionerna minska styvheten i krängarna markant. Jag har någon artikel om analytisk uppskattning av dylikt i gömmorna någonstans, ska leta lite.


_________________
Pontus Fyhr
Citera
Victor.
Lund
Här sen Dec 2003
Inlägg: 1824



Pontus Fyhr skrev:
Så kan man dra slutsatsen att antingen är våra MR på Cayman way off, eller så borde den vara betydligt mer livlig än Elisen, med tanke på att Cayman har lite mer vikt fram (45%) än Elise (40%). Så tycker jag förhållandena borde se nästan omvända ut. Men det är klart, Elisen har lite kortare hjulbas och kanske behöver mer "stabilitetshjälp" från snäll fjädersättning.

Hur ser däckdimensionerna ut på Elise? Det är ju markant skillnad fram/bak på Cayman (235/40 R18 mot 265/40 R18 bak). Sedan är OEM camber i princip noll fram från fabrik och en aning mer negativ bak (åtminstone så det syns med blotta ögat) vilket också ökar greppet bak jämfört med fram.

Att jämföra roll rate mellan olika fordon verkar vara svårt, på Miata så anses 55% fram bli rätt så "tail happy" och OEM ligger på 60-63%. Det känns som den siffran är bäst på att beskriva skillnad mellan olika fjäder/krängningshämmarsetuper när verkligen allt annat (däck, viktfördelning, hjulvinklar osv.) är lika.

Angående MR på krängningshämmarna så tror jag de är 1 jämfört med fjäderrörelsen (staget är ju bultat i spindeln) men kanske inte nödvändigtvis mot hjulet, det borde kanske vara samma MR som antaget för fjädern relativt hjulet. Hur är det inlagt i beräkningarna?

_________________

Porsche Cayman S "3400 RT" -09
Grocery Getter: Volkswagen Golf 1,6 -06
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

roll rate:
Hur räknar ni?
Vilka ingångs data behövs?

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
Victor. skrev:

Hur ser däckdimensionerna ut på Elise? Det är ju markant skillnad fram/bak på Cayman (235/40 R18 mot 265/40 R18 bak). Sedan är OEM camber i princip noll fram från fabrik och en aning mer negativ bak (åtminstone så det syns med blotta ögat) vilket också ökar greppet bak jämfört med fram.


195/50 R15 fram och 225/45 R16 bak är ungefär praxis.

Citat:

Att jämföra roll rate mellan olika fordon verkar vara svårt, på Miata så anses 55% fram bli rätt så "tail happy" och OEM ligger på 60-63%. Det känns som den siffran är bäst på att beskriva skillnad mellan olika fjäder/krängningshämmarsetuper när verkligen allt annat (däck, viktfördelning, hjulvinklar osv.) är lika.

Angående MR på krängningshämmarna så tror jag de är 1 jämfört med fjäderrörelsen (staget är ju bultat i spindeln) men kanske inte nödvändigtvis mot hjulet, det borde kanske vara samma MR som antaget för fjädern relativt hjulet. Hur är det inlagt i beräkningarna?


Jo lite svårt kanske, men borde vara genomförbart, literaturen föreslår något i stil med: "Ta ungefär 10% mer roll last än statisk viktfördelning fram", det vore kul att se hur väl det stämmer. Hittils på Miata / Elise verkar det reko, därför jag är lite skeptisk till Caymansiffrorna än, främst då det hårda läget bak på HR-krängaren.

Nu är det inlagt som MR=1 på krängaren, och cos(20deg) (= 0.936) på fjädrarna, då jag kunde tycka att en liten rörelse i Z-led på spindeln borde ge samma rörelse på övre änden av droplinken eftersom den sitter i spindeln som du nämnt. Men det kan ju finnas icke-90gradiga kränghämmarhävarmar eller den lokala böjen i mitten på den bakre som spökar.

Vi räknar rollrate som:
Rollrate = (fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / (Hjulkonstant i roll fram + bak)
och % rollrate front som
Fraktion = Hjulkonstant i roll fram / (Hjulkonstant i roll fram + bak)

_________________
Pontus Fyhr
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Citat:
Rollrate = (fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / (Hjulkonstant i roll fram + bak)

Jag gjorde en sortanalys

(fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) -> Nm -> kg*m^2/s^2

(Hjulkonstant i roll fram + bak) -> N/m -> kg /s^2

(fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / (Hjulkonstant i roll fram + bak) ->Nm/(N/m) -> (kg*m^2/s^2)/(kg /s^2)-> m^2

Hmm käns fel

Tar vi i stället C=2*k*(tw/2)^2 -> C=k/2*tw^2 -> N/m*m^2 ->Nm -> Nm/rad (vid små vinklar)
(C=krängingsmotståndet)
(tw=spårvidd och k är hjulkonstnt i roll för fjäder och krängre på hjulet)
Med olika tw fram och bak så är det bara räkna en fram och en bak och sen slå ihopp dessa för att få det totala(Ct) krängingsmotståndet.

Nu får vi ut (fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / Ct -> rad/ay -> rad/g
(ay är sidoaccelartion uttryggt i antal g)

Är något galet?

Citat:
och % rollrate front som
Fraktion = Hjulkonstant i roll fram / (Hjulkonstant i roll fram + bak)


Vad säger detta?
Mig inte mycket.
Lurar på ett vettigt sätt att gämnföra fram med bak

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Victor.
Lund
Här sen Dec 2003
Inlägg: 1824



fuling skrev:
Vad säger detta?
Mig inte mycket.
Lurar på ett vettigt sätt att gämnföra fram med bak


Roll rate eller FRC (front roll couple) som en del kallar det är hur stor del av krängningsmotståndet (C i din formel) som framaxeln står för jämfört med totala krängningsmotståndet.

Roll rate är alltså Cfram / Ctotal.

Om detta förhållande är 50%, viktfördelningen är 50% och hjulupphängningar/däck/hjulvinklar osv. är lika fram och bak borde det betyda att det släpper samtidigt fram och bak och bilen därför är neutralstyrd. Styvar man då upp i framänden (d.v.s. roll rate ökar) borde det släppa där tidigare --> understyrning vilket ju är ett bekant fenomen. Det borde alltså vara användbart för att jämföra olika setuper med varandra.

Ett extremfall borde vara en traktor med pendelaxel fram och ofjädrad bak, där är roll rate 0% (d.v.s. inget krängmotstånd alls fram). Det andra extremfallet skulle kunna vara en trehjulig bil med två framhjul och ett mc-bakhjul som inte tar något av krängkraften.

Dock är jag tveksam till hur mycket roll rate kan säga i absoluta mått eftersom det finns många fler faktorer som påverkar balansen (som synes i diskussionen ovan), men som jämförelse med känd setup av fjädrar/krängningshämmare fungerar det för att visa vart man är på väg tycker jag. D.v.s. om setup A ger en roll rate på 58% på en viss bil och setup B ger en roll rate på 54% så kommer setup B att vara mer överstyrd (eller mindre understyrd) än setup A (förutsatt att allt annat är lika).

_________________

Porsche Cayman S "3400 RT" -09
Grocery Getter: Volkswagen Golf 1,6 -06
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
fuling skrev:
Citat:
Rollrate = (fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / (Hjulkonstant i roll fram + bak)

Jag gjorde en sortanalys

(fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) -> Nm -> kg*m^2/s^2

(Hjulkonstant i roll fram + bak) -> N/m -> kg /s^2

(fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / (Hjulkonstant i roll fram + bak) ->Nm/(N/m) -> (kg*m^2/s^2)/(kg /s^2)-> m^2

Hmm käns fel

Tar vi i stället C=2*k*(tw/2)^2 -> C=k/2*tw^2 -> N/m*m^2 ->Nm -> Nm/rad (vid små vinklar)
(C=krängingsmotståndet)
(tw=spårvidd och k är hjulkonstnt i roll för fjäder och krängre på hjulet)
Med olika tw fram och bak så är det bara räkna en fram och en bak och sen slå ihopp dessa för att få det totala(Ct) krängingsmotståndet.

Nu får vi ut (fjädrad massa fram+bak) * G * (CGH - RCH) / Ct -> rad/ay -> rad/g
(ay är sidoaccelartion uttryggt i antal g)

Är något galet?


Ursäkta försening att svara, man får tänka efter lite.
Enhetsanalys är jättebra och jag uttryckte mig kanske lite slarvigt med hjulkonstant-roll.

Jag tror du är något på spåren, men jag är inte säker på att vi är framme. Jag har implementerat följande:


Vilket jag får mha enhetsanalys till ingen enhet alls:


Där problemet ligger i -W * H / (k_phi_f + k_phi_r) som ger oss bara rad (eller "ingenting" kvar).

K_phi i sig är Nm / rad

Vad jag tycker Phi / Ay borde söka är rad / (m/s^2) = rad * s^2 / m.

Citat:

Citat:
och % rollrate front som
Fraktion = Hjulkonstant i roll fram / (Hjulkonstant i roll fram + bak)



Vad säger detta?
Mig inte mycket.
Lurar på ett vettigt sätt att gämnföra fram med bak



Som ni är inne på blir det väl bäst att jämföra en bil med sig själv, men literaturen föreslår att man jämför det givna procenttalet mot statisk lastfördelning som Victor är inne på. Om en Cayman vore lika baktung som en Elise så borde man få ~samma värde.

Jag kan dock tycka att man kanske borde blanda in en RCH-F och RCH-R här för små vinklar, eftersom förhållandet H (RCH - CGH) säger att bara en del av roll-lasten går i fjädern.

_________________
Pontus Fyhr
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Citat:
Vad jag tycker Phi / Ay borde söka är rad / (m/s^2) = rad * s^2 / m.

Beror på W är i Newton, mao bilvikten vid 1g sidoacceleration
Så Ay sortlös bara antal g
Som jag ser det

_________________
Johan Sjölinder
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Krängings motståndet C [Nm/rad] har vi fram, bak och totlat
C12 (fram)
C34 (bak)
C (totalt)

Vi har rc fram, bak, och i CGH [m]
rc12 (fram)
rc34 (bak)
rc (i CGH)

Vi har vikter fram, bak och totalt
m12
m34
m

phi=m*ay*(CGH-rc) / C (phi=rollvinkel i radianer)

Men nu har vi en viktförflyttning, momnet, som inte går genom fjäder/krängre. (det under rc)
Mrc=m*ay*rc
Mrc12=m12*ay*rc12
Mrc34=m34*ay*rc34

Så momnetet som håller imot är
M=C*phi+Mrc
M12=c12*phi+Mrc12
M34=c34*phi+Mrc34

roll rate12=M12 / M
EDIT:
var roll rate12=M / M12

Nu TROR jag vi har ett bättre gämnföresetal
Har inte kollat.

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Victor.
Lund
Här sen Dec 2003
Inlägg: 1824



fuling skrev:
Krängings motståndet C [Nm/rad] har vi fram, bak och totlat
C12 (fram)
C34 (bak)
C (totalt)

Vi har rc fram, bak, och i CGH [m]
rc12 (fram)
rc34 (bak)
rc (i CGH)

Vi har vikter fram, bak och totalt
m12
m34
m

phi=m*ay*(CGH-rc) / C (phi=rollvinkel i radianer)

Men nu har vi en viktförflyttning, momnet, som inte går genom fjäder/krängre. (det under rc)
Mrc=m*ay*rc
Mrc12=m12*ay*rc12
Mrc34=m34*ay*rc34

Så momnetet som håller imot är
M=C*phi+Mrc
M12=c12*phi+Mrc12
M34=c34*phi+Mrc34

roll rate12=M / M12

Nu TROR jag vi har ett bättre gämnföresetal
Har inte kollat.

Jag är med på principen, men ska man anta en (liten) vinkel och sätta in, för phi försvinner ju inte vid beräkningen av roll rate (p.g.a. Mrc-termen)? Och om rc råkar ligga i marknivå så försvinner Mrc helt och vi är tillbaka på tidigare formler som vara tittar på C?

_________________

Porsche Cayman S "3400 RT" -09
Grocery Getter: Volkswagen Golf 1,6 -06
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8358

Hjälpmoderator

Citat:
men ska man anta en (liten) vinkel och sätta in, för phi försvinner ju inte vid beräkningen av roll rate (p.g.a. Mrc-termen)?

Om vi sätter tex ay till 1g så kan phi räkans ut.
ay styr

Citat:
Och om rc råkar ligga i marknivå så försvinner Mrc helt och vi är tillbaka på tidigare formler som vara tittar på C?

Exakt
Vi kan gämnföra bilen med noll rc mot andra

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Pontus Fyhr
Lund
Här sen Dec 2002
Inlägg: 5072


Trådstartare
Jag har inte mycket nytt att tillföra, men här är en bra länk:

http://racingcardynamics.com/weight-transfer/

_________________
Pontus Fyhr
Citera
Racetech
Fjäder / kränghämmare / dämparberäkningar
1, 2, 3   >>
1 besök senaste veckan (28380 totalt)
Tack till alla våra trogna sponsorer som stöttar och håller Rejsa rullande